Porque é que o centro de gravidade é crítico
O centro de gravidade (CG) é o ponto em que o modelo se comporta como se toda a sua massa estivesse concentrada num único lugar. Um ajuste correto do CG determina a estabilidade longitudinal, a capacidade do modelo de regressar sozinho ao voo a direito e nivelado após uma perturbação.
Se o CG estiver demasiado à frente, o modelo picará com força, perderá altitude depressa e exigirá uma grande deflexão de profundor para manter o voo nivelado. Se o CG estiver demasiado atrás, o modelo torna-se longitudinalmente instável. Mesmo uma pequena perturbação provoca oscilações crescentes ou uma cabragem descontrolada que termina em perda de sustentação.
Corda aerodinâmica média (MAC)
A posição do CG define-se em relação à corda média aerodinâmica (MAC). A MAC é uma corda de referência que representa as propriedades aerodinâmicas da asa independentemente da sua forma em planta (retangular, trapezoidal, elíptica).
Numa asa retangular, a MAC é igual à corda do perfil. Numa asa afilada, a MAC encontra-se graficamente ou calcula-se a partir de uma fórmula que usa a corda na raiz, a corda na ponta e a razão de afilamento.
Uma posição típica do CG para planadores e treinadores é de 25% a 33% da MAC medida a partir do bordo de ataque. 25% da MAC é um acerto mais à frente (mais seguro e estável), enquanto 33% da MAC é mais atrás (melhor desempenho, menos estabilidade). Os principiantes devem começar entre 25% e 28% da MAC.
Equilíbrio longitudinal
O equilíbrio longitudinal diz respeito à distribuição da massa ao longo do eixo longitudinal do modelo (do nariz à cauda). É o parâmetro principal a definir primeiro. Avançar o centro de gravidade aumenta a estabilidade longitudinal, mas também aumenta a resistência induzida (o modelo voa com a profundidade defletida) e encurta o tempo de voo. Recuar o centro de gravidade reduz a resistência e melhora o desempenho, mas reduz a margem de estabilidade.
Na prática, o equilíbrio longitudinal ajusta-se acrescentando lastro (chumbo, granalha) no nariz ou na cauda. Uma solução melhor é reposicionar os componentes pesados (a bateria no RC, o motor) em vez de acrescentar peso morto.
Equilíbrio lateral
O equilíbrio lateral diz respeito à distribuição da massa ao longo do eixo lateral (da asa esquerda à direita). O modelo deve ficar nivelado quando suportado sob a fuselagem no ponto do centro de gravidade. Se uma asa for mais pesada, o modelo tenderá a virar para esse lado.
As diferenças de massa entre as asas compensam-se aplicando pedaços de fita de chumbo na ponta da asa mais leve. É importante colocar o lastro o mais perto possível da ponta, porque uma massa menor a uma distância maior do eixo produz o mesmo efeito que uma massa maior mais perto do eixo.
Métodos para verificar o CG
O método mais simples é o teste dos dois dedos. Apoie o modelo por baixo com dois dedos indicadores no ponto do CG marcado no plano. O modelo deve ficar nivelado ou com uma ligeira inclinação do nariz para baixo. Se a cauda descer, o CG está demasiado recuado.
Um método mais preciso é usar um suporte de equilíbrio. Os suportes comerciais têm apoios reguláveis que permitem encontrar o ponto de equilíbrio com exatidão. Para modelos de grande envergadura, vale a pena construir um dispositivo simples com duas tiras verticais e um eixo de arame.
Em modelos RC podes fazer o teste de picada. A uma altitude segura, coloca o modelo em atitude de nariz baixo a cerca de 30 a 45 graus e larga os comandos. Um modelo corretamente equilibrado deve sair da picada suavemente. Se levantar o nariz bruscamente, o centro de gravidade está demasiado à frente. Se continuar a picar ou começar a oscilar, o centro de gravidade está demasiado atrás.
Porque é que um modelo pesado na cauda cabra
Um modelo com o CG deslocado demasiado para trás tem uma margem de estabilidade longitudinal insuficiente. Na física do voo, isto significa que o ponto neutro (o ponto em que uma variação do ângulo de ataque não produz momento de picada) está próximo do CG ou mesmo à frente dele.
Quando um modelo destes encontra uma rajada ou uma pequena perturbação que aumenta o ângulo de ataque, a sustentação adicional gerada à frente do CG não é suficientemente compensada pelo estabilizador. O nariz sobe ainda mais, o ângulo de ataque continua a crescer até a asa entrar em perda. Este processo autoalimenta-se e, sem intervenção do piloto (em RC) ou um trim correto (em voo livre), leva à perda do modelo.
Conselhos práticos
Comece sempre com o CG recomendado no plano. Se o plano não especificar um CG, use 28% a 30% da MAC como ponto de partida para os treinadores. Após cada modificação (troca de motor, de bateria ou de equipamento), volte a verificar o equilíbrio.
Regista as tuas definições de centro de gravidade e o seu efeito no voo. Um registo de afinação permite-te voltar rapidamente a uma configuração comprovada. Em competição, um deslocamento do centro de gravidade de 2 a 3 mm pode alterar de forma percetível o comportamento do modelo nas térmicas.