הדפסה הגה הכוון ומייצב הכוון.

wheel.jpg הגה הכוון (Rudder) הוא לוח נע, הפועל בניצב למישור הכנפיים. הסטתו ימינה או שמאלה גורמת לסבסוב של אף המטוס ימינה או שמאלה.



flightcontrols1.jpg

בתמונה העליונה, מסומן הגה הכוון בצבע אדום. החלק שבקדמת הזנב הוא מייצב הכוון. אותו קל יותר לראות בצילום הבא:
verticalfin.jpg

מייצב הכוון directional stabilizer
לוח קבוע, המונח בניצב למישור הכנפיים. משמש גורם מאזן לאף המטוס.

השפעות הגה הכוון ומייצב הכוון
השפעה ראשית של הגה הכוון: סבסוב.
השפעה משנית: גלגול.

אפשר גם לומר שהסבסוב על ידי הגה הכוון גורם להחלקה שגורמת לצלילה ספירלית ולכן אפשר לומר שלהגה הכוון יש גם השפעה משנית נוספת והיא צלילה ספירלית עקב החלקה מסבסוב.

פניה מתואמת מחייבת שמוש בהגה הכוון. הגה הכוון מסיט את הזנב אל מחוץ לפניה באופן שהאף מסבסב לתוך הפניה. סבסוב לא מתואם גורם להחלקה של המטוס. החלקה משמעה זרימה של אוויר שלא במקביל לציר האורך של המטוס, או במילים אחרות, "החלקה של המטוס" ביחס לכוון הזרימה היחסית של האוויר.

החלקה

ישנם שני סוגים של החלקה,  SKID ו- SLIP.

SKID הוא מצב שבו המטוס מחליק אל מחוץ לפניה. הבול יהיה בכוון ההפוך לפניה. זהו מצב שבו לחצנו יותר מדי רגל לתוך הפניה, ביחס לזוית ההטיה שהפעלנו בעזרת המאזנות. על מטוס כזה אנחנו אומרים שהוא "סרבן פניה" – כיון שמה שקובע את כוון ההתקדמות של המטוס בסופו של דבר הוא הטית הכנפיים, הרי שמטוס שמגלגל אל מחוץ לפניה מסרב למעשה לפנות. במצב של SKID הבול יהיה מחוץ לפניה.

במצב של SKID, הכנף שבתוך הפניה עושה דרך קצרה יותר ולכן מהירות הזרימה עליה נמוכה יותר. בנוסף, עקב הסבסוב לתוך הפניה ישנה הסתרה של חלק מהזרימה היחסית על ידי גוף המטוס. שתי עובדות אלה יביאו לכך שהכנף הפנימית תזדקר ראשונה, וכאשר הטייס מפעיל הגה כוון (בעודף) לכוון הכנף המזדקרת, יש גם פוטנציאל של סחרור.

SLIP הוא מצב שבו המטוס מחליק לתוך הפניה: הבול יהיה לכוון הפניה. זהו מצב שבו לא לחצנו מספיק רגל לתוך הפניה ביחס למידה בה הפעלנו את המאזנות. על מטוס כזה אנחנו אומרים שהוא "תאב פניה" משום שהוא מגלגל בעודף לתוך הפניה.

במצב של SLIP, הכנף הפנימית לפניה עושה דרך קצרה יותר ולכן מהירות הזרימה עליה נמוכה יותר. בנוסף הזרימה מעליה אינה חלקה, משום שהזרימה אינה מגיעה לשפת ההתקפה בזוית של °90 אלא מגיעה קצת יותר מכוון קצה הכנף. הכנף החיצונית לפניה, מוסתרת על ידי גוף המטוס ולא מקבלת זרימה טובה, אבל עושה דרך יותר ארוכה מהכנף הפנימית לפניה. לכן נראה שבמצב של SLIP לא נוצר מומנט שיגרום דווקא לכנף אחת להזדקר במובהק לפני האחרת, רק מעצם ההחלקה לכשעצמה. כמובן שגורמים אחרים יכולים להביא לכך שכנף אחת תזדקר לפני האחרת, אך ההחלקה אינה גורם מובהק לכך, במצב של SLIP.

אם נסתכל לאחורי המטוס כאשר אנו לוחצים לדוגמא על הדוושה השמאלית, נראה שהגה הכוון פונה שמאלה. כתוצאה מכך נוצר עקימון אווירודינמי (שהוא תוצאת שילוב הגה הכוון עם מייצב הכוון). העקימון במקרה זה מייצר עילוי ימינה ולכן הזנב יסבסב ימינה ויגרום לאף לסבסב שמאלה.

מה קורה למטוס כאשר מופעל עליו כח מסבסב בלבד, היינו הגה כוון ללא מאזנת (ללא הגה שיגרום לו לגלגל)? המטוס מסבסב, במקרה שלנו שמאלה. לכן הוא מתחיל לבצע סיבוב אופקי, בלי לגלגל. הכנף החיצונית לפניה (במקרה שלנו, כנף שמאל), נאלצת לבצע באותו זמן דרך  יותר ארוכה. כיון שהיא צריכה לבצע את הסיבוב באותו זמן ויש לה דרך ארוכה יותר, היא עושה זאת במהירות גבוהה יותר מהכנף הפנימית. כתוצאה מכך נוצרת זרימה יחסית של אוויר, מהירה יותר על הכנף החיצונית לעומת הכנף הפנימית. כיוון שכך, נוצר עילוי גדול יותר על הכנף החיצונית לעומת הכנף הפנימית. הואיל והכנף החיצונית מקבלת יותר עלוי, היא בהכרח מתרוממת. אם הכנף החיצונית לפניה מתרוממת, המטוס נכנס למצב של גלגול. כל זה קרה בלי שהפעלנו את המאזנות. ואולם, יש לשים לב, שבמצב זה, אם לא נפעיל הגה גובה לתיקון, המטוס יבצע פניית הנמכה (עד כה דיברנו על מצב שרק הגה הכוון מופעל, ללא מאזנות וללא הגה גובה).

סוגי ההחלקה העקריים:

א. החלקה הצידה – side slip- משתמשים בה בגישה לנחיתה ברוח צד, בשיטת ה-crab.
ב. החלקה קדמית – forward slip – נשתמש בה כדי לאבד גובה במהירות.
 מדוע אנחנו לא רוצים שהמטוס יבצע החלקה? מה היא גורמת למטוס/לנו?

א. תוספת גרר.
ב. אובדן סחב אפקטיבי.
ג. אובדן עילוי.
ד. נוחיות נוסעים נפגעת.
ה. מכלולי המטוס אינם בנויים לקבל זרימה צידית. לכן לדוגמא ייגרמו טעויות במד מהירות משום שנוצר עוות של הזרימה לפתח הסטטי/דינמי, בהתאם לכוון ההחלקה ומיקום הפתחים.

השפעות זרם המדחף על הגה הכווון ומייצב הכוון:

זרם המדחף פוגע במייצב הכוון והגה הכוון מצד כלשהו. במטוסים בהם הפרופלר סובב עם כוון השעון מנקודת ראותו של הטייס, כפי שהדבר אצלנו, הפגיעה תהיה בצד שמאל.

כתוצאה מכך נוצר כח הדוחף את הזנב ימינה ולכן האף יסבסב שמאלה. בזמן שיוט התופעה מאוזנת על ידי זוית ההכוונה של מייצב הגובה. בעת נסיקה אנו מפעילים רגל ימין, ובהנמכה בסל"ד נמוך אנו מתקנים את ההשפעה העודפת של זוית ההכוונה, בעזרת רגל שמאל.

השפעת רוח צד על הגה/מייצב הכוון – בהמראה ונחיתה:

על הקרקע, בריצת המראה או נחיתה, פגיעת רוח צד במייצב הכוון גורמת למטוס לשאוף לסבסב אל תוך הרוח, כמו סירת מפרש. הסיבה לכך: הזנב מרוחק ממרכז הכובד של המטוס. לפיכך נוצרת כאן זרוע ארוכה. על הזנב פועלת הרוח הפוגעת בו מצד מסוים, נניח מימין. הרוח דוחפת את הזנב שמאלה, אבל גורמת לאף לפנות ימינה, כלומר, אל תוך הרוח. לכן, בזמן ריצת ההמראה, יש לקחת בחשבון כי את רוח הצד יש לאזן (בין השאר) על ידי הגה כוון לצד ההפוך מהרוח! לדוגמא: רוח צד חזקה משמאל, תחייב יותר רגל ימין בריצת ההמראה. אם הרוח מגיעה מימין, והיא בעוצמה בינונית, כנראה שיספיק לנו להמנע מללחוץ על דוושת ימין (שעליה עלינו ללחוץ בגלל השפעות המדחף). ברוח בעוצמה חזקה במיוחד, יתכן שנצטרך אפילו ללחוץ על דוושת שמאל.

בזמנן הנחיתה: מתבצעת החלקה לקראת הנגיעה על מנת ליישר את ציר האורך של המטוס עם ציר המסלול (לאחר שביצענו פיינל בגישת CRAB). במילים אחרות: עוצמת הרוח שמטוס מסוים יכול להתמודד איתה, תלויה ביעילות הגה הכוון! אם לססנה 152 היה הגה כוון גדול יותר או יעיל יותר, יתכן שהיה ניתן להדגים בו נחיתה ברוח צד העולה על 15 קשר.

 

spacer.png, 0 kB