:השפעת הרוח על משטחי העילוי והייצוב של המטוס

על הקרקע או בקרבת הקרקע מצב ניתוק לאחר ריצת המראה ונחיתה בשלב ההצפה

כנפיים – רוח אף תייצר עילוי חיובי ותשאף להרים אף המטוס.

רוח צולבת תיצור עילוי על הכנף של צד הרוח ותשאף לייצר תנועת גלגול.

הערה – רוח צד "מייצרת" רכיב רוח אף ורכיב רוח צולבת (הניתנים לחישוב על פי סינוס זווית הרוח ביחס למטוס או מסלול ההמראה והנחיתה.

הגה ומייצב גובה – תגובת המטוס מותנית בסוג מיצב והגה הגובה ועל כן שונה מסוג מטוס אחד למשנהו.

במרבית המטוסים, רוח אף תשאף להוריד את האף ולהרים את הזנב.

רוח גב תשאף להרים את אף המטוס ולהוריד את זנב המטוס.

הגה ומייצב כיוון – רוח אף או גב תשאף לסבסב את אף המטוס לכוון אליו מכוון הגה הכוון.

רוח צולבת תסבסב את אף המטוס, לכיוון ממנו היא באה.

מטוס עם גלגל אף - תפעול הגאים בהסעה, כאשר הרוח באה מכוון החיצים

מטוס עם גלגל זנב בהסעה

באוויר, בנסיקה, הנמכה ושיוט:

מכיוון שהמטוס טס בתוך גוש האוויר לרוח אין השפעה על המטוס עצמו ולא על המהירות המכשירית, למעט אם המטוס עובר בתוך זרמי אוויר בעלי מהירות שונה או אף מנוגדים כגון בגזרות רוח. (או אז צפויה נפילת כנף או שתייהן, כתוצאה מהזדקרות רגעית).

השפעת הרוח בטיסה הנה על מהירות הקרקע בלבד.

רוח אף תקטין את מהירות הקרע ורוח גב תגדיל אותה (יחסית למהירות המכשירית).

רוח צולבת תגרום סחיפת המטוס מהכיוון המצפני לנתיב מתבדר שעם כיוון הרוח.

בנסיקה והנמכה ומחמת השפעת הרוח על מהירות הקרקע, תשתנה זווית הנסיקה וההנמכה כתלות בכיוון הרוח.

אם הרוח היא אף אזי זווית הנסיקה וההנמכה יתחדדו. יחס הטיפוס יגדל ויחס ההנמכה ייגדלו. (בטיפוס - על כל רגל של מרחק ירוויח יותר גובה. בהנמכה - על כל רגל של מרחק יפסיד יותר גובה).

אם הרוח היא גב אזי זווית הנסיקה וההנמכה יתכהו. יחס הטיפוס וההנמכה יקטן. (בטיפוס - על כל רגל של מרחק ירוויח פחות גובה. בהנמכה - על כל רגל של מרחק יפסיד פחות גובה).

שיעור הטיפוס וההנמכה (שהם רווח הגובה או הפסד הגובה ליחידת זמן), אינם מושפעים מהרוח כלל.

גזרת רוח – זרמי אוויר הבאים מכיוונים שונים מחמת עקיפה של מכשול קרקעי (גזירה אופקית בד"כ) או מתחת לענני קומולונימבוס (גזירה אנכית) ועוד. (מוסבר בפירוט בנושא מטאורולוגיה).

מאחר שהמטוס נע בתוך גוש האוויר, היפוך כיוון תנועת הגוש גוררת עצירה פתאומית של זרימת האוויר על משטחי העילוי ועל כן גורמת הזדקרותם. (עצירת הזרימה הפתאומית תשפיע גם על מד המהירות. המהירות המכשירית תיפול לרגע ותעיד על הפסקת זרימת האוויר).

מניעה – ע"י המנעות מטיסה במהירות נמוכה בקרבת מכשולי קרקע והמנעות מטיסה בכלל מתחת ענני גשם, סערה וקמולונימבוס.

החלצות – שחרור זווית התקפה ע"י תנועת מוט היגוי קדימה. פתיחת כוח מנוע מלא. התרחקות מאזור הסכנה.

מז"א נגיף, ערבול וחתחות – מז"א בלתי יציב כגון בעת טיסה בקרבת עננים או בתוכם או בקרבת זרם סילון (30.000 רגל ומעלה), גורם תנודות מטוס חריפות במישור האנכי. תנודות פתאומיות וחזקות עלולות לגרום מעבר מגבלות G ועד כדי ריסוק המטוס, או הזדקרות.

מניעה – התרחקות ממז"א גרוע וסוער.

החלצות – הקטנת מהירות מתחת למהירות Vno (אך מעל מהירות ההזדקרות) והתרחקות מאזור הסכנה.

גשם כבד במהלך טיסה - שכבת המים הנוצרת על פני הכנף משבשת את זרימת האוויר ומקטינה את העילוי. ‏

השפעת הקרקע – ground effect

כנף המצויה בקרבת הקרקע ובגובה הנמוך מ – 1/2 עד 1.5 מוטת כנף, מושפעת מאפקט הקרקע,

בעובדה, השפעת הקרקע מפחיתה את מהירות ההזדקרות ואת כוח המנוע הנדרש. משמע שהיא מפחיתה את הגרר ו/או משפרת את העילוי.

ההסבר המקובל לתופעה הינו שהאוויר הנזרק מהכנף למטה – downwash נבלם ע"י הקרקע ומפחית בכך את מערבולות קצות הכנף – גרר מושרה ומשפר את העילוי עד 40% ויותר.

בעת נחיתה מסתייע הטייס בהשפעת הקרקע בשלב שבירת הגלישה, ההצפה והנגיעה. השיפור בעילוי מאפשר הפחתת כוח מנוע בלא שהמטוס ישקע בחריפות כתוצאה מכך.

בזמן המראה והליכה סביב השפעת הקרקע עלולה להיות בעוכרי הטייס. ניתוק המטוס מהמסלול במהירות נמוכה או הליכה סביב במהירות נמוכה, כלומר זווית התקפה גבוהה יגרמו להזדקרות המטוס רגע שהתרחק מהקרקע במידה שהשפעת הקרקע נעלמת ועל כן מהירות ההזדקרות של המטוס קופצת בין רגע לערך גבוה יותר.

השפעת הקרקע משמעותית ככול שעומס הכנף נמוך יותר. דאונים אז"מ וציפורים הם הנהנים מכך.

השפעת הקרקע היא הבסיס לבניית סירות הנעות על כרית אוויר - Flaying Boat ומטוסים המתוכננים לטוס בגובה כרית אוויר מעל פני הים - hovercraft.

מטוס אחר – מטוס או מסוק טס מייצר מערבולות אוויר. בפרט מקצות הכנפיים

מטוס במהירות נמוכה וללא גרר (מדפים למטה וגלגלים בחוץ), מייצר מערבולות גדולות ממערבולות המיוצרות ע"י מטוס הטס עם גרר ומהירות איטית או מטוס הטס במהירות גבוהה (וללא גרר).

מטוס קטן מייצר מערבולות קטנות ומטוס גדול מייצר מערבולות גדולות.

עוצמת המערבולות הגדולות עשוייה לסכן מטוסים גדולים, על אחת כמה וכמה קטנים.

המערבולות נמצאות מאחרי המטוס ובמגמת שקיעה כלפי מטה.

מניעה – המנע מהלהמריא, לנחות ולטוס בדיוק מאחרי מטוס אחר ובפרט בצלע סופית שאז המהירות נמוכה.

המנע מטיסה באזור טיסתם של מטוסים גדולים ובפרט מאחור ונמוך מהם.

בתעופה, התקרחות היא תופעת הצטברות קרח על גבי כלי טיס ומהווה את אחד הסיכונים הסביבתיים המשמעותיים בטיסה. בנוסף להגדלת הגרר על כלי הטיס בשל שינוי צורתו האווירודינמית, הצטברות קרח מסוגלת להפוך משטח אווירודינמי כגון כנף, מייצבי גובה או כיוון למשטח לא יעיל. כלומר הצטברות קרח מסוגלת לגרום להזדקרות ולאובדן שליטה. בנוסף התקרחות מסוגלת לבלום חיישנים אווירודינמיים, מה שיגרום לתצוגה לא נכונה של נתוני אוויר לצוות ולמערכות המטוס, לפגוע בראייה של צוות האוויר על ידי הצטברות על השמשה ולפגוע במערכות הקשר והניווט של כלי הטיס על ידי הצטברות על האנטנות.

ישנן מערכות לזיהוי ולמניעת התקרחות, בעיקר במשטחים האווירודינמים המרכזיים וחיישני נתוני האוויר.

התקרחות קוראת כאשר כלי הטיס פוגש אוויר לח וקר. גוף כלי הטיס בגלל טיסתו נוטה להיות קר יותר מהאוויר שאותו הוא פוגש. אוויר קר ולח בעיקר בגובה של מעל שכבת האינוורסיה יכול לגרום לטיפות הקרות מנקודת הקפיאה להישאר במצב נוזלי מה שמכונה טיפות מקוררות־על. כאשר גוף קר פוגע בטיפות אלו, הן מתחילות לקפוא באופן מידי.

עובי הפרופיל של המשטח הפוגש את הטיפות משפיע על "היתפסות" הטיפות, כאשר על גבי משטחים עבים קשה לטיפות להיתפס ולקפוא מאשר על גבי משטחים דקים יחסית. לכן אנטנות וכנפיים או הגאים דקים רגישים מאוד להתקרחות.

• התקרחות כפור – קרח שמצטבר על כלי הטיס במהלך חנייתו. קרח זה נוטה להיות אחיד בשכבתו, אבל בעל צורה לא אווירודינמית. הוא גם נוטה להצטבר בהרבה יותר אזורים מבטיסה ובעיקר במשטחים העליונים. בהצטברות התקרחות זאת לא מתאפשרת המראה בטוחה עד להסרת הקרח. לרוב במטוסים המיועדים להמראה בתנאים אלה, יתבצעו בדיקות לזיהוי אזורי קיפאון וכן שטיפה של הכנפיים עם מים חמים או עם חומר מסיר התקרחות.

• התקרחות גסה – התקרחות של טיפות מקוררות־על הקופאות מיד עם המגע בגוף כלי הטיס, מופיע לרוב בנקודת הסטגנציה של זרימת האוויר. צורת הקרח נוטה להיות גסה ועמומה.

• התקרחות שקופה – התקרחות שבה הטיפות המקוררות־על לא קופאות מיד עם מגע עם הגוף. צורת התקרחות זאת היא שקופה וחלקה. לרוב בתופעת התקרחות זאת יופיעו הצטברויות דמויות קרניים הפולשות לתוך זרימת האוויר.

• התקרחות SLD – התקרחות של טיפות מקוררות־על גדולות (Supercooled Large Droplets). הדבר מתאפיין בהצטברות מהירה של קרח באזורים שלא ממוגנים על ידי מערכות מניעת התקרחות. זאת משום שהטיפות הן גדולות מהרגיל.

על גבי הכנפיים הצטברות של קרח משנה את הפרופיל האווירודינמי של הכנפיים, מגדילה את הגרר ומגדילה את זווית ההתקפה של הכנף ועקב כך את מהירות האוויר בה הכנף מזדקרת. גם כמות קטנה של קרח מסוגלת לשנות בצורה משמעותית של ביצועי הכנף. אם ההתקרחות היא גסה, אז ביצועי הכנף צפויים להחמיר אף יותר. במצבי קיצון התקרחות על גבי הכנפיים מסוגלת לגרום להזדקרות במהירויות טיסה מרביות. התקרחות על גבי הכנפיים צפויה גם לפגוע בשליטה בגלגול בגלל שבירת זרימת האוויר על גבי המאזנות.

על גבי משטחי הייצוב כגון מייצב כיוון וגובה התקרחות מסוגלת לגרום לירידה משמעותית ביעילות המשטח ועקב כך לירידה ביציבות ויכולת שליטה על כלי הטיס. במקרה של מייצבי גובה הסיכון הוא חמור במיוחד שכן הגה הגובה לרוב פועל כמשקולת נגד למרכז המסה של כלי הטיס. במקרה והגה הגובה יזדקר, אף המטוס צפוי לנטות מטה במהירות ולהכניס את המטוס לצלילה, ומשום שאין זרימת אוויר על גבי המשטח, יעילות הגה הגובה יכולה להיות נמוכה מאוד, ולכן זה ימנע היחלצות ממצב זה.

הצטברות על גבי להבים של מדחף תקטין את יעילות המדחפים וכפועל יוצא בזה את הדחף של המנועים. הצטברות זאת שנוטה להיות לא אחידה תגרום בהדרגה לרטט של הלהבים וליציאתם מאיזון, שתגדיל משמעותית את העומס על ציר המנוע ותסכן את המנוע בכשל. במנועי סילון הצטברות קרח בלהבי המדחס או המניפה תגרום לזרימה לא יעילה של האוויר, וכתוצאה מכך תסכן את כלי הטיס בהזדקרות מדחס ובכיבוי להבה. כמו כן חלקיקי קרח גדולים מהווים מקור לגופים זרים שיכולים לגרום לנזק למנוע אם הם נשברים ונשאבים לתוכו.

התקרחות עשויה להצטבר על גבי חיישני נתוני אוויר כגון צינור פיטו, חרירים סטטיים ומשדרי זווית התקפה. בשל הצטברות זאת הנתונים הנמדדים על ידי המכשירים הללו יהיו שגוים ויגיבו בצורה לא הגיונית ועשויים להטעות את צוות האוויר ואף את מערכת בקרת הטיסה של כלי הטיס ולהכניסו לתמרונים מסוכנים בניסיון לפצות על השגיאות.

התקרחות עשויה להצטבר על גבי השמשה של כלי הטיס ולחסום את שדה הראייה של צוותי האוויר. מה שעשוי למנוע מהטייסים את היכולת לנחות ויקשה על זיהוי מכשולים בעת טיסה בגובה נמוך.

התקרחות עשויה להצטבר על האנטנות, שנוטות להיות דקות. הצטברות גדולה של קרח יכולה לחסום קליטה ולמנוע עבודה של מערכות ניווט וקשר ובמצבי קיצון מסוגלת לשבור את האנטנות קליל.

עם כל הגורמים הללו, הצטברות קרח מגדילה את משקל כלי הטיס שמשפיע על מקדם העומס ועל מהירות הזדקרותו.

התקרחות משפיעה לרעה על כל הכוחות הפועלים על כלי הטיס – היא מקטינה את הדחף והעילוי ומגדילה את הגרר והמשקל.

טמפ', לחות וגובה – מקטינים את צפיפות האוויר. (גובה צפיפות גדל).

צפיפות אוויר נמוכה מפחיתה את העילוי, את כוח המנוע ואת יעילות הסחב של המדחף.

כאשר צפיפות אוויר נמוכה, מרחק ההמראה יגדל . שעור הנסיקה יקטן. זווית הנסיקה תקטן. יידרש סל"ד גבוה יותר על מנת לשמור גובה טיסה באותה מהירות

(גובה צפיפות – גובה לחץ מתוקן לטמפ' לא סטנדרטית (זו הקיימת בסביבת המטוס בעת טיסתו

א) בעוד גובה לחץ הנו בר מדידה והצגה לטייס, גובה צפיפות מחייב מדידה מתמדת של הטמפ' החיצונית וביצוע תיקון חוזר ונשנה. עם זאת הנו בעל חשיבות גבוהה בפרט בעת ההמראה כאשר המטוס במלוא משקלו.

ב) הייה וטמפ' למעשה גבוהה מהסטנדרטית, גובה צפיפות גבוה מגובה לחץ ומשמעו שהעילוי וכוח המנוע של מטוס הממריא בגובה פני ה שווי ערך לעילוי וכוח מנוע המתקבלים בגובה גבוהה יותר. כלומר, פחות עילוי ופחות כוח מנוע. הייה והטמפ' נמוכה מהסטנדרטית, העילוי וכוח המנוע גבוהים יותר.

ג) גובה הצפיפות משתנה בקרוב טוב ב- 112 רגל עבור כל 1 C מעלות.

ד) כאשר צפיפות האוויר יורדת, גובה צפיפות עולה ואילו כאשר צפיפות האוויר עולה, גובה צפיפות יורד.

ה) השפעה על מהירות ההזדקרות:

השפעת צפיפות האוויר על מהירות ההזדקרות -

העילוי נוצר ע"י זרימת האוויר יחסית למטוס ועל הכנף.

מד מהירות מודד את זרימת האוויר יחסית למטוס ומאחר שמהירות ההזדקרות הנה קבועה (עבור פרופיל כנף מסוים), מהירות ההזדקרות המכשירית קבועה.

כאשר האוויר דליל יותר מחמת העליה בגובה או טמפ' גבוהה, על הטייס להגביר כוח המנוע וכתוצאה את מהירות הקרקע, כדי לקבל אותה מהירות מכשירית כקודם.

כאשר המטוס טס בגובה רב, המהירות המכשירית נמוכה ואילו מהירות הקרקע גבוהה. (כל זה בלא להתייחס להשפעת הרוח על מהירות הקרקע).

השפעת מסת אוויר ביחידת נפח

ככול שכמות האוויר ביחידת נפח קטנה, כך פוחתת היעילות האווירודינמית, יעילות מנוע בוכנה ומדחף

:שלושה גורמים מפחיתים מסת האוויר ביחידת נפח

הגובה - עם העליה בגובה פוחתת מסת האוויר ביחידת נפח ועמו פוחת הלחץ ופוחתת הטמפ

הלחות - אדי המים תופסים מקומו של האוויר ומפחיתים יעילות המנוע

הטמפ' - גורמת לאוויר להתפשט ומפחיתה המסה ביחידת נפח

.גובה צפיפות - מבטא את השינוי במסת האוויר ביחידת נפח

המשמעות היא שאם המטוס טס בגובה מכשירי כלשהו, גובה הצפיפות יהיה שווה לגובה המכשירי רק אם הטמפ' היא סטנדרטית - 15 מעלות בגובה פני הים ומפל טמפ' של 2 מעלות ל - 1000 רגל

היה והטמפ' גבוהה מטמפ' סטנדרטית לגובה מסוים, סביבת הטיסה של המטוס הנה שוות ערך לגובה גבוה יותר

גרף "גובה צפיפות" הוא הכלי באמצעותו ידע הטייס מהי סביבת הטיסה בה הוא מצוי מבחינת ביצועים אווירודינמיים

בדוגמא שלעיל, הטמפ' הי נה 10 מעלות והגובה המכשירי 7000 רגל. גובה הצפיפות הי נו 8000 רגל

- סייג רום

ככל שהמטוס יעלה בגובה, כך תפחת כמות החמצן שבאוויר וכוח המנוע בהתאם

סייג רום הוא הגובה המרבי בו יכול המטוס לקיים טיסה ישרה ואופקית

מגרף ההספק המצוי כנגד ההספק הדרוש עולה שיש רק מהירות אחת המאפשרת טיסה ישרה ואופקית בסייג הרום. המהירות בה גרף ההספק המצוי חותך את גרף ההספק הדרוש

תקרת שרות - גובה בו מסוגל המטוס עדיין לנסוק בשיעור של לפחות 100 רגל לדקה - SERVICE CEILING.

:השפעות בהמראה

גובה המסלול מעל פני הים - גובה רב יותר, מאריך את ריצת ההמראה

לחץ אטמוספרי בשדה ההמראה - לחץ נמוך יותר, מאריך את ריצת ההמראה

טמפ' בשדה ההמראה - טמפ' גבוהה יותר, מאריכה את ריצת ההמראה

גובה לחץ של שדה ההמראה (כפועל יוצא של שני הנתונים שלעיל) - גובה לחץ רב יותר, מאריך את ריצת ההמראה

.לחות - לחות רבה יותר, מאריכה את ריצת ההמראה

רטיבות/יובש המסלול - מסלול רטוב מאריך את ריצת המראה

.אורך המסלול - חייב לענות על כלל הנתונים הנמנים כאן

שיפוע המסלול - שיפוע חיובי רב יותר, מאריך את ריצת ההמראה

סוג המסלול (אספלט, עפר, דשא...) - מסלול מוצק וחלק רב יותר, מקצר את ריצת ההמראה

כוון ועוצמת הרוח - ככול שרכיב הרוח המקביל ומנוגד לכוון ההמראה גדול יותר, מתקצרת ריצת ההמראה ומתקצר מרחק המראה

מרחק וגובה מכשולים בהמשך ציר המסלול - תנאי להמראה בטוחה שמרחק ההמראה מאפשר מעבר מכשול שגובהו 50 רגל, המצוי על ציר ההמראה

משקל המטוס - משקל גבוה יותר, מאריך את ריצת ומרחק ההמראה

כוח המנוע - כוח המנוע רב יותר, מקצר את ריצת ומרחק ההמראה

מהירות ההזדקרות - מהירות ההזדקרות נמוכה יותר, מקצרת את ריצת ההמראה

יעילות מעצורים - ככול שיעילות מעצורים גבוהה יותר, כך יתקצר אורך מסלול נדרש להמראה בטוחה

:הבהרה

.ריצת המראה/נחיתה - מרחק הריצה על הקרקע/מסלול

.מרחק המראה/נחיתה - המרחק ל/עד מעבר מכשול שגובהו 50 רגל

בנחיתה

רוח אף בצלע סופית משטיחה את זווית ההנמכה ומקצרת את מרחק ריצת הנחיתה על המסלול.

רוח גב בצלע סופית מחדדת את זווית ההנמכה ומאריכה את מרחק ריצת הנחיתה על המסלול.

רוח צולבת סוחפת את המטוס מציר ההנמכה ומאימת בסחיפת המטוס מהמסלול לאחר נגיעה ובמהלך ריצת הנחיתה על המסלול.

רוח צולבת מחייבת את הטייס לבצע צלע סופית עם אף לתוך הרוח ולבצע נגיעה תוך כדי יישור המטוס עם ציר המסלול וביצוע החלקה קטנה לתוך הרוח. במהלך ריצת הנחיתה חייב הטייס להכניס סטיק לתוך הרוח.

הגדרות מסלול:

TODA - Take off distance available

TODR - T/O Distance Required

TORR - T/O Run Required

LDR - Landing Distance Required

Clearway

Stopway

ASDR - Accelerate Stop Distance Required

ASDA - Accelerate Stop Distance Available