Τι είναι το Pitching Moment;

Τα αεροσκάφη που κινούνται στον αέρα αναπτύσσουν ανύψωση, ή μια δύναμη προς τα πάνω που υπερνικά το βάρος, μέσω του αέρα που κινείται πάνω από τα φτερά. Ένας τρόπος με τον οποίο κινείται ένα αεροσκάφος είναι όταν η μύτη ή το μπροστινό μέρος του αεροπλάνου κινείται προς τα πάνω ή προς τα κάτω, που συχνά αναφέρεται ως βήμα. Η ροπή κλίσης είναι μια μέτρηση της κίνησης προς τα πάνω και προς τα κάτω για διαφορετικές γωνίες αέρα στα φτερά, γνωστή ως γωνία επίθεσης.

Τα περισσότερα αεροσκάφη σταθερών πτερύγων έχουν δύο ή τέσσερα φτερά περίπου στα μισά του δρόμου κατά μήκος της ατράκτου, που είναι το κύριο σώμα του αεροπλάνου. Τα φτερά έχουν κινητά πτερύγια που μετακινούν τα φτερά πάνω ή κάτω, γνωστά ως κύλιση του αεροσκάφους. Υπάρχει ένας οριζόντιος σταθεροποιητής με ένα κινητό πλαίσιο ανελκυστήρα στην ουρά ή στο πίσω μέρος της ατράκτου για τον έλεγχο του βήματος πάνω ή κάτω. Ο οριζόντιος σταθεροποιητής μοιάζει συχνά με ένα μικρότερο φτερό σε κάθε πλευρά της ουράς σε επίπεδη ή οριζόντια θέση.

Ένας κατακόρυφος σταθεροποιητής με ένα κινητό πλαίσιο πηδαλίου τοποθετείται κάθετα προς τα πάνω από τον οριζόντιο σταθεροποιητή για να μετακινήσει τη μύτη εμπρός και πίσω, που είναι έλεγχος εκτροπής. Όλες οι κινητές επιφάνειες συνδέονται με έναν τροχό ή ένα μοχλό ελέγχου πιλότου και με πεντάλ πηδαλίου που ελέγχονται από τα πόδια του πιλότου. Ο πιλότος μπορεί να στριμώξει ή να κυλήσει, να στρίψει δεξιά και αριστερά και να κουνήσει ή να μετακινήσει τη μύτη εμπρός και πίσω με τα χειριστήρια.

Εάν το αεροσκάφος κινείται προς τα πάνω ή προς τα κάτω από την κίνηση στον ανελκυστήρα, την ισχύ από τον κινητήρα ή τις καιρικές αναταράξεις, η γωνία επίθεσης αλλάζει για τη ροή αέρα τόσο στα φτερά όσο και στον οριζόντιο σταθεροποιητή. Ο οριζόντιος σταθεροποιητής έχει σχεδιαστεί ως ανάποδη πτέρυγα και δημιουργεί μια ροπή κλίσης προς τα πάνω για να πιέσει τη μύτη προς τα κάτω. Άλλα μέρη του αεροσκάφους προσπαθούν να ωθήσουν τη μύτη προς τα πάνω λόγω αεροδυναμικών δυνάμεων, οι οποίες είναι επιδράσεις του αέρα που κινείται στις διάφορες επιφάνειες.

Οι δυνάμεις που δημιουργούνται από τον οριζόντιο σταθεροποιητή αναφέρονται συχνά ως ροπή, η οποία είναι μια μέτρηση της δύναμης επί την απόσταση από ένα σημείο περιστροφής. Το σημείο περιστροφής του αεροσκάφους είναι συνήθως το κέντρο βάρους, το οποίο είναι ένα φανταστικό σημείο όπου το αεροπλάνο θα μπορούσε να σηκωθεί και να βρίσκεται σε τέλεια ισορροπία. Το βάρος του επιβάτη, οι αποσκευές και τα καύσιμα θα αλλάξουν το κέντρο βάρους ή το CG και οι υπολογισμοί γίνονται από τους πιλότους για να διαπιστωθεί ότι το αεροσκάφος τους πετά εντός αποδεκτής εμβέλειας CG.

Η ροπή κλίσης που δημιουργείται από τον οριζόντιο σταθεροποιητή προκύπτει από ένα φτερό πολύ μικρότερο από τα κύρια φτερά. Αυτό είναι δυνατό λόγω του υπολογισμού της ροπής. Για μια επιθυμητή ποσότητα δύναμης, το φτερό μπορεί να είναι μικρότερο επειδή είναι πιο μακριά από το κέντρο βάρους. Σχεδόν όλα τα αεροσκάφη έχουν μακριά ουρά με οριζόντιους και κατακόρυφους σταθεροποιητές στο άκρο για αυτόν τον λόγο.
Όταν η γωνία επίθεσης γίνει πολύ μεγάλη, ο αέρας δεν θα ρέει πλέον ομαλά στο πάνω και στο κάτω μέρος της πτέρυγας. Εμφανίζονται αναταράξεις, ο αέρας δεν ρέει πλέον κατά μήκος της πτέρυγας και η πτέρυγα δεν δημιουργεί ανύψωση. Αυτό είναι γνωστό ως αεροδυναμικό στάβλο και το αεροπλάνο δεν μπορεί πλέον να διατηρήσει επίπεδη πτήση. Η σειρά CG έχει σχεδιαστεί και δοκιμαστεί προσεκτικά από τους κατασκευαστές, έτσι ώστε το ρύγχος ενός αεροσκάφους να πέφτει όταν συμβεί στάσιμο. Αυτό επιτρέπει στο αεροπλάνο να αποκτήσει ταχύτητα και να αποκαταστήσει τη ροή αέρα στα φτερά και την ουρά, και προκαλείται από τη σχεδιασμένη ροπή κλίσης του αεροσκάφους.

Εάν ένας πιλότος κατά λάθος προσθέσει πολύ βάρος προς τα πίσω πριν από την πτήση, ένα αεροσκάφος μπορεί να μην ανακάμψει από ένα στάβλο. Ο οριζόντιος σταθεροποιητής δεν μπορεί να αναπτύξει αρκετή ώθηση για να ξεπεράσει το υπερβολικό βάρος και να χαμηλώσει τη μύτη. Αυτό είναι γνωστό ως κατάσταση CG πίσω ή πίσω και είναι πολύ επικίνδυνο εάν δεν διορθωθεί από τον πιλότο.
Η ροπή ρίψης μπορεί επίσης να αλλάξει από αεροδυναμικά φαινόμενα που συμβαίνουν κοντά στο έδαφος, που ονομάζονται εφέ εδάφους. Το φαινόμενο εδάφους προκαλείται από αλλαγές στον τρόπο με τον οποίο ο αέρας κινείται πάνω και κάτω από τα φτερά και επηρεάζει τη ροπή ανύψωσης και κλίσης. Αυτό μπορεί να προκαλέσει τη μείωση της μύτης λίγο πριν την προσγείωση και να συμβάλει σε ατυχήματα, εάν δεν γίνει κατανοητό από τον πιλότο.