Co je pitching moment?

Letadlo pohybující se vzduchem vyvíjí vztlak nebo sílu vzhůru, která překonává hmotnost, vzduchem pohybujícím se po křídlech. Jedním ze způsobů, jak se letadlo pohybuje, je, když se čelo nebo přední část letounu pohybuje nahoru nebo dolů, často označované jako hřiště. Pitching moment je měření pohybu nahoru a dolů pro různé úhly vzduchu přes křídla, známý jako úhel útoku.

Většina letadel s pevným křídlem má dvě nebo čtyři křídla asi v polovině trupu, což je hlavní tělo letadla. Křídla mají pohyblivá křidélka, která pohybují křídly nahoru nebo dolů, známá jako válcování letadla. K dispozici je vodorovný stabilizátor s pohyblivým výtahovým panelem v ocase nebo zadní části trupu, který řídí stoupání nahoru nebo dolů. Horizontální stabilizátor často vypadá jako menší křídlo na každé straně ocasu v ploché nebo horizontální poloze.

Vertikální stabilizátor s pohyblivým směrovým panelem je umístěn svisle nahoru od horizontálního stabilizátoru pro pohyb nosu dozadu a dopředu, což je ovládání vybočení. Všechny pohyblivé povrchy jsou spojeny s řídicím kolem nebo páčkou pilota a pedály kormidla ovládanými nohami pilota. Pilot může naklonit nebo převrátit se, otočit doleva a doprava a pomocí ovládacích prvků vychýlit nebo posunout nos dopředu a dozadu.

Pokud se letadlo pohybuje nahoru nebo dolů z pohybu ve výtahu, výkonu z motoru nebo při turbulenci počasí, změní se úhel útoku pro vzduch proudící jak přes křídla, tak i horizontální stabilizátor. Vodorovný stabilizátor je navržen jako křídlo vzhůru nohama a vytváří náklonný moment směrem nahoru, aby tlačil nos dolů. Ostatní části letadla se snaží tlačit nos vzhůru kvůli aerodynamickým silám, což jsou účinky pohybu vzduchu přes různé povrchy.

Síly vytvořené horizontálním stabilizátorem jsou často označovány jako točivý moment, což je měření síly krát vzdálenost od bodu otáčení. Bod rotace v letadle je obvykle těžištěm, což je imaginární bod, kde by mohl být letoun zvednut a být v perfektní rovnováze. Hmotnost cestujících, zavazadla a palivo změní těžiště nebo CG a piloti vypočítávají, aby určili, že jejich letadlo letí v přijatelném rozsahu CG.

Klopný moment vytvořený horizontálním stabilizátorem nastává z křídla mnohem menšího než hlavní křídla. To je možné díky výpočtu točivého momentu. Pro požadované množství síly může být křídlo menší, protože je dále od těžiště. Téměř všechna letadla mají z tohoto důvodu dlouhý konec s vodorovnými a svislými stabilizátory.

Když je úhel útoku příliš velký, vzduch již nebude hladce proudit přes horní a dolní část křídla. K turbulenci dochází, vzduch již neteče podél křídla a křídlo nevytváří vztlak. Toto je známé jako aerodynamický stání a letadlo již nemůže udržovat vodorovný let. Řada CG je pečlivě navržena a testována výrobci, takže nos letadla klesne, když dojde k zastavení. To umožňuje letadlu získat rychlost a obnovit proudění vzduchu přes křídla a ocas, a je to způsobeno navrženým pitching momentem letadla.

Pokud pilot omylem přidá příliš velkou váhu dozadu před letem, letadlo se nemusí zotavit ze stání. Vodorovný stabilizátor nemůže vyvinout dostatek tahu k překonání nadváhy a snížení nosu. Toto je známo jako stav zadní nebo zadní CG a je velmi nebezpečný, pokud jej pilot neopraví.

Pitch moment se také může změnit z aerodynamických efektů, které se vyskytují blízko země, nazývané zemní efekt. Efekt země je způsoben změnami ve způsobu, jakým se vzduch pohybuje nad a pod křídly, a ovlivňuje moment zvedání a stoupání. To může způsobit sklon nosu těsně před přistáním a přispět k nehodám, pokud to pilot nerozumí.