Ağırlık Merkezi (CG): Uçağın Dengesi Nereden Gelir?

Önceki adımda uçağın üç eksen etrafında döndüğünü ve bu eksenlerin ağırlık merkezinde kesiştiğini gördük. Bu adımda bu noktanın neden bu kadar önemli olduğunu anlatıyoruz.

Ağırlık merkezi nedir?

Bir uçağın her parçasının bir ağırlığı vardır. Ağırlık merkezi (CG, İngilizce “center of gravity”), bütün bu ağırlıkların ortalama konumudur. Uçağı tam bu noktadan tek parmakla tutabilseydiniz, öne ya da arkaya devrilmeden dengede dururdu.

NASA’nın anlatımıyla, kumanda yüzeyleri bir kuvvet ürettiğinde uçak bu nokta etrafında döner. Uçağın nasıl davranacağını büyük ölçüde CG’nin kanada göre nerede olduğu belirler.

Ağırlık merkezi nasıl hesaplanır?

Hesap basittir: Bir referans noktası seçilir, burada burun ucu. Her parçanın ağırlığı, referansa olan uzaklığıyla çarpılır. Bu çarpımların toplamı, toplam ağırlığa bölünür.

CG = Σ(ağırlık × uzaklık) / Σ(ağırlık)

Örnekte motor 150 g (5 cm), batarya 200 g (15 cm), gövde ve kanat 400 g (30 cm), kuyruk 50 g (85 cm) alınmıştır. Toplam ağırlık 800 g, çarpımların toplamı 20.000 g·cm’dir. Ağırlık merkezi burundan 25 cm geridedir.

Şimdi burundan 15 cm geride duran 200 gramlık bataryayı 5 cm öne, 10 cm’ye kaydıralım. Bataryanın çarpımı 200 × 15 = 3.000’den 200 × 10 = 2.000’e iner, toplam 19.000 olur. Yeni CG: 19.000 / 800 = 23,75 cm. Yani 200 gramlık bataryayı 5 cm kaydırmak, ağırlık merkezini 1,25 cm öne taşır. Model uçaklarda dengeyi ayarlamanın en kolay yolu da budur: bataryanın yerini değiştirmek.

CG önde olursa

• Uçak daha kararlı olur; rahatsız edildiğinde kendiliğinden düz uçuşa dönme eğilimi artar.
• Ancak burnu kaldırmak zorlaşır. Kuyruğun burnu kaldırmak için daha fazla aşağı yönlü kuvvet üretmesi gerekir.
• Bu ek kuyruk kuvveti, kanadın taşıması gereken yükü artırır. FAA’nın el kitabına göre bu durum stall hızını yükseltir.
• İnişte burnu kaldırıp yumuşak bir teker koyuş yapmak zorlaşabilir.

CG arkada olursa

• Uçak daha az kararlı olur; kumandalara çok hassas tepki verir, sürekli düzeltme ister.
• CG belirli bir sınırın gerisine geçerse uçak kararsız hâle gelir ve kontrol edilemeyebilir.
• Stall ve vrille toparlanma zorlaşır.

Model uçağı dengelemek

1. Üreticinin verdiği CG noktasını bulun. Kit ve hazır modellerin talimatında ağırlık merkezi, kanat hücum kenarından ölçülen bir mesafe olarak verilir. Genel bir pratik olarak bu nokta çoğunlukla ortalama aerodinamik kirişin (MAC) önden yaklaşık dörtte biri ile üçte biri arasındadır. Daralan ya da ok açılı kanatlarda kök kirişinden ölçmek yanlış sonuç verir; her zaman kendi modelinizin talimatını esas alın.
2. Uçağı uçuşa hazır hâle getirin. Batarya, pervane ve bütün ekipman takılı olsun. Uçuşta olmayacak bir şey takılı olmasın.
3. CG noktasından iki parmakla kaldırın. Uçak düz ya da burnu hafifçe aşağıda duruyorsa denge doğrudur. Kuyruk aşağı düşüyorsa CG geride demektir.
4. Ayarlayın. Önce bataryayı kaydırarak deneyin. Yeterli değilse buruna küçük bir ağırlık ekleyin. Kuyruğa ağırlık eklemek gerekiyorsa, bunu yapmadan önce talimatı tekrar kontrol edin.

Kendin dene

Yazıdaki örnek parçalar araçta hazır. Kendi modelinizin parçalarını tartıp burundan uzaklıklarını girin; araç ağırlık merkezini, kirişin yüzde kaçında olduğunu ve bataryayı ne kadar kaydırmanız gerektiğini hesaplar.

Bir sonraki adım

Kaldırma denkleminde hava yoğunluğunun önemli olduğunu görmüştük. Bir sonraki adımda atmosferi tanıyacağız: Yükseldikçe hava neden “incelir” ve sıcak bir yaz günü uçağın performansını nasıl etkiler?