Flugzeug: Moment und Momentarm - Airplane: Moment and Moment Arm

Eine Untersuchung der Physik zeigt, dass sich ein Körper, der sich frei drehen kann, immer um seinen Schwerpunkt dreht. In aerodynamischer Hinsicht wird das mathematische Maß für die Tendenz eines Flugzeugs, sich um seinen Schwerpunkt zu drehen, als „Moment“ bezeichnet. Ein Moment ist gleich dem Produkt aus der aufgebrachten Kraft und dem Abstand, in dem die Kraft aufgebracht wird. (Ein Momentenarm ist der Abstand von einem Bezugspunkt [Referenzpunkt oder -linie] zur ausgeübten Kraft.) Für Flugzeuggewichts- und Gleichgewichtsberechnungen werden „Momente“ als Abstand des Arms multipliziert mit dem Gewicht des Flugzeugs oder einfach ausgedrückt: Zoll-Pfund. 

Flugzeugkonstrukteure lokalisieren die vordere und hintere Position des Schwerpunkts des Flugzeugs so nahe wie möglich am 20-Prozentpunkt der mittleren aerodynamischen Sehne (MAC). Wenn die Schublinie so ausgelegt ist, dass sie horizontal durch den Schwerpunkt verläuft, verursacht sie kein Nicken des Flugzeugs, wenn die Leistung geändert wird, und es gibt keinen Unterschied im Moment aufgrund des Schubs für einen Ein- oder Ausschaltzustand des Fluges. Obwohl Konstrukteure eine gewisse Kontrolle über den Ort der Widerstandskräfte haben, sind sie nicht immer in der Lage, die resultierenden Widerstandskräfte durch den Schwerpunkt des Flugzeugs fließen zu lassen. Das einzige Element, über das sie jedoch die größte Kontrolle haben, ist die Größe und Position des Schwanzes. Ziel ist es, die Momente (aufgrund von Schub, Widerstand und Auftrieb) so klein wie möglich zu machen und durch die richtige Position des Hecks

Der Pilot hat keine direkte Kontrolle über den Ort der Kräfte, die im Flug auf das Flugzeug einwirken, außer der Steuerung des Auftriebszentrums durch Änderung des AOA. Der Pilot kann die Größe der Kräfte steuern. Eine solche Veränderung zieht jedoch unmittelbar Veränderungen in anderen Kräften nach sich. Daher kann der Pilot den Ort einer Kraft nicht unabhängig ändern, ohne die Wirkung anderer zu ändern. Beispielsweise beinhaltet eine Änderung der Fluggeschwindigkeit eine Änderung des Auftriebs sowie eine Änderung des Luftwiderstands und eine Änderung der Aufwärts- oder Abwärtskraft auf das Heck. Wenn Kräfte wie Turbulenzen und Böen wirken, um das Flugzeug zu verschieben, reagiert der Pilot, indem er entgegengesetzte Steuerkräfte bereitstellt, um dieser Verschiebung entgegenzuwirken.

Einige Flugzeuge unterliegen Änderungen in der Position des Schwerpunkts mit Schwankungen der Last. Trimmvorrichtungen wie Trimmklappen für Höhenruder und einstellbare horizontale Stabilisatoren werden verwendet, um den Momenten entgegenzuwirken, die durch das Abbrennen von Kraftstoff und das Be- oder Entladen von Passagieren oder Fracht entstehen.