¿Cuál es la diferencia entre un centro de gravedad delantero, trasero, alto y bajo?

Me gustaría saber la diferencia entre cuando el centro de gravedad (CdG) está hacia adelante y hacia atrás. ¿Y alto y bajo?

Ya sé que cuanto más bajo es el CoG, mayor es la estabilidad lateral estática. Un CdG de proa es generalmente más estable que un CdG de popa. Entonces, ¿significa esto que un CdG bajo es lo mismo que un CdG en popa?

Nota: Si los efectos de un CG AFT no son los mismos que los de un CG bajo, ¿cuál es el efecto de cada uno de ellos o cuál es la diferencia entre ellos?, y lo más importante, ¿cuándo el CG es AFT o Adelante? el CG bajo o alto?

Bienvenido al sitio! He reformulado su pregunta, pero es posible que me haya equivocado, así que corríjala según sea necesario. Sin embargo, no estoy seguro exactamente de lo que está preguntando: obviamente, "bajo" no significa lo mismo que "a popa", entonces, ¿está preguntando si el efecto de un CdG bajo es el mismo que el de popa? Si puedes explicar un poco más lo que quieres decir, creo que sería útil.
Sí, estoy preguntando si el efecto de un CG bajo es el mismo que el de AFT CG y, si no, ¿cuál es la diferencia entre ellos?
Como piloto, solo he usado CG hacia adelante/atrás. Como motociclista, solo he usado CG alto/bajo. Conociendo la diferencia entre los dos, no estoy realmente seguro de que un cambio de CG alto/bajo afecte a un avión a menos que mueva el CG hacia adelante o hacia atrás. Además, no sé qué constituiría realmente un CG alto o bajo en un avión. No sé si podría mover el CG lo suficientemente lejos dentro de los límites físicos de la aeronave para hacer una diferencia notable.
@Shawn ¿Estás hablando de mover el CG arriba/abajo para hacer una diferencia notable? Porque si está insinuando que una parte delantera / trasera tampoco lo hará, le sugiero que la próxima vez que vaya a volar para recortar el avión, haga que su pasajero deslice el asiento hacia adelante o hacia atrás unas 4 pulgadas y observe lo que hace el avión :)
@RonBeyer Hablando de subir/bajar en un avión. Front/Back afectará definitivamente las características de vuelo de la aeronave.
También hay una serie de respuestas aquí en Aviation.se sobre los límites laterales del CG en los helicópteros.

Respuestas (3)

No estoy seguro de entender a lo que estás tratando de llegar, pero déjame intentar responder la oración:

lo más importante, ¿cuándo el CG está AFT o Adelante?, y ¿cuándo está el CG bajo o alto?

Si el CG está atrás o adelante se refiere a su posición a lo largo del eje longitudinal del avión, ese eje que va desde la nariz del avión hasta la cola. Por lo general, si las personas se refieren solo al "CG", generalmente se refieren a la posición longitudinal del CG, ya que generalmente es la más crítica. Boeing se refiere a la medida del eje longitudinal como BA, brazo de equilibrio, aunque el CG longitudinal se suele hablar en términos del porcentaje de la cuerda aerodinámica media.

Supongamos que tiene un carguero con un solo palé de 10 000 lb. Si ese palet está en la posición más adelantada capaz de manipularlo, el centro de gravedad longitudinal estaría considerablemente más adelantado que si el palet estuviera en la posición más retrasada. Muy posiblemente, en cualquiera de los dos casos, se excederían los respectivos límites de CG de proa y de popa. Si un jefe de carga solo dijo: "Tengo un centro de gravedad delantero", podría querer decir que la carga está por delante del límite delantero, o simplemente podría querer decir que la carga está dentro del límite pero más adelante de lo que le gustaría.

Ahora digamos que dividimos la tarima de 10,000 lb en dos tarimas de 5,000 lb, y colocamos una de ellas en la posición más adelantada en la plataforma principal y la otra en la misma posición longitudinal en la plataforma inferior. Eso no cambiaría el CG longitudinal porque ambas paletas están en la misma posición longitudinal. Sin embargo, cambiaría el CG vertical medido a lo largo del eje vertical. Los Loadmasters en los 747 no tienen que preocuparse por el CG vertical porque no hay límites definidos para él en los manuales de peso y balance del 747. Los Loadmasters en los 767, sin embargo, lo hacen según los límites definidos. Si un jefe de carga de un 767 dice que tiene un CG alto, puede significar que la carga de la cubierta principal es demasiado grande dada la cantidad que hay en la cubierta inferior. También podría querer decir que el centro de gravedad vertical de la carga de la cubierta principal es mayor que 42" por encima del piso de la cubierta principal.

Aunque no preguntaste al respecto, hay un tercer eje, el eje lateral, que se extiende desde la punta del ala hasta la punta del ala, por así decirlo. Boeing se refiere a la posición a lo largo de este eje como BBL, línea de las nalgas del cuerpo, y generalmente existen límites en cuanto a qué tan lejos de la línea central del avión puede estar el centro de gravedad lateral.

En referencia a la BBL, ¡no pongas todas las paletas en un lado del avión!
@FreeMan Correcto, sin embargo, es sorprendente (al menos para mí), lo tolerantes que son algunos aviones con el desequilibrio lateral, especialmente el 747. Por ejemplo, vaya a 747.terryliittschwager.com, desplácese hacia abajo hasta la parte inferior de la página y seleccione la carga de prueba #6 para ver lo que se necesita para exceder el límite.
@Terry Gracias por su respuesta comandante, hice esa pregunta desde el principio para comprender 2 de los factores que afectan la estabilidad lateral estática de un aire acondicionado. que son: 1. Ala alta y centro de gravedad bajo, 2. Quilla alta y centro de gravedad bajo, que no los entiendo mucho y agradecería mucho si me pudieran echar una mano y explicarme cómo funcionan o cómo afectan la estabilidad. . Gracias : )
Leyendo sobre CG en un 747 no puedo evitar pensar en este trágico video de Afganistán
@KarimElshawarby Según tengo entendido, tanto la configuración 1 como la 2 a las que se refiere promueven la estabilidad lateral (es decir, amortiguan la rotación sobre el eje longitudinal) porque maximizan la distancia vertical entre el CG y el centro vertical de las fuerzas laterales en el avión. Esas fuerzas laterales (el efecto de la quilla) tienen un brazo de momento más largo para enderezar el avión. Consulte faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/media/… y busque "efecto de quilla" y encontrará buena información.
@TomMcW Realmente aleccionador. Nunca olvidaré recibir el correo electrónico de National Air Cargo poco después pidiéndome que elimine la entrada N949CA del menú del software de peso y balance que usaban para la carga paletizada porque habían perdido un avión.
@Terry Muchas gracias señor por su esfuerzo :)

Básicamente, su pregunta es una combinación de dos aspectos que ya se discutieron con bastante detalle:

La estabilidad ya se explica bastante bien en ¿ Qué significa que un avión sea aerodinámicamente estable? . El resumen es que el centro de gravedad delantero hace que la aeronave sea más estable, pero un poco menos eficiente, mientras que el centro de gravedad trasero la hace menos estable.

La posición vertical se discute luego en ¿Cómo se comportan las superficies de control/ala del Airbus Beluga con su alto centro de gravedad? En resumen, la posición vertical del centro de gravedad es casi irrelevante . La sustentación en vuelo recto y nivelado actúa sobre una línea que pasa por el centro de gravedad y se inclina con el avión, por lo que no puede crear ningún momento. Solo la fuerza lateral en un deslizamiento lateral puede conducir a un acoplamiento de balanceo de guiñada ligeramente más bajo con un CdG alto, pero normalmente no se confía en el acoplamiento de balanceo de guiñada, por lo que no es muy interesante.

La posición vertical del CG en un avión y su efecto sobre la estabilidad va a depender en gran medida de la posición de las alas. Un ala montada en alto con un CG bajo en el fuselaje creará un avión muy estable sobre su eje longitudinal; un CG alto en un ala montada baja creará inestabilidad dinámica sobre este eje. Muchos aviones que están diseñados para la maniobrabilidad, por ejemplo, aviones acrobáticos, cazas militares, etc. tienen un ala montada en el hombro donde el centro de sustentación se encuentra muy cerca del centro de gravedad a lo largo del eje vertical, lo que crea una estabilidad de balanceo neutral.

Los CG en el rango delantero de su envolvente aprobado desarrollan una buena estabilidad lateral, pero a expensas de una mayor resistencia inducida, ya que se requiere que el plano de cola o los canards produzcan más sustentación para contrarrestar el par que crea el CG sobre el centro de sustentación. Los CG de popa reducen la resistencia inducida pero provocan inestabilidad lateral y pueden ser bastante peligrosos en caso de pérdida o giro debido a la menor eficacia del plano de cola.

¡La posición vertical del CdG es IRRELEVANTE!
También sospecho que confundiste estabilidad lateral y longitudinal. La estabilidad longitudinal es la estabilidad en cabeceo, es decir, alrededor del eje lateral. En cuanto a la estabilidad lateral, no está claro si debería significar estabilidad en balanceo o en guiñada y ese término no parece ser muy utilizado.
@JanHudec También pensé que la posición vertical del CG era irrelevante. Sin embargo, recientemente tuve que cambiar un software de peso y balance para manejar cargueros 767. Para mi sorpresa (y consternación, ya que les había dado una cotización baja de lo que cobraría), descubrí que había requisitos verticales de CG. Gracias a eso, estoy trabajando por menos del salario mínimo. JAJAJA
¿Cuál es la diferencia entre un centro de gravedad delantero, trasero, alto y bajo?
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