航空機の重量重心（W&B）計算ツール｜総重量・モーメント・CGを算出

総重量	2,118 lb
総モーメント	86,774 lb-in

航空機の重量重心（Weight & Balance）とは？

重量重心（W&B）の計算は、飛行前に必ず行う基本的なチェックの一つです。機体が認可された重量制限の範囲内に積載されているか、そして重心（CG）がメーカーの承認した許容範囲に収まっているかを確認します。過積載や重心の偏った機体は、不安定になったり、操縦が難しくなったり、安全に上昇できなくなったりする恐れがあります。本ツールは、各積載ステーションの重量とモーメントを合計し、総重量とそれに伴うCG位置を算出します。なお、この計算は重量をポンド（lb）、アーム（距離）をインチ（in）で扱う米国の方式に基づいています。

Side view of a small aircraft showing weight stations along its length with arrows pointing down at the nose, cockpit, cabin, fuel tank, and baggage, and a balance point under the wing — Each load (pilot, passengers, fuel, baggage) acts at its own station, or arm, measured from a reference datum.

使い方

まず、型式証明書または最新の重量測定値から、機体の自重（エンプティウェイト）とそのエンプティアーム（基準点からの距離）を入力します。続いて、各ステーションの重量とアームを追加します。すなわち、パイロット・前席、後席、燃料、手荷物です。アームは基準点（データム）より後方への距離をインチで表します。本ツールは総重量、総モーメント、CGを返します。算出された値は、ご使用の機体の運用ハンドブック（POH）に記載された制限値と必ず照らし合わせてください。

計算式

各ステーションは、その重量にアームを掛けた値のモーメントを生み出します。すべてのモーメントを合計し、総重量で割るとCGが求められます。

$$\text{CG} = \frac{\sum (W_i \times A_i)}{\sum W_i}$$

ここで $W_i$ はステーション $i$ の重量（ポンド）、$A_i$ はステーション $i$ のアーム（インチ）です。

Diagram showing weight times arm equals moment for each station, then total moment divided by total weight equals the center of gravity — CG is the total moment (sum of weight x arm) divided by the total weight.

計算例

自重：39インチ位置に1500 lb。パイロット／前席：37インチ位置に340 lb。燃料：48インチ位置に228 lb。手荷物：95インチ位置に50 lb。

$$W = 1500 + 340 + 228 + 50 = 2118\,\text{lb}$$ $$M = 58500 + 12580 + 10944 + 4750 = 86774\,\text{lb-in}$$ $$\text{CG} = \frac{86774}{2118} \approx 40.97\,\text{in}$$

計算結果の CG と重量の解釈

計算機は 3 つの数値を返します：総重量、総モーメント、および重心 (CG) です。それぞれを航空機の飛行マニュアルに記載されている制限値と比較する必要があります。

1. 総重量を重量制限値と比較する

計算された総重量を、以下の順序で比較してください：

最大ランプ (タクシー) 重量 — エンジン始動前の最大許容重量。タクシー中に燃焼する燃料を含みます。
最大離陸 (総) 重量 — 離陸ロール開始時の制限値。
最大着陸重量 — 多くの小型単発機では総重量と同じですが、輸送機とツインエンジン機の一部は着陸制限がより低く、着陸前に燃料燃焼または投棄が必要です。
最大無燃料重量 （記載されている場合）— 使用可能燃料がない状態での機体の最大重量で、主翼構造を保護します。

総重量が適用可能な制限値を超える場合は、結果が合法で安全になるように重量を軽減させなければなりません（乗客数を減らす、荷物を減らす、または燃料を減らします）。

2. CG がエンベロープ内にあることを確認する

総重量以下であるだけでは不十分です。CG もその重量における前方制限と後方制限の間に収まる必要があります。これらの制限は重量により変わることが多いため、最もきれいな確認方法は、総重量と総モーメントを AFM のモーメントエンベロープ (CG エンベロープ) チャートにプロットすることです。点が印刷されたポリゴン内に落ちれば、その積載は承認されています。計算機の CG（基準点からの後方インチ）は、その重量での前方制限値以上であり、後方制限値以下である必要があります。

3. 前方 CG と後方 CG の動作を理解する

前方 CG（重いノーズ）は縦方向の安定性と失速耐性を向上させますが、失速速度を上げ、昇降舵/トリム力をより多く必要とし、離陸と着陸を延長し、回転またはフレア時にノーズが上がりにくくなる可能性があります。過度に前方に CG がある場合、回転を完全に防ぐことができます。
後方 CG（重い尾部）はスティック力を軽減し、クルーズ効率をやや向上させますが、安定性と失速/スピン回復を低下させます。制限を超えた後方 CG は、航空機をピッチで制御不能にし、スピン回復を困難にする可能性があります。

4. 燃料燃焼後に CG を再確認する

燃料が燃焼すると、重量と CG は継続的に変化します。燃料のアームは通常、空の航空機の CG と異なるため、飛行中に CG が移動します。離陸時に合法的な積載が着陸までにエンベロープの外に移動する可能性があります。最も一般的には、燃料タンクが CG より前方にある場合に燃料が燃焼すると CG は後方にドリフトするか、タンクが後方にある場合は前方にドリフトします。離陸（満タン燃料）と着陸（最小/予備燃料）の両方のケースを計算し、両方の点がエンベロープ内に収まることを確認してください。

主要な用語と変数

基準点: すべての水平距離（アーム）を測定する基準となる仮想平面。メーカーにより選択され、プロペラスピナー、ファイアウォール、翼前縁、またはノーズの前方の点である可能性があります。単位：インチの零点を定義します。
アーム (A): 基準点から項目の重心までの水平距離（インチ）。基準点より後方のアームは正；前方は負。
モーメント (M): 項目の重量とそのアームの積、$M = W \times A$。単位：インチ・ポンド（in·lb）。大きい数字は AFM チャート上で 100 または 1,000 で割られることもあります（「モーメント/1000」）。
ステーション: 基準点からのアーム（インチでの距離）で識別される航空機に沿った位置。「ステーション 95」は基準点から後方 95 インチの点を意味します。
空重量: 機体、エンジン、固定設備、使用不可燃料、および（標準/基本空重量の場合）オイルなどの完全な作動流体の重量。単位：ポンド。
有用搭載量: 最大総重量から空重量を引いた値 — パイロット、乗客、使用可能燃料、および荷物に使用可能な総重量。単位：ポンド。
総重量 (MTOW): 積載された航空機の最大認定重量。計算された総重量はこれを超えてはいけません。単位：ポンド。
重心 (CG): 航空機が平衡する点；総モーメントを総重量で割った値、$\text{CG} = M_{\text{total}} / W_{\text{total}}$。単位：基準点からの後方インチ。
MAC（平均空気力学弦）: CG をパーセンテージで表現するために使用される基準翼弦長：$\%\text{MAC} = \frac{\text{CG} - \text{LEMAC}}{\text{MAC}} \times 100$（LEMAC は MAC の前縁）。より大きい航空機と輸送航空機で一般的。単位：インチ（および結果として得られる %）。
モーメントエンベロープ (CG エンベロープ): AFM 内のチャートで、重量（縦軸）とモーメントまたは CG（横軸）の許可された組み合わせをプロットします。積載が承認されるのは、プロットされた点がエンベロープ内に落ちた場合のみです。単位：ポンド対 in·lb（または CG（インチ））。