Потянуло меня снова что то поговорить про физику полета вертолётов. В этот раз я решил пографоманствовать на тему центра тяжести и того как его положение влияет на поведение вертолета.
Как многие уже знают от инструкторов, более опытных товарищей, или просто из книжки прочитанной в нелётную погоду - вертолет это маятник (только не надо про сферический, в вакууме
). Точнее - всё кроме несущего винта это маятник относительно плоскости вращения несущего винта. Для начала, в качестве примера, давайте рассмотрим состояние равновесия маятника с одной степенью свободы (относительно точки подвеса). В данном случае единственной силой действующей на маятник является притяжение земли (формально конечно есть ещё сила натяжения, которая противоположна силе тяжести) и вектор, соединящий точку крепления и центр тяжести маятника, в состояния равновесия будет параллелен вектору этой силы.
Предположим у нас есть маятник в форме перевернутой Т, для простоты вес самой формы пренебрежимо мал, но мы подвесили пару равновесных грузов по каждую из сторон. Левая диаграмма демонстрирует положение равновесия. Теперь предположим что груз того же общего веса мы поместили только с одной стороны. В этом случае состояние равновесия будет выглядеть так как на правой диаграмме.
Местоположение центра тяжести вертолёта может варьироваться достаточно широко - например разрешенный диапазон продольного расположения центра тяжести для Robinson R-44 равен десяти с половиной дюймам или более чем 26 сантиметрам.
При этом две основные переменные влияющие на положения центра тяжести – количество и расположение топлива и людей (включая багаж). Топливо расположено за задней границей диапазона, в то время как люди за передней. Поэтому продольная динамика движения ЦТ следующая – увеличивая количество топлива при прочих равных мы перемещаем центр тяжести в сторону хвостовой балки, в то время как увеличивая вес пассажиров мы перемещаем центр тяжести вперед (при этом перемещение вперед более выражено если больший вес помещен на передние сиденья).
В любом случае во время полета происходит уменьшение количество топлива в то время как вес людей и багажа остается примерно постоянным (про выброску парашютистов поговорим в другой раз), поэтому в полете происходит постепенное перемещение центра тяжести вперед.
Теперь давайте рассмотрим как положение центра тяжести влияет на некоторые фазы полета вертолета.
Вертикальный взлет и висение
При начальном взлёте и переходе в висение вертолет основное время (при должном управлении) находится в состоянии равновесия или испытывает только минимальные колебания относительно центра тяжести. Сила притяжения Земли является определяющей и вертолет стремится расположить точку подвеса и центр тяжести вдоль вектора этой силы. Приведенная ниже диаграмма демонстрирует положение фюзеляжа вертолёта при положении центра тяжести предельно-разрешенно впереди (верхняя половина диаграммы) и предельно-разрешенно позади (нижняя половина диаграммы)
) Здесь необходимо добавить что у R44 вал несущего несколько наклонен вперед относительно лыж, то есть угол показанный на диаграмме меньше 90 градусов, точнее примерно 87 градусов. Эта особенность подразумевает что положение центра тяжести которое соответствует перпендикулярнуму положению вектора сил при висении находится примерно в 95 дюймах от центровочной точки отсчёта (напомню что вал несущего винта расположен в 100 дюймах). То есть тенденция "вставать на дыбы" в случае R44 присутствует в той или иной мере когда центр тяжести расположен в 95 и более дюймах от точки отсчёта, другими словами - если на R44 с полными баками и пустыми задними сиденьями на передних местах менее чем 200 кг (все цифры приблизительные и зависят от определенного экземпляра воздушного судна).
Ведь надо и летишь один с полной заправкой, и садишься на склон не той стороной какой лучше а какой единственно возможно. 
. (Просьба воспринимать как шутку, почти)