הדפסה השפעות המדחף על המטוס.
zlin.jpg ישנם 4 השפעות/אפקטים עקריים:
א. זרם המדחף – SLIP STREAM
ב. תגובתה הפתול – TORQUE
ג. א-סמטריות – P-factor
ד. פרצסיה ג'יירוסקופית – GYROSCOPIC PRCESSION
נדון בהם לפי הסדר:

 

זרם המדחף – SLIP STREAM:

השפעה עיקרית: זרם ספיראלי הפוגע במייצב הכוון מצד שמאל שלו (מנקודת ראות הטייס) ולכן מסיט את הזנב ימינה ועקב כך אף המטוס מסבסב שמאלה. זרם זה משפיע במיוחד בהמראה, בנסיקה ובטיסה איטית. צרוף של סל"ד גבוה המייצר זרם חזק ביחד עם מהירות נמוכה המביאה לידי בטוי מירבי את הסבסוב.
slipstream.jpg

פתרונות:

1. שמוש בהגה הכוון – רגל ימין.

 

2. מייצב הכוון כולל זוית הכוונה קלה שמאלה ביחס לציר האורך של המטוס מנקודת ראותו של הטייס. זוית זו גורמת לכך שנוצר עילוי שמאלה על הזנב (זוית ההכוונה משמעותה שהקצה האחורי של מייצב הכוון פונה מעט שמאלה ביחס לקצה הקדמי שלו. ולכן בצד השמאלי יש לחץ סטטי קטן יותר מהצד הימני).

 

הואיל והזנב מקבל נטיית סבסוב שמאלה, הוא מסבסב את האף ימינה, באופן שמאזן את השפעת זרם המדחף. כמובן שזוית ההכוונה אינה יכולה להתאים לכל המהירויות, משום שהיא קבוע ואפקט זרם המדחף משתנה בהתאם לצירופי הסל"ד והמהירות. לכן היצרנים קובעים זוית המתאימה למצבי שיוט, שהם רוב זמן הטיסה.

 

התוצאה היא, שעקב זוית ההכוונה, בזמן טיסה בסל"ד נמוך ומהירות גבוהה יחסית (כמו בהנמכה תוך שמירת מהירות גבוהה), יש "תיקון יתר" כתוצאה מזוית ההכוונה. לכן כאשר אנחנו מורידים סל"ד ושומרים אף נמוך, ועל ידי כך משיגים מהירות גבוהה יחסית, יש לצפות לסבסוב האף ימינה ולצורך במעט רגל שמאל. לכן המסקנה המעשית היא, שעם הקטנת כח, לדוגמא בסגירת מנוע בבסיס/פיינל, תמיד יש לצפות לסבסוב ימינה של המטוס, ולהיות מוכן לאזן אותו עם רגל שמאל.

 

השפעה משנית של זרם המדחף: גורם גם לגלגול המטוס סביב ציר האורך שלו, ימינה!!! ואולם, זו השפעה קלה שמתרסנת לרוב על ידי השפעת מומנט הפיתול (TORQUE) של המנוע.

תגובת הפתול – TORQUE:

 

נובעת מהחוק השלישי של ניוטון: כיון שהמדחף סובב ימינה (עם כוון השעון), הוא מגיב בשאיפה לגלגל את המטוס שמאלה. שיא התגובה מתרחש בסל"ד גבוה ומהירות נמוכה, כמו במצבים של המראה/נסיקה.
torque_1.jpg
פתרונות:

 

1. מאזנת ימינה.

 

2. תושבות המנוע מתוכננות לספוק חלק ניכר מהמומנט במצב של שיוט.

 

 השפעת תגובת הפתול (TORQUE) על הקרקע:

 

הפתול מפעיל לחץ על גלגל שמאל כאשר מפעילים מנוע בסל"ד גבוה. לכן בריצת המראה, המטוס מנסה לסבסב שמאלה. זו הסיבה שבזמן ריצת ההמראה אנחנו מכניסים רגל ימין.

השפעת תגובת הפתול (TORQUE) בהזדקרות:

 

עקב אובדן יעילות המאזנות, אין מאזנת יעילה שהטייתה ימינה תביא לאיזון הגלגול שמאלה הנובע מאפקט הפיתול. לכל אפקט זה הוא הגורם לכך שבשעת הזדקרות, פתיחת מנוע במצב אף גבוה (מהירות נמוכה) יכולה לגרום לסחרור. כאשר אנחנו מתרגלים סחרור במכוון לצד שמאל, אנו נעזרים במנוע כדי להכניס את המנוע למצב של סחרור. כמובן שאם נרצה להיכנס לסחרור ימני, המנוע רק מפריע לנו לגלגל את המטוס ימינה: תגובת הפתול מגלגלת את המטוס שמאלה.

סחב א-סימטרי: P פקטור / P Factor:

 

ברוטור של מסוק, הלהב הקדמי (סובב לכוון ההתקדמות של המסוק) מקבל דחיפה מהמנוע שמסובב אותו.  בנוסף מקבל את מהירות התנועה קדימה של המסוק, אשר מגבירה את מהירות זרימת האוויר על גבי הלהב. לעומתו: הלהב האחורי (הפונה באותה נקודת זמן לאחורי המסוק), אמנם מקבל כח מהמנוע שמסובב אותו, אך לא זוכה ליהנות מהאצת הזרימה של האוויר על הלהב עקב התנועה לפנים של המסוק. התוצאה היא שישנו הפרש בעילוי שמייצר הלהב הקדמי מול זה שמייצר הלהב האחורי. הלהב הקדמי מייצר יותר עילוי מהלהב האחורי.
p_fctor.jpg
מדוע קבלת הזרימה היחסית של האוויר על הלהב הקדמי מגדילה את העלוי? ראשית – מפני שהיא מקטינה את הלחץ הסטטי שמעל/לפני הלהב הקדמי. שנית – נוצר כאן אפקט שמאזן את עצמו: הלהב הקדמי מקבל זרימה יחסית מהירה יותר על פני פרופיל הלהב (שהוא פרופיל אווירודינמי לכל דבר וענין). אם יש יותר מהירות, בהכרח נוצר פוטנציאל לבצע יותר "דרך" על אותה יחידת זמן (בהשוואה ללהב האחורי). כלומר, הלהב האחורי "שואף" לבצע דרך יותר ארוכה באותו מהלך זמן, בהשוואה ללהב האחורי. הואיל והוא מחובר חיבור קשיח לציר הרוטור, והוא לא יכול "להאריך" את ה"דרך". אין לו ברירה אלא "לנגוס" יותר אוויר על ידי גידול בזוית ההתקפה. עם גידול זוית ההתקפה גדלה גם ההתנגדות. הוא מתמודד עם יותר התנגדות ולכן מהירות הלהב הקדמי יורדת  תוך הגדלת זוית ההתקפה וגידול בסחב/עילוי. גידול בסחב של הלהבה הקדמי הוא למעשה גידול בעילוי המיוצר על ידיו.

 

מדחף של מטוס, הנמצא במצב של זוית התקפה גדולה, מתקרב להתנהגות של להב מסוק.

 

הלהב היורד מקבל כח מנוע שמסובב אותה. בנוסף מקבל הלהב היורד רכיב מהירות התקדמות של המטוס, התואם את כוון תנועת הלהב היורד.

 

הלהב העולה של המטוס לעומת זאת, סובל מתופעה דומה ללהב האחורי של המסוק: הוא מקבל רק כח דחיפה מהמנוע. הוא מקבל פחות רכיב קדמי של הזרימה היחסית של האוויר.
התוצאה היא שהלהב היורד מייצר יותר עלוי מהלהב העולה. במטוסים שלנו הלהב סובב ימינה (כלומר עם כוון השעון). לכן הלהב היורד שמייצר יותר עלוי, יורד ימינה. כלומר בצד ימין של אף המטוס יש יותר עלוי מאשר בצד שמאל. לכן המטוס יסבסב שמאלה.

 

במטוס עם גלגל זנב: בתחילת ריצת ההמראה יש זוית התקפה גבוהה מאוד, עד אשר גלגל הזנב מתרומם לאוויר. בשלב שעד להרמת גלגל האף, האפקט אצלם חריף במיוחד.

 

פרצסיה ג'יירוסקופית: Gyroscopic Precession:

 

זוהי האפקט הפחות משפיע מבין יתר השפעות המדחף. המדחף הוא בעל מאפיינם של ג'יירו.

 

מהו ג'יירו? סביבון.

 

ביתר דיוק: סביבון שמסתובב במהירות עצומה סביב ציר כלשהו. על ידי התנועה הסיבובית המהירה סביב ציר, הג'יירו מצליח לשמור על מיקומו היחסי של הציר במרחב, כל זמן שלא נסיט את הציר. אם נרצה שדבר כלשהו יישאר בכוון מסוים (קנה של תותח), נוכל לחבר אותו לג'יירו שיקבל הוראה לשמור על מקום במרחב.

 

למה המדחף הוא כמו ג'יירו? כי מדובר בעצם שמסתובב במהירות גבוהה סביב ציר.

 

מאפייני הג'יירו באשר הוא:

 

1. יציבות במרחב – שואף להתמיד במצבו במרחב.

 

2. קשיחות – מתנגד לכל נסיון לשנות את מצבו במרחב.

3. פרצסיה ג'יירוסקופית. המילה פרצסיה מקורה בפועל to precede כלומר, להקדים. כלומר מדובר כאן בתכונה של "קידום" מצידו של הג'יירו. את מה הוא מקדם? את הכח שמופעל עליו. זו תגובה שמתקבלת כאשר כח כלשהו פועל כדי להטות את ציר הג'יירו בזמן סיבוב.

 

כאשר מופעל כח על ציר הג'יירו בכוון מסוים, הג'יירו "מקדם" את השפעת הכח ב-90 מעלות עם כוון השעון. לדוגמא: נניח שבמקום מדחף תהיה לנו צלחת שמסתובבת סביב ציר המדחף. אם נדחף (=נפעיל כח) את הצלחת על ידי כך שנלחץ עליה בנקודה שהיא המקבילה לשעה 12 על השעון, נקבל את תוצאת הלחיצה (כלומר שהצלחת "תידחף") 90 מעלות בכוון השעון, כלומר בנקודה שמקבילה לשעה 3.
precession.jpg
מה התוצאה של השפעה זו מבחינה מעשית על המדחף? כאשר אנחנו דוחפים את אף המטוס למטה, אנחנו כאילו "דוחפים" את "הצלחת המסתובבת" בנקודה שהיא שעה 12. התוצאה היא ש"הדחיפה" מקודמת על ידי אפקט הפרצסיה, לנקודה שהיא השעה 3. דחיפה של "הצלחת" בשעה 3 תגרום לדחיפה של אף המטוס מימין לשמאל. כלומר סבסוב שמאלה.

 מבין ארבע השפעות המדחף, פרצסיה היא החלשה ביותר. עוצמתה תלויה בסל"ד, קוטר המדחף, משקל המדחף ומבנהו, ומידת הפתאומיות של הפעלת הכח.

 

במטוסים עם גלגל זנב, הרמת הזנב בעת ריצת ההמראה גורמת לפרצסיה: זו למעשה דחיפה של האף למטה שמשמעותה לחיצה על ציר המדחף בנקודה שמקבילה לשעה 12 בשעון. התוצאה היא כמובן "קידום" התגובה לנקודה השווה לשעה 3 ולכן יתקבל סבסוב שמאלה בפרופלר שמסתובב עם כוון השעון).

 

ריכוז ההשפעות המעשיות של המדחף בשלבים השונים של הטיסה:

 

ריצת ההמראה:

 

1. זרם המדחף גורם לסבסוב שמאלה. > צריך להפעיל רגל ימין.
2. בשלב ריצת ההמראה מפעיל אפקט הפיתול לחץ על גלגל שמאל הואיל והוא שואף לגלגל את המטוס. התוצאה היא סבסוב שמאלה. זהו האפקט החזק ביותר בשלב ריצת ההמראה, מבין האפקטים של המדחף. > צריך להפעיל רגל ימין.
3. במטוסים עם גלגל זנב – יש גם השפעות של פרצסיה וא-סימטריה שמוסיפים אף הם סבסוב שמאלה תוך כדי הריצה.

 

נסיקה:

 

ההשפעה העקרית היא של זרם המדחף הגורם לסבסוב שמאלה. > צריך להפעיל רגל ימין.

שיוט:

 

זוית ההכוונה של מייצב הכוון מאפסת את אפקט זרם המדחף. יתר האפקטים אינם רלבנטיים כי הם אינם נוגעים למצב שבו המטוס בישרה ואופקית ואין שינויים בכח המנוע.
 הנמכה:

 

נחלשת השפעת זרם המדחף. הואיל וזוית ההכוונה של מייצב הכוון מיועדת לסל"ד שיוט שהוא גבוה מסל"ד הנמכה, נקבל תיקון יתר של זוית ההכוונה אשר גורם לסבסוב ימינה. > צריך להפעיל רגל שמאל.

 

טיסה איטית:

 

הסל"ד גבוה יחסית למהירות ולכן נקבל השפעה של זרם המדחף. זוית ההתקפה גבוהה יחסית ולכן נקבל בנוסף גם א-סימטיה של להבי המדחף. התוצאה, סבסוב שמאלה > צריך להפעיל רגל ימין.

 

הזדקרות וסחרור:

 

הזדקרות בסל"ד גבוה עשויה להוביל לסחרור. מה שמוביל את המטוס לסחרור הוא ההשפעה המצטברת של זרם המדחף והאפקט של א-סימטרייה בפעולת להבי המדחף. שניהם גורמים לסבסוב שמאלה. התוצאה היא הקדמת הזדקרותה של כנף שמאל. בעת שהכנף השמאלית מזדקרת, אין מה שיתנגד עוד לאפקט הפיתול (TORQUE) של המנוע ולכן המטוס מגלגל שמאלה ונכנס לסחרור. לכן, על מנת להחלץ מהסחרור חייבים להפחית כח מנוע על מנת להקטין את תגובת הפיתול של המנוע. במקביל הכנפיים צוברות מהירות זרימה יחסית שמבטלת את ההזדקרות והמטוס יכול לאזן כנפיים ולצאת מהסחרור.

 

הליכה סביב:

 

במצב של הליכה סביב, אנו מרימים את אף המטוס > מגדילים את זוית ההתקפה > המהירות קטנה > הסל"ד גבוה. פתיחת המנוע, ממצב של סרק או סל"ד נמוך והמעבר לסל"ד מירבי, גורמת לבטוי החריף ביותר של האפקטים האופייניים למדחף:

 

1. תגובת הפיתול בצורתה החריפה ביותר, משום שיש גידול פתאומי בכח המנוע, על רקע של מהירות נמוכה, גורם לגלגול חריף שמאלה.

 

2. זרם המדחף, בסל"ד גבוה ומהירות נמוכה, גורם לסבסוב שמאלה.

 

3. זוית ההתקפה הגדולה מאפשרת פיתוח של אפקט הא-סימטרייה של המדחף. בשילוב עם סל"ד גבוה ומהירות נמוכה, נקבל סבסוב שמאלה.

 


>>> בהליכה סביב אנו מקפידים על רגל ימין וכנפיים מאוזנות. אחרת אנחנו במצב אידיאלי לפתח, במקרה של ירידה דרסטית במהירות עקב הסח הדעת, סחרור.

 

spacer.png, 0 kB