Центровка самолета определяется в процессе его объемной и весовой компоновки.
Проектное положение центра масс самолета должно обеспечивать необходимую устойчивость и управляемость на всех режимах полета.
Продольная устойчивость самолета определяется взаимным расположением центра масс и фокуса самолета.
Возможны три случая расположения центра масс и фокуса самолета:
- центр масс расположен впереди фокуса
- центр масс совмещен с фокусом
- центр масс расположен впереди фокуса
а) Центр масс расположен впереди фокуса самолета (рис. а). Предположим, что под действием внешнего возмущения, самолет увеличил угол атаки. Это вызовет подъемную силы самолета
Эта сила, приложенная в фокусе самолета, на плече x=Xf-Xr - относительно центра масс, вызовет пикирующий момент, стремящийся уменьшить угол атаки. При случайном уменьшении угла атаки возникающий момент вызовет увеличение угла атаки и стабилизацию самолета относительно поперечной оси.
Таким образом, если центр масс расположен впереди фокуса самолета, то такой самолет после вынужденного изменения угла атаки сам будет возвращаться к его исходному значению.
б) Центр масс совмещен с фокусом (рис. б). При случайном изменении угла атаки самолета будет появляться подъемная сила, но из-за отсутствия плеча (Дельта x=0) момент от этой силы будет равен нулю. При управлении самолетом с нейтральной центровкой пилот должен все время исправлять малейшие изменения угла атаки, так как самолет такой способностью не обладает.
в) Центр масс расположен позади фокуса (рис. в). При случайном увеличении угла атаки возникающая сила Y, за счет момента на плече, будет увеличивать угол атаки еще больше.
При случайном уменьшении угла атаки эта же сила будет создавать пикирующий момент, еще больше уменьшая его значение.
Самолет, отойдя от заданного режима, не будет возвращаться в исходное положение, а станет увеличивать это отклонение.
Управлять таким самолетом крайне затруднительно и выполнять на нем полеты недопустимо из условия безопасности.
Из изложенного выше можно сделать вывод: чтобы самолет был устойчив по перегрузке, необходимо, чтобы центр масс самолета на всех режимах полета находился впереди его фокуса.