הדפסה ההזדקרות.
stall.jpgמהי הזדקרות? זוהי תופעה שבה מתנתקת זרימת האוויר (=שכבת הגבול של הזרימה), מעל פני הכנף. כתוצאה מכך המטוס מאבד את כח העלוי. על מנת להבין כיצד מתרחשת תופעה זו ומה משפיע עליה, עלינו להיזכר במספר מושגי יסוד.

מושגים כלליים בקשר להזדקרות

 

"שכבת הגבול" היא שכבת האוויר הצמודה לפרופיל ואשר זורמת סביבו.

 

"זוית התקפה" היא הזוית שבין הזרימה היחסית לבין המיתר.

 

"הזדקרות" משמעו אובדן עילוי עקב התנתקות "שכבת הגבול" מעל פני הכנף, כתוצאה מזוית התקפה גדולה מדי. זוית זו יכולה להיווצר בכל מצב אף ביחס לאופק, ובכל מהירות.

 

"זוית הכוונה" משמעו הזוית הנוצרת בין ציר האורך של המטוס לבין המיתר. זו זוית קבועה שבה מותקנת הכנף על ידי היצרן, ביחס לציר האורך של המטוס.

 

"עומס הכנף" = משקל המטוס (או העילוי הנדרש) מחולק לשטח הכנף. בטיסה ישרה ואופקית, המשקל שווה לעילוי, לכן הכנף צריכה לשאת רק את המשקל. בעת בצוע תמרונים, מופר האיזון והכנף צריכה לשאת עומסים גבוהים יותר.

 

חלוקת הלחצים סביב הכנף, בתנאים ידועים, תלויה בזוית ההתקפה ופרופיל הכנף.

 

הלחץ (הסטטי) הנמוך ביותר יתקבל על פני הנקודה הגבוהה ביותר של העקימון העליון. נקודה זו "שווה" לחלק הצר ביותר בצינור וונטורי.

 

לקראת שפת הזרימה מאטה זרימת האוויר והלחץ הסטטי עולה שוב.

 

כשזוית ההתקפה גדלה, אזור הלחץ הנמוך מעל הכנף גדל בהדרגה, ונע אל קדמת הכנף, כלומר לכוון שפת ההתקפה. באותה עת, מתחת לכנף, נבנה לחץ סטטי גבוה. הלחץ הסטטי הגבוה מתחת לכנף נוצר כתוצאה מצטברת של שתי תופעות: האחת: עקב התגובה לפגיעה באוויר "המתנגש" בחלק התחתון בכנף. השניה: האטת מהירות זרימת האוויר והסטתה כלפי מטה (ה-DOWNWASH). לכן התוצאה המצטברת של התופעות המתרחשות מעל הכנף ומתחתיה, בעת הגדלת זוית ההתקפה, היא שהעילוי שמייצרת הכנף – גדל.
cp2.jpg

אם נמשיך להגדיל את זוית ההתקפה, האוויר לא יצליח להישאר צמוד לחלק העליון של הכנף, יתערבל ויתחיל להתנתק ממנה. הסיבות לערבול ולהתנתקות יפורטו בפרק העוסק במערבולות קצה כנף ותופעת ה- DOWNWASH. בזמן ההזדקרות מאבדת הכנף את רוב כח העלוי - אך לא את כולו. מולקולות האוויר שממשיכות לפגוע בחלק התחתון של הכנף עדיין מספקות איזשהו לחץ סטטי גבוה שדוחף את הכנף מעלה - אבל זה לא מספיק כדי להחזיק את המטוס, ולכן המטוס יאבד גובה.

 

ההתנתקות של שכבת הגבול מהכנף מוגדרת כהזדקרות.

 

הבה ונראה שלב אחר שלב, כיצד מתרחשת הזדקרות, בפרופיל  אווירודינמי מסוים:

 

באיור הראשון אנו רואים פרופיל משייט בצורה רגילה, במצב של זוית התקפה קלה מאוד, כנדרש בשיוט.
1.jpg
בתמונה השניה, אפשר לראות הגדלה עדינה של זוית ההתקפה.
2.jpg
ובתמונה השלישית נוכל לראות מייד הגדלה משמעותית יותר של זוית ההתקפה.
3.jpg
בשלב הרביעי, מרכז הלחץ כבר קדמי יחסית, שכבת הגבול של זרימת האוויר מתחילה להתקרב למצב של ערבול גובר והולך.
4.jpg
בשלב החמישי כבר אפשר לראות בצורה ברורה את המערבולות הנוצרות על פני הפרופיל
5.jpg
באיור השישי המערבולות גדלות ומגדילות את המרחק בין שכבת הגבול לבין הכנף.
6.jpg
ובאיור השביעי המערבולות מתעצמות והולכות
7.jpg
באיור השמיני והאחרון, המערבולות מגיעות לשיא, והדבר הבא שיקרה, הוא התנתקות הזרימה מעל הכנף, אלא אם ינקוט הטייס פעולה זריזה ויקטין את זוית ההתקפה.
8.jpg
זוית ההתקפה שבה נוטשת שכבת הגבול את הכנף, היא זוית ההזדקרות.

גודל זוית ההזדקרות תלוי במשתנים השונים של פרופיל הכנף. לכל פרופיל ישנה זוית אחת קבועה שבה הוא מזדקר. זוית זו אינה תלויה, לא במהירות, לא במשקל ולא במקדם העומס.

1. הכנף תזדקר גם אם יהיה לנו מנוע חזק במיוחד שיופעל במלוא העוצמה. מה יקרה כאשר יש לנו מנוע חזק במיוחד שמייצר כח סחב בכמות שהיא שווה למשקל המטוס? המטוס יוכל "להיתלות" על הפרופלר. זה לא אומר שהכנף לא הזדקרה.

2. מטוס יכול להזדקר גם כשהאף מופנה אל מתחת לאופק. במטוס הצולל עם האף לאדמה, משיכת הסטיק בבת אחת תגדיל את זוית ההתקפה, למרות שאף המטוס יהיה עדיין מתחת לאופק. זה יכול לקרות גם בסתם צלילה חדה אם נמשוך הגה בצורה מוגזמת ופתאומית.

3. מזג אויר הוא אויב מסוכן גם בהקשר של הזדקרויות: די בזרם אנכי עולה חזק במיוחד שמגדיל את זוית ההתקפה, כדי לגרום להזדקרות.

4. על פי נתוני הFAA (ראה 67C-61 AC) כרבע מהתאונות הקטלניות בתעופה הכללית נגרמות עקב גורמים הקשורים להזדקרות או סחרור. לפי נתונים אלה הרוב המכריע של מקרי ההזדקרות או סחרור הם תוצאה של היסח דעת של הטייס מהטסת המטוס על פי הכללים הבסיסיים, היינו, אי שמירת נתונים.

5. בעצם היה צורך במד זוית התקפה כדי לאבחן הזדקרות. אנחנו משתמשים במד המהירות כפתרון זול וחלקי מאוד. מד המהירות אינו מד-הזדקרות מדוייק, מפני שהמהירות מושפעת מכמה גורמים אותם מנינו קודם. המהירות שהיצרנים מפרסמים מתיחסת למהירות הזדקרות ממצב של טיסה ישרה ואפקית, כשהמנוע בסרק. אבל כפי שהסברנו, הזדקרות יכולה להתרחש כשהמנוע פועל במלוא העצמה והמטוס בצלילה.

6. כדי לאבחן מצב של התקרבות להזדקרות, הטייס יכול להיעזר בכמה חושים:

א. חוש הראיה – לראות את מד המהירות. אמצעי עזר נוסף: מצב אף ביחס למצב קודם – בדרך כלל (למרות שהדבר הקובע הוא זוית התקפה ולא זוית אף).

ב. חוש השמיעה – לשמוע צפצפת הזדקרות: מתחילה לפעול 5-10 קשר לפני מהירות ההזדקרות. אפשר גם לשמוע את המנוע נאנק, בדומה למנוע מכונית בעלייה קשה. במטוסים שהם יש בדרך כלל רחש סביב המטוס עקב תנועת האוויר, ייעלם רחש זה לקראת ההזדקרות.

ג. "חושחש" -  תחושת ההגאים הרכים: אין אויר שמתנגד. בנוסף: יש צורך בתנועת הגאים יותר גדולה כדי להשיג תגובה של המטוס. אחת הסיבות שאנחנו מתרגלים טיסה במהירות איטית, היא גם כדי לפתח אצל הטייס את תחושת ההגאים הרכים ואת גודל תנועת ההגאים במצבים של הזדקרות – אנחנו מתרגלים מצב שהוא על סף ההזדקרות ולומדים לדעת איך המטוס מתנהג כשהוא קרוב לכך.

ד. רעידות המסמנות את הגעת הזדקרות (לא בכל סוגי המטוסים).

7. הגורמים להזדקרות יכולים להיות: אובדן פתאומי של זרימה על הכנף עקב משבים אנכיים או בעיות של משקל ואיזון. אבל הגורם העקרי הוא שימוש לא נכון בהגה הגובה.

שימוש במאזנות בעת ההזדקרות

1. תופעת גרר המאזנות גורמת לכך, שהפעלת המאזנות במהירות נמוכה תביא לסבסוב של אף המטוס, ובמצב של הזדקרות, המשמעות היא כניסה לסחרור.

2. על פי תקנה 23.201 של הFAR האמריקאי, יצרנים נדרשים לכך שהמטוס יהיו ניתנים לשליטה על ידי שימוש משולב של מאזנות והגה כוון.

3. אילו היינו טסים במטוס שבו אכן ישנו יישום מוחלט של הוראת תקנה 23.201 של ה- FAR היינו אכן יכולים לקבוע את הכלל הבא ( כדוגמא למי שהולך בעקבות כלל זה, ראה KERSHNER עמ' 110): מרגע שהאף חצה את האופק כלפי מטה, התיקון של נפילת כנף צריך להיות משולב על ידי הגה הכוון והמאזנות. במטוסים שבהם ישנו יישום מלא של הוראת התקנה הנ"ל, יתכן יחס בין גודל הגה הכוון למסה של המטוס קטן יותר, או שישנם מיכלי דלק מלאים בקצה כנף. במקרים אלה – שימוש בהגה הכוון לבדו לא יספיק.

4. במטוסי ססנה 152/172 יש יותר חשש מגרר מאזנות לעומת הצורך בשימוש במאזנות. לכן, במטוסי ססנה 152/172, מקובל על רוב המדריכים כי אין להשתמש במאזנות בטווח המהירויות הקרוב להזדקרות. הן בשלב הכניסה לתרגיל מרגע שהתקרבנו למהירות ההזדקרות וגם בשלב ההיחלצות, כל זמן שלא התרחקנו מתחום מהירות ההזדקרות, אנו מפעילים את הגה הכוון בלבד, ללא מאזנות בכלל.




 
spacer.png, 0 kB