Gli aerei che si muovono nell’aria sviluppano portanza, o una forza verso l’alto che supera il peso, dall’aria che si muove sulle ali. Un modo in cui un aereo si muove è quando il muso o la parte anteriore dell’aereo si alza o si abbassa, spesso indicato come beccheggio. Il momento di beccheggio è una misura del movimento su e giù per diversi angoli dell’aria attraverso le ali, noto come angolo di attacco.
La maggior parte degli aerei ad ala fissa ha due o quattro ali a circa metà della fusoliera, che è il corpo principale dell’aereo. Le ali hanno alettoni mobili che muovono le ali su o giù, noto come rollio dell’aereo. C’è uno stabilizzatore orizzontale con un pannello elevatore mobile nella parte posteriore o posteriore della fusoliera per controllare l’inclinazione verso l’alto o verso il basso. Lo stabilizzatore orizzontale spesso sembra un’ala più piccola su ciascun lato della coda in posizione piatta o orizzontale.
Uno stabilizzatore verticale con un pannello del timone mobile è posizionato verticalmente rispetto allo stabilizzatore orizzontale per spostare il muso avanti e indietro, che è il controllo dell’imbardata. Tutte le superfici mobili sono collegate a una rotella o stick di controllo del pilota e ai pedali del timone controllati dai piedi del pilota. Il pilota può virare o rotolare, girare a sinistra e a destra e imbarcare o muovere il muso avanti e indietro con i comandi.
Se l’aereo si sposta su o giù per il movimento nell’ascensore, la potenza del motore o le turbolenze meteorologiche, l’angolo di attacco cambia per il flusso d’aria sia attraverso le ali che lo stabilizzatore orizzontale. Lo stabilizzatore orizzontale è progettato come un’ala capovolta e crea un momento di beccheggio verso l’alto per forzare il muso verso il basso. Altre parti dell’aereo stanno cercando di spingere il muso verso l’alto a causa delle forze aerodinamiche, che sono effetti dell’aria che si muove attraverso le diverse superfici.
Le forze create dallo stabilizzatore orizzontale sono spesso chiamate coppia, che è una misura della forza moltiplicata per la distanza da un punto di rotazione. Il punto di rotazione sull’aereo è normalmente il baricentro, che è un punto immaginario in cui l’aereo potrebbe essere sollevato ed essere in perfetto equilibrio. Il peso del passeggero, il bagaglio e il carburante cambieranno il baricentro o baricentro e i piloti faranno calcoli per determinare che il loro aereo voli entro un intervallo accettabile di baricentro.
Il momento di beccheggio creato dallo stabilizzatore orizzontale si verifica da un’ala molto più piccola delle ali principali. Ciò è possibile grazie al calcolo della coppia. Per una quantità di forza desiderata, l’ala può essere più piccola perché è più lontana dal centro di gravità. Quasi tutti gli aerei hanno una coda lunga con stabilizzatori orizzontali e verticali all’estremità per questo motivo.
Quando l’angolo di attacco diventa troppo grande, l’aria non fluirà più uniformemente attraverso la parte superiore e inferiore dell’ala. Si verifica turbolenza, l’aria non scorre più lungo l’ala e l’ala non crea portanza. Questo è noto come stallo aerodinamico e l’aereo non può più mantenere il volo livellato. La gamma CG è accuratamente progettata e testata dai produttori in modo che il muso di un aereo cada quando si verifica uno stallo. Ciò consente all’aereo di guadagnare velocità e ripristinare il flusso d’aria attraverso le ali e la coda, ed è causato dal momento di beccheggio progettato dell’aereo.
Se un pilota aggiunge erroneamente troppo peso verso la parte posteriore prima del volo, un aereo potrebbe non riprendersi da uno stallo. Lo stabilizzatore orizzontale non può sviluppare una spinta sufficiente per superare il peso in eccesso e abbassare il muso. Questa è nota come condizione di baricentro a poppa o posteriore ed è molto pericolosa se non corretta dal pilota.
Il momento di beccheggio può anche variare da effetti aerodinamici che si verificano vicino al suolo, chiamati effetto suolo. L’effetto suolo è causato da cambiamenti nel modo in cui l’aria si muove sopra e sotto le ali e influenza il momento di portanza e beccheggio. Ciò può causare il beccheggio del muso appena prima dell’atterraggio e contribuire a incidenti se non compreso dal pilota.