総重量125,000lb、重心位置が基準線後方500inにある飛行機で、搭載している2,000lbの貨物を基準線後方40…

航空工学 第20問

総重量125,000lb、重心位置が基準線後方500inにある飛行機で、搭載している2,000lbの貨物を基準線後方400inから800inのところに移動した。空力平均翼弦(MAC)の長さが140inとすると、新しい重心位置はMAC上でどのくらい移動するか。

正答 (2)
正答は (2)。約4.6%後方へ移動します。 【重心移動の公式】 重心の移動量 = (移動した重量 × 移動した距離)          ÷ 総重量 【値を入れる】 移動した重量 = 2,000lb 移動した距離 = 800 − 400 = 400in(後方へ) 総重量 = 125,000lb 移動量 = (2,000 × 400)÷ 125,000     = 800,000 ÷ 125,000     = 6.4in(後方へ) 【MACに対する割合に直す】
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MACの長さ = 140in 6.4 ÷ 140 = 0.0457 → 約4.6% したがって、重心位置はMAC上で約4.6%後方へ移動します。 【公式の意味】 これはモーメントの釣り合いから導けます。 貨物を後方へ動かすと、機体全体のモーメントが  2,000 × 400 = 800,000 lb-in だけ増える  ↓ 重心が動くことでも同じだけモーメントが変わるので  125,000 × 移動量 = 800,000  ↓ 移動量 = 800,000 ÷ 125,000 = 6.4in 【元の重心位置は使わない】 問題文に「重心位置が基準線後方500in」とありますが、移動量の計算には使いません。 聞かれているのが「どのくらい移動するか」だからです。移動後の重心位置そのもの(500 + 6.4 = 506.4in)を問われた場合にだけ必要になります。 出題では、使わない数値がわざと添えられることがあります。何を聞かれているかを先に確認してください。 【単位をそろえる】 重量 …… lbどうし 距離 …… inどうし このように単位がそろっていれば、答えも同じ単位(in)で出ます。最後にMACで割ることで、%という無次元の値に変わります。 【%MACという表し方】 重心位置は、基準線からの距離(in)ではなくMACの何%の位置にあるかで管理するのが普通です。 %MAC = (重心位置 − MAC前縁の位置)÷ MACの長さ × 100 機種が違っても同じ尺度で比べられ、前方限界・後方限界も%MACで示されるためです。

出典:令和5年3月期 航空従事者学科試験 運航管理者 航空工学 問20(国土交通省 公表)出典元ページ

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