מבנה המטוס

מרכז הכובד - center of gravity - נקודה מדומה במרחב, אשר בה מרכזים לכאורה, כול כוחות הכובד.

מרכז העילוי - center of lift - נקודה מדומה במרחב, אשר בה מרוכזים לכאורה, כול כוחות העילוי.

במהלך הצגת הכוחות הפועלים על מטוס הצגנו את כוח העילוי ואת המשקל כיוצאים מנקודה אחת. כלומר שמרכז העילוי ומרכז הכובד מצויים בנקודה מרחבית אחת.

למעשה (ומסיבות בטיחותיות), מתוכנן המטוס כך שמרכז הכובד יימצא תמיד לפני מרכז העילוי. כתוצאה נוצר מומנט סיבוב של המטוס השואף להוריד את חרטומו למטה.

על מנת שמטוס יישאר במצב אופקי נחוץ לתת לו כוח נגדי למומנט הסיבוב. כוח שכזה מיוצר ע"י מיצב הגובה.

משטחי העילוי של המטוס ותפקידיהם :

הכנף – יצירת עילוי לאיזון המשקל.

מיצב גובה – יצירת איזון למומנט העלרוד הנוצר מהפרשי מיקום מרכז העילוי ומרכז הכובד.

מיצב הכוון – ייצוב המטוס במישור האופקי ומניעת תנועות סבסוב אופקיות.

צירי התנועה והגאי המטוס -

למטוס אפשרות תנועה סביב שלוש צירי תנועה.

שלושת ציירי התנועה עוברים דרך נקודת מרכז הכובד של המטוס ועל כן מבצע המטוס את תנועותיו סביב מרכז הכובד.

ציר העלרוד – ציר הרוחב -הציר המקביל לכנפיים.

ציר הגלגול – ציר האורך - ציר האורך של המטוס המקשר בין הזנב לחרטום.

ציר הסבסוב – ציר האנך - עובר במרכז המטוס וניצב לשני הצירים האחרים.

הכנף –

מתכנן מטוסים יבחר כנף בהתאמה למשימות המטוס ודרישות נוספות:

.כנף קבועה כנגד כנף סובבת

.(כנף קבועה אך לצרכיי אחסנה - מתקפלת (עבור נושאות מטוסים). רכה מתקפלת (גלשון אוויר). רכה נפרשת (מכנף

.(סובבת - מונעת (מסוק). עצמאית (סב-כנף

.בדיון שלהלן יוצגו רק כנפיים קבועות קשיחות

משימות המטוס מכתיבות תחומי גובה טיסה ותחומם מהירויות.

תחום המהירויות הנו הגורם בעל המשקל הגבוה בשיקולי התכנון.

תחום המהירויות נחלק קודם לכל לתת-קולי ועל קולי.

בעוד שבתחום התת-קולי העילוי מיוצר ע"י זרימה חלקה של אוויר סביב פרופיל הכנף, בתחום העל-קולי, גל ההלם ממלא תפקיד מרכזי ביצירת העילוי.

ככלל, כנף למהירות על קולית הנה כנף משוכה לאחור ואילו עבור מהירויות תת-קוליות, הכנף הישרה מתאימה יותר.

הכנפיים הישרות נבדלות בעיקר במנת הממדים שלהן. כנפיים של דאונים מצטיינות במנת ממדים גבוהה (ארוכות וצרות), בעוד מטוסי קרב מתאפייני בכנפיים בעלות מנת ממדים נמוכה.

מכאן גם שכנפיים בעלות מנת ממדים גבוהה הנן בד"כ, בעלות עומס כנף נמוך ואילו כנפיים בעלות מנת ממדים נמוכה, הנן בעלות עומס כנף גבוה

כנף עילית וכנף תחתית

כנף עילית מייצרת יציבות גבוהה בגלגול - מטוסי תובלה ונוסעים.

כנף תחתית הנה בעלת יציבות גלגול נמוכה - מטסים הנדרשים לכושר תמרון גבוה במישור הגלגול: מטוסי קרב, אירובטיקה, ריסוס ועוד.

מונחים המסייעים בתיאור כנף. הגדרת כנף ובהבדלתה מאחרות :

שפת התקפה - הקו הקדמי של הכנף והוא הפוגש את זרם האוויר.

שפת זרימה - הקו האחורי של הכנף.

שורש הכנף - מקום חיבור הכנף לגוף המטוס.

קצה הכנף - קו קצה הכנף המרוחק ביותר מגוף המטוס.

מוטת כנף – המרחק שבין קצה כנף אחת לשנייה.

שטח כנף – סך כל השטח המייצר עילוי.

מנת ממדים – היחס בין אורך הכנף לרוחבה.

עומס כנף – היחס בין שטח הכנף למשקל המטוס

מיתר הכנף - הקו המחבר את שפת ההתקפה עם שפת הזרימה.

מיתר ממוצע - מאחר שרוחב הכנף עשוי להשתנות ולפיכך יש אינסוף אורכי מיתרים, מחושב המיתר הממוצע.

מנת עובי – היחס בין עובי הכנף בנקודה העבה ביותר לבין אורך המיתר הארוך ביותר.

זווית הכוונה – הזווית שבין המיתר הממוצע לבין ציר האורך של המטוס.

דיהדרל – הזווית שבין מישור הכנף למישור הניצב לגוף המטוס.

פרופיל הכנף – חתך רוחב של הכנף, המקנה לה את כושר יצירת העילוי.

עילוי הכנף – תלוי ראשית לכול בפרופיל הנבחר של הכנף. בנוסף תלוי בשטח הכנף ובעזרי עילוי נלווים.

גרר הכנף – תלוי ראשית לכול בפרופיל הנבחר. בנוסף ניתן להקטין גרר הכנף באמצעות מנת הממדים (גבוהה). באמצעות קצה כנף מעוגל או בנוי בזוית למישור הכנף. ע"י הקטנת שטח הכנף

הזדקרות כנף – תלויה בזווית ההתקפה הנגזרת מהפרופיל הנבחר בלבד. ככלל מתוכננת הכנף להזדקר מבסיסה לכוון קצה הכנף כאשר יש כנפיים שזו תכונתן הבסיסית, כגון כנף מלבנית. המתכנן יקבע לכנף זווית הכוונה משתנה במטרה להקנות לה תכונה זו.

מהירות ההזדקרות של כנף תלויה במשקל. ככול שהמשקל גבוה יותר תגיע הכנף לזווית ההתקפה המרבית במהירות גבוהה יותר.

הגאי המטוס -

על מנת לבצע תמרון במרחב שלושה ממדי, מצוייד המטוס בשלושה הגאים. אחד לכול ציר.

הגה הוא לוחון נע בקצה משטח אווירודינמי ואשר ע"י תנועתו מביא את המשטח אווירודינמי לייצור עילוי בכוון אחד או שני. המשטחים האווירודינמיים הם : הכנפיים, מייצב הגובה ומייצב הכוון בזנב המטוס.

ההגאים ממוקמים הרחק ככול האפשר (מבחינת מבנה המטוס) ממרכז הכובד, וזאת על מנת לקבל מנוף ארוך ככול האפשר, ולבצע תנועת הגה מינמלית ככול האפשר ואף על פי כן לייצור המומנט הדרוש לשינוי מצב המטוס בציר הנבחר.

השליטה על ההגאים מתבצעת ע"י הטייס ממושבו בתא המטוס (במרבית המטוסים הדו-מושביים קיימת אפשרות שליטה משני המושבים.

בין שהם אחד ליד השני – side by side ובין שהם האחד אחרי השני-tandem).

מוט ההיגוי – "סטיק", המצוי בד"כ בין רגלי הטייס, מאפשר שליטה במישור העלרוד והגלגול.

דוושות בתא הטייס מאפשרות שליטה בציר הסבסוב.

ציר העלרוד – הגה גובה

נכון יותר לקרא לו הגה העלרוד, מאחר שאין תפקידו לשנות גובה הטיסה, אלא לשלוט על תנועת העלרוד של גוף המטוס סביב ציר הרוחב שלו.

הגה הגובה הינו משטח המורכב בחלקו האחורי של מיצב הגובה.

הגה הגובה יכול שיהיה מוצמד מאחרי ובהמשך למייצב הגובה (יידון בשלב מאוחר יותר) ויכול שיהיה ללא מייצב גובה (מונובלוק).

כאשר הטייס מושך את מוט ההיגוי אליו, ינוע משטח העילוי/הגה הגובה כלפי מעלה, ייצור עקימון אשר זרימת האוויר עליו תיצור כוח עילוי כלפי מטה.

אף המטוס יבצע תנועה אנכית מעלה ביחס למישור הכנפיים, סביב נקודת מרכז הכובד.

כאשר הטייס דוחף את מוט ההיגוי קדימה, ינוע משטח העילוי/הגה הגובה כלפי מטה, ייצור עקימון אשר זרימת האוויר עליו תיצור כוח עילוי כלפי מעלה.

אף המטוס יבצע תנועה אנכית מטה ביחס למישור הכנפיים, סביב נקודת מרכז הכובד.

אף מטוס עולה = ירידת מהירות.

אף מטוס יורד = עלית מהירות.

השפעת הזרימה היוצאת מהכנף (downwash) על מיצב הגובה -

הזרימה מאחורי הכנף, נוטה כלפי מטה יחסית לזרימה החופשית שלפני הכנף

הרכיב האנכי של הזרימה שמאחורי הכנף נקרא - downwash.

ערכו מאחרי הכנף כפול מזה שבאזור המרכז האווירודינמי והוא פרופורציוני לעילוי שמספקת הכנף

מתכנן מיקום מייצב הגובה וזווית ההכוונה שלו, חייב להתחשב ב - downwash הפוגע במיצב הגובה מלמעלה ויוצר מומנט הרמת אף המטוס.

כאשר שורש הכנף מזדקר, השפעת ה - downwash על מיצב הגובה פוחתת ועל כן הכוח שמייצר והמאזן את אף המטוס (הנוטה לרדת מחמת מיקום מרכז הכובד לפני מרכז העילוי), פוחת ואף המטוס יורד.

זה המניע את מתכנן המטוס לבחור כנף מלבנית. תכונתה של כנף זו שמזדקרת משורש הכנף כלפי חוץ-קצה הכנף עוד בטרם השיגה ההזדקרות את המאזנות ובטרם איבד הטייס את השליטה בגלגול, המטוס מפיל אף ומאלץ הטייס לפעולות היחלצות כאשר לרשותו עומדים כל הגאי המטוס

הורדת מדפים גם היא משפיעה על מיצב הגובה בכך שמגבירה את ה - downwash. משפרת את העילוי (כלפי מטה) של המדפים וגורמת הרמת אף המטוס.

ציר הגלגול - מאזנות

מאזנות הן משטחים הנעים על ציר בחלקה האחורי של הכנף ומהווים חלק אינטגרלי מהפרופיל האווירודינמי שלה.

המאזנות נשלטות ע"י הטייס באמצעות תנועת מוט ההיגוי ימינה ושמאלה.

תנועת המאזנות הפוכה האחת לשנייה. כאשר האחת עולה השנייה יורדת ולהפך.

הזזת מוט ההיגוי ימינה גורמת למאזנת השמאלית לרדת ולמאזנת הימנית לעלות.

ירידת המאזנת השמאלית מגדילה את זווית ההתקפה בכנף שמאל וכתוצאה גדל העילוי בכנף שמאל.

בכנף ימין המאזנת עולה ולכן אין שינוי בעילוי שלה.

ההפרש בין העילוי בכנף שמאל וימין גורם לתנועת גלגול המטוס ימינה. כך גם בהזזת מוט ההיגוי שמאלה.

ציר הסבסוב - הגה כיוון

נכון יותר לקרא לו הגה הסבסוב, מאחר שאין תפקידו לשנות את כוון הטיסה, אלא לשלוט על תנועת הסבסוב של גוף המטוס סביב ציר האנך שלו.

הגה הכוון הינו לוחון המורכב בחלקו האחורי של מייצב הכיוון.

הגה הכוון יכול שיהיה מוצמד מאחרי מייצב הכיוון ויכול שיהיה ללא מייצב כיוון (מונובלוק).

השליטה בהגה הכוון הינה ע"י הדוושות.

לחיצת דוושה שמאל תניע את לוחון הכיוון שמאלה, תגדיל את עקימון מיצב הכיוון שייצר כוח עילוי ימינה ותנועת סבסוב אף המטוס שמאלה. לחיצת דוושת ימין תגרום תנועת סבסוב ימינה.

הערה : הדוושות במטוס משמשות לתפקידים נוספים – היגוי כיוון על הקרקע ובחלק מהמטוסים גם להפעלת מעצורי הגלגלים.

השפעות משניות -

כאשר מפעילים הגה במטוס וגורמים לו לבצע תנועה במישור מסוים במרחב, מתפתחות השפעות משניות הגורמות לו לבצע תנועה גם במישור אחר.

השפעה משנית של תנועת הגילגול – סבסוב

גרר מאזנות : שתי כנפי המטוס מצויות באותה מהירות. לצורך ביצוע גלגול נדרש שהעילוי של אחת הכנפיים יגדל יותר משל השנייה. תוספת עילוי זו ניתנת להשגה רק ע"י הגדלת זווית ההתקפה. זה מה שעשתה המאזנת היורדת – הגדילה זווית התקפה. הגדלת זווית ההתקפה גורמת בצד עלייה בעילוי, לעלייה בגרר. הפרשי הגרר שבין שתי הכנפיים גורמים לכנף העולה לסגת לאחור. כלומר שבנוסף לגלגול הנוצר ע"י תנועת המאזנות, מתווספת גם תנועת סיבסוב הפוכה בכיוונה לכיוון תנועת הגלגול.

מטוס פונה שמאלה. תופעת גרר מאזנות תגרום הטיה שמאלה וסבסוב ימינה.

מטוס פונה ימינה. תופעת גרר מאזנות תגרום הטיה ימינה וסבסוב שמאלה.

ריסון גרר מאזנות –

מיצב הכוון – מיצב הכוון תפקידו למנוע ולרסן תנועות סבסוב הבאות לכאורה ממקור חיצוני. אך גם תנועת הסבסוב הנגרמת ע"י גרר המאזנות, נבלמת במידת מה ע"י מיצב הכוון.

השפעה משנית של תנועת הסבסוב – גלגול

לחץ דוושה יוצר תנועת סבסוב. תנועת הסבסוב של המטוס גורמת לכנף החיצונית לנוע מהר מאשר הכנף הפנימית. מהירות האוויר שונה עתה בשתי הכנפיים כאשר עבור החיצונית היא מהירה יותר. כתוצאה גדל העילוי של הכנף החיצונית יותר משל הפנימית. הפרש העילוי בין הכנפיים יוצר תנועת גלגול.

בכדי למנוע התופעה, הטיית סטיק ימינה תלווה בלחץ רגל ימין והטיית סטיק שמאלה, תלווה בלחץ רגל שמאל.

צימוד הגה כוון משמעו שקיימת מערכת המפעילה את הגה הכוון כתגובה אוטומטית להפעלת מאזנות ע"י הטייס ובכך "חוסכת" מהטייס הכנסת רגל עם ביצוע פעולת גלגול ע"י המאזנות.

מאזנות דיפרנציליות – מאזנות אשר תנועתן מעלה גבוהה מתנועתן מטה נקראות מאזנות דיפרנציליות.

גרר המאזנות גורם למטוס לסבסב לכוון המאזנת היורדת ועל כן היה והמאזנת העולה תעלה יותר מירידת היורדת, היא תייצר גרר גבוה משל המאזנת היורדת ובכך יקזז הגרר שלה את זו של היורדת.

בנוסף, המאזנת העולה משבשת את זרימת האוויר מעל הכנף ועל כן מפחיתה גם את העילוי שמייצרת הכנף היורדת. ע"י כך הכוח הדרוש לביצוע הגלגול, פוחת

מאזנות פרייז – מאזנת אשר בתנועתה מעלה, חשפת "שן, כלפי מטה ואשר כל תפקידה הוא ליצור גרר בצד המאזנת העולה.

בנוסף, שן המאזנת העולה משבש את זרימת האוויר מתחת לכנף היורדת ובכך מפחית את העילוי שמייצרת. ע"י כך הכוח הדרוש לביצוע הגלגול, פוחת.

מההסבר על תנועה משנית של גלגול עולה שזו תנועת סבסוב ומההסבר על תנועה משנית של סבסוב עולה שזו תנועת גלגול.

התוצאה המשולבת אם כך של תנועת גלגול היא שהמטוס יגלגל לכוון הכנף היורדת (כפועל יוצא מתנועת מוט ההגוי שייזם הטייס). יבצע תנועה משנית של סבסוב.

הסבסוב יגרור תנועה משנית של גלגול, אך בכיוון הפוך לתנועת הגלגול אותה ייזם הטיס ובכך יירסן את הגלגול היזום בתוספת החלקה.

לחץ רגל של הטייס בכיוון הגלגול, משמע סבסוב ייזום, יימנע את ההתרחשות שלעיל.

השפעה משנית של תנועת עלרוד – סבסוב.

הגורמים לסבסוב הם שניים :

א. שינוי מהירות – בהרמת אף תרד המהירות ומכיוון שמיצב כוון מוטה מעט (כדי כך שבמהירות שיוט יחסוך הצורך בלחץ רגל מתמיד), אזי בירידת מהירות מתחת למהירות השיוט, הטייתו מופרזת וגורמת סבסוב ימינה והחלקה שמאלה.

בהורדת אף תעלה המהירות ויתרחש סבסוב בכוון ההפוך

ב. מאחר והמדחף דינו כדין סביבון (ג'ירו), הרמת אף (במטוס שהמדחף מלפנים וסובב עם כיוון השעון מהיבט הטייס) ,דינה כדין הפעלת כוח בניצב לסיבוב המדחף ומחמת תגובת הפרצסיה, תגרום תגובה ב – 90 מעלות, סבסוב ימינה. הורדת אף תגרום סבסוב שמאלה

מקזז –

הפעלת הגה משמעה הפעלת כוח אשר מטרתו היא לשנות את מצבו הנוכחי של המטוס ולהעבירו למצב אחר.

היה ושמירת המצב האחר דורשת קיום מתמיד של מצב ההגה במצבו החדש, נאלץ הטייס לשמור לחץ מתמיד על מוט ההיגוי.

תפקידו של המקזז הנו ליצור מומנט הפוך בכיוונו למצב המבוקש של ההגה ובכך לשחרר את הטייס מהצורך בלחץ מתמיד על מוט ההיגוי.

היה וקיים מומנט שינוי מצב קבוע באחד הצירים מחמת עוות באחד ההגאים, הפעלת המקזז תיצור מומנט נגדי ותאזן את המומנט הנגרם מהעוות.

הפעלת מאזנות – לגרום לתנועת גילגול.

הפעלת הגה כוון – לגרום לתנועת סבסוב.

הפעלת הגה גובה – לגרום לתנועת עלרוד.

שתי התנועות הראשונות שנמנו לעיל הן מוגבלות בזמן. הטייס יבצע תנועת גילגול ע"י תנועת סטיק הצידה ושינוי מצב מאזנות, להשגת מטרה מוגבלת כגון שינוי כוון (אשר לו נדרשות תנועת גילגול ולאחריה עלרוד – יוסבר בפרוט בשלב מאוחר יותר).

לאחר שהושגה המטרה יחזיר את הסטיק למרכז. המאזנות תתישרנה ותשתוונה ובמצבן זה אין הטייס מפעיל עוד כוח.

כך גם בתנועת סיבסוב. אם תבוצע אז לזמן מוגבל ולמטרה מוגבלת אשר לאחר השגתה, יושוו הדוושות והגה הכוון יחזור למרכז.

- מקזז גובה

נכון יותר לקרא לו מקזז העלרוד, מאחר שתפקידו לסייע לטייס בהיגוי תנועות העלרוד.

אשר להגה הגובה, כאן המצב שונה. לצרכיי הטסה נדרש מדי פעם שינוי מצב הגה הגובה ושמירת מצבו לאורך זמן.

כפי אשר נלמד, עבור מהירויות שונות נדרשת זווית התקפה שונה ובהתאם מצב אף שונה.

כדי לשנות זווית התקפה ממצבה הנוכחי וכדי לשמור אותה במצבה החדש נדרש שהגה הגובה יישאר במצב אחר משהיה בו קודם לכן. אלא שמחמת זרימת האוויר על מיצב הגובה ומאחר שהגה הגובה מחובר בציר למיצב הגובה, לחץ האוויר מביא את הגה הגובה להימצא בקו אחד עם מיצב הגובה וללא כל זווית ביניהם.

בכדי שתשמר זווית בין הגה הגובה ומיצב הגובה נדרש הטייס להפעיל כוח קבוע על הסטיק. שמירת לחץ רצוף ומתמשך על הסטיק ביד הטייס תביא אותו להתעייף ולהרפות.

מקזז הגובה הוא התרופה והפתרון. הוא האמצעי השומר על מצב הגה הגובה כפי צרכי ההטסה.

כפי הנראה בתמונה שלעיל, המקזז הינו לוחון המורכב בהמשך להגה הגובה ומופעל בכוון הפוך למצב הגה הגובה ביחס למיצב הגובה.

הגה הגובה במצבו המוצג בתמונה מייצר עילוי כלפי מעלה.

מקזז הגובה במצבו המוצג בתמונה מייצר עילוי כלפי מטה וע"י כך מביא לשמירת הגה הגובה במצבו הנוכחי.

מקזז הגובה נשלט ע"י ידית מיוחדת לדבר בתא הטייס או ע"י מנוע חשמלי. המערכת המכאנית או החשמלית שומרת את מצבו היחסי האחרון של המקזז ביחס להגה הגובה כפי שנקבע ע"י הטייס, ללא תלות בכוחות הפועלים עליו. ע"י כך הוא מאפשר לטייס להציב את הגה הגובה בכל זווית נדרשת ביחס למיצב הגובה ולהרפות מהלחץ על הסטיק.

קיימים מטוסים בהם קיזוז הגובה מבוצע ע"י שינוי זווית ההתקפה של מייצב הגובה כולו. בד"כ מטוסים בהם אין הגה גובה - מונובלוק

מקזז גלגול – הייה ולמטוס יש נטייה קבועה לגלגל לצד כלשהו (מחמת הפרש בזווית ההתקפה של הכנפיים או הפרעה אחרת), ניתן לתקן זאת ע"י מקזז מאזנות.

במטוסים קלים כגון אז"מ זו פחית קטנה המוצמדת למאזנת ואשר ניתן לכופפה מעט כך שתשמור מצב מאזנות המתנגד לגלגול. במטוסים גדולים או מטוסי קרב קיים מקזז הנשלט מתא הטייס. בד"כ באמצעות מתג ומנוע חשמלי.

היה וכנף אחת כבדה, המטוס שואף לגלגל לכיוונה. הטיית מוט ההיגוי כנגד כיוון הגלגול דורשת מאמץ מתמיד אותו ניתן לבטל ע"י קיזוז. אם הגלגול שמאלה מוט ההיגוי מוטה ימינה, משמע שמאזנת שמאל יורדת ועל כן נקזז/נכופף פחית המקזז כלפי מעלה

מקזז סבסוב – הייה ולמטוס יש נטייה קבועה לסבסב לצד כלשהו ניתן לתקן זאת ע"י מקזז מיצב הכיוון.

במטוסים קלים כגון אז"מ זו פחית קטנה המוצמדת להגה הכיוון ואשר ניתן לכופפה מעט כך שתשמור מצב הגה הכיוון המתנגד לסבסוב. במטוסים גדולים או מטוסי קרב קיים מקזז הנשלט מתא הטייס. בד"כ באמצעות מתג ומנוע חשמלי.

היה והמטוס מסבסב שמאלה, נדרש לחץ רגל ימין על דוושת ימין כדי לבטל הסיבסוב. משמע שהגה כיוון מופנה ימינה ועל כן וכדי שישמור מצבו זה ללא צורך בלחץ דוושה יש לכופף פחית המקזז שמאלה.

היה והמטוס מסבסב ימינה, נדרש לחץ רגל שמאל על דוושת שמאל כדי לבטל הסיבסוב. משמע שהגה כיוון מופנה שמאלה ועל כן וכדי שישמור מצבו זה ללא צורך בלחץ דוושה יש לכופף פחית המקזז ימינה.

Servo tabs - לוחון קיזוז הפועל עם תנועת ההגה, אך בדומה למקזז, בכוון ההפוך. בכך מקל על הטייס את הנעת ההגה.

בהמשך ואם נדרש, יקזז.

Anti-servo tabs - לוחון קיזוז הפועל עם תנועת ההגה ובאותו הכוון. מדוע? שהרי בכך מכביד על הטייס בהנעת ההגה !

משמש במטוסים בהם הנעת הגה קלה מדי.

הגאים משולבים –

מונובלוק גובה – הגה ומיצב גובה כיחידה אחת (p92, סיירה).

מונובלוק כוון – הגה ומיצב כוון כיחידה אחת.

fleperon – מאזנת ומדף כיחידה אחת. קיימים באז"מ אחדים כגון סאוונה.

Elevon – שילוב מאזנות והגה גובה (בד"כ במטוסי כנף דלתא כגון מיראז').

הגאי המטוס - סרטון הדרכה

תקלות הגאים

תקלה בהגה הגובה

במקרה שמוט הגה הגובה כשל עליך:

שמור על מנוע קבוע בזמן שתשלוט על הגובה בעזרת המקזז.

חפש שדה מתאים לביצוע נחיתת חירום.

ע"מ לשמור על כוון טיסה רצוי בצע זאת בעזרת הדוושות.

בצע הכנות ופיינל ארוך לנחיתה.

אל תוריד מדפים.

הפחת כוח מנוע בכמות הדרושה בלבד ושמור את שעור ההנמכה בעזרת המקזז שלא יעבור 0.5 VSI.

לפני הנגיעה הרם את אף המטוס בעזרת המקזז והוסף מנוע אם צריך.

אחרי הנחיתה, כבה מנוע.

תקלה במאזנות

מאזנות נתקעו, או כל מה שהופך את המאזנות לחסרות ערך, מה שימנע מהטייס שליטה בציר הגלגול. עליך אז לשמור כוון בעזרת הדוושות ולהימנע מטלטול חריף של המטוס.

חפש שדה לנחיתת חירום ובצע פיינל ארוך לנחיתה. כל תיקון צריך להתבצע מראש תוך כדי תיקונים קטנים. אם יש צורך ניתן להוריד מדפים.

תקלה בהגה הכוון

במקרה של אירוע שמסכן את יעילות הגה הכוון, חפש שדה לנחיתת חירום, תוך קביעת כוון ע"י פניות רחבות. בצע פיינל ארוך, והימנע משימוש במדפים.

הזדקרות כנף –

בפרק ההזדקרות הוצגה ההזדקרות בהתייחס לפרופיל בלבד וכמושג מופשט בעל שני ממדים בלבד.

הפרופיל האווירודינמי הוא שהופך גוף סתם לגוף המייצר עילוי. על פי רוב כנף, אך גם גוף המטוס עשוי לייצר עילוי ובלבד שברמת המקרו יהיה בעל פרופיל אווירודינמי.

הכנף הנה משטח העילוי העיקרי של מטוס וככזו היא עשויה לייצר עילוי ולהזדקר.

לכאורה כאשר מתרחשת הזדקרות כנף היא אמורה להתרחש בו זמנית על כל שטח הכנף ולא היא. רבים מצבי הטיסה בהם קיימת זווית ההתקפה שונה בין כנף ימין לכנף שמאל ובין זווית ההתקפה של שורש הכנף לבין זווית ההתקפה של קצה הכנף.

יתר על כן, מתכנן המטוס עשוי לתכנן הכנף כך שלא כל חלקיה יזדקרו באותו הזמן. כלומר שזווית ההתקפה תהייה שונה לאורך הכנף הסיבות העיקריות להבדלי זווית התקפה בין כנף ימין לשמאל הם שלשה

א. החלקה – מצב בו זרם האוויר פוגש את הכנף שלא בניצב מחמת זה שכנף אחת נעה קדימה בעוד השנייה נסוגה אחור. מפגש היוצר הבדלי מהירות בין שתי הכנפיים ומאלץ לזווית התקפה שונה על מנת לקבל אותה כמות עילוי.

ב. פניה – הכנף החיצונית מבצעת דרך ארוכה מזו של הכנף הפנימית ועל כן מהירות האוויר שלה גבוהה משל הפנימית.

ושוב, על מנת לייצר כמות עילוי זהה, צריך שיתקיים אי שוויון בזוויות ההתקפה.

ג. הפעלת מאזנות – מאחר שהמאזנות נעות בכיוונים מנוגדים האחת כנגד השנייה ומאחר שמאזנת משנה את פרופיל הכנף, אזי המאזנת היורדת מגדילה את זווית ההתקפה בעוד העולה מקטינה אותה.

כניסה לפניה במהירות נמוכה הקרובה למהירות ההזדקרות והפעלת מאזנות לשם כך, תגדיל את זווית ההתקפה בכנף העולה מעבר לזווית ההתקפה של ההזדקרות והכנף תזדקר.

הזדקרות מקדימה של כנף אחת לפני השנייה תגרום תנועת גלגול של המטוס ואשר לאחריה (אם מצב הגאים נשאר בעינו), תזדקר גם הכנף השנייה. המטוס יכנס לסחרור

במהלך הסחרור, שתי הכנפיים מצויות בהזדקרות.

מתכנן המטוס ככלל, מתכנן אותו להזדקר משורש הכנף (בצמוד לגוף המטוס) ולעבר קצה הכנף. סיבת הדבר שאם תזדקר קצה הכנף ראשונה ומאחר שהזדקרות אינה מתרחשת סימולטנית בשתי הכנפיים, ייוצר מומנט גלגול פתאומי וחריף, העלול להוציא המטוס משליטה ויכולת היחלצות.

היחלצות מהזדקרות – הקטנת זווית ההתקפה ע"י תנועת מוט ההיגוי קדימה והקטנת זווית ההתקפה.

בד"כ הזדקרות כנף אחת תתרחש לפני השנייה ותתבטא ב"נפילת כנף" וליתר דיוק גלגול אל הכנף המזוקרת.

שגיאה נפוצה במצב זה היא הניסיון ל"הרים את הכנף" ע"י מאזנות.

הנעת מוט ההיגוי בכוון הפוך ל"כנף הנופלת", כלומר כנגד תנועת הגלגול משמעה מאזנת יורדת ב"כנף הנופלת" וכתוצאה הגדלת זווית ההתקפה שלה והחרפת ההזדקרות.

סחרור – מצב בו "כנף נפלה" כתוצאה מהזדקרות. המטוס נכנס לתנועת גלגול נמשכת והולכת תוך הורדת אף מטה.

בד"כ אין זו תנועה יציבה כי הורדת האף גוררת עליה במהירות, יעילות מוגברת של מיצב הגובה, הרמת אף, ירידת מהירות, נפילת האף וחוזר חלילה.

היחלצות מסחרור – מנוע לסרק. הגה כוון נגד כוון הסיבוב. מוט היגוי קדימה להורדת זווית התקפה. הגלגול נעצר, הגה כוון למרכז. הרמת אף תוך הרמת כוח מנוע ותשומת לב למהירות שמעל למהירות ההזדקרות.

הערה : כפי שצוין לעיל, בפניה הכנף החיצונית מבצעת דרך ארוכה מזו של הכנף הפנימית ועל כן מהירות האוויר שלה גבוהה משל הפנימית. על מנת לייצר כמות עילוי זהה, צריך שיתקיים אי שוויון בזוויות ההתקפה.

כדי לקיים פניה על הטייס למשוך מוט ההיגוי מעט לאחור כאשר הכנפיים בהטיה המתאימה ובכדי לקיים אי שיוויון בזוויות ההתקפה עליו להטות המאזנת מעט כנגד כיוון הפניה ולעבר הכנף החיצונית.

מדפים - ראה בפרק העילוי

כן הנסע

כַּן נֶסַע הוא המכלול שתומך בגלגל של מטוס או מסוק בדחיפה, בהסעה, בהמראה או בנחיתה. למטוס יש בדרך כלל שלושה כני נסע.

כני הנסע נחלקים לקבועים ומתקפלים.

מטוסים קלים ו/או אלו שמהירות טיסתם נמוכה, מאופיינים לרוב בכן נסע קבוע שיתרונותיו: מחיר, אחזקה מועטה, צמצום בעיות תפעול ותקלות. חסרונו- יצירת גרר

מטוסים גדולים ו/או מהירים, מאופיינים בכני נסע מתקפלים שיתרונם בהפחתת גרר במהלך הטיסה.

תצורת כני נסע במטוס הינה כמעט תמיד משולשת. שני גלגלים מתחת לכנף, הנושאים בעיקר העומס ועל כן נקראים "ראשיים" וגלגל שלישי בזנב או באף המטוס.

שלושה כני נסע אומנם יציבים פחות מארבעה, אך מסיבות מבניות של המטוס כמכלול, כמעט בלתי אפשרי או כדאי שיהיו ארבעה. היציבות מושגת בד"כ ע"י המרחק הגדול שבין כני הנסע הראשיים והגלגל השלישי.

יתרונו של גלגל אף במתן שדה ראייה נוח לטייס בשלבי המראה ונחיתה.

יתרון גלגל זנב בחיסכון במבני. אין צורך בכן נסע והגלגל כמות שהוא, בד"כ די בו. יתרון נוסף הינו בנחיתה בשטחים קשים, בהם גלגל אף עלול להיתקע בבור או מכשול.

כני הנסע עשויים לספוג את מכת הנחיתה וכן גם כוללים את מערכת היגוי הקרקע ומעצורי קרקע.

במרבית המטוסים היגוי הקרקע מבוצע ע"י קישור גלגל אף או גלגל הזנב לדוושות היגוי הכוון. יש גם שהיגוי מבוצע ע"י מעצורי הקרקע המורכבים בכני נסע ראשיים בלבד, או כעזר להיגוי המבוצע ע"י גלגל האף/זנב.

כני נסע מתקפלים הינם מערכת מורכבת המאפשרת הכנסת כן הנסע לאחר המראה ופריסתו לפני נחיתה, לתוך ומתוך חלל מיוחד העשוי לדבר, הן בכנפיים והן בגוף המטוס.

בד"כ ייסגר חלל זה ע"י דלתות שתפקידן העיקרי למנוע מערבולות אוויר וגרר.

קיפול כני נסע ופריסתם מבוצע בד"כ ע"י מערכת הדראולית. בנוסף ועבור תקלת אי יציאה כני הנסע מבתיהם, קיימת מערכת פריסת גלגלים בחרום. מערכת זו עשויה לקבל כוח.

מכני (ע"י סיבוב בורג ידני) או חשמלי (מצבר חרום), או בקבוק האוגר אוויר/חנקן בלחץ גבוה, או נפילה חופשית של כני הנסע לזרימת האוויר והסתמכות על הגרר לנעילתם.

המנוע

:גורמים משפיעים

מספר המנועים - אחד או יותר

סוג המנוע - מנוע בוכנה או טורבופרופ בעל מדחף, או מנוע סילון

מיקום מנוע

מנוע יחיד - באף המטוס או מאחורי תא הצוות

.(שני מנועים - בטור (אחד באף המטוס ושני מאחורי תא הצוות), או במקביל (אחד או יותר, על כל כנף

:ניתוח מצרפים

.מנוע סילון מספק זרימה ישרה וחמה כדי כך שלעולם לא יופנה אל חלק מחלקי המטוס

.מנוע בעל מדחף מספק זרימה קרה ולכן אין מניעה שתופנה אל גוף המטוס ומרכיביו

.הזרימה הנה ספירלית שכוונה תלוי בכוון סיבוב המדחף

במטוסים חד מנועים, סבוב מדחף ימינה יוצר לחץ האוויר הספירלי המפעיל כוח על מיצב הגובה משמאל ואילו סיבוב מדחף שמאלה גורם לחץ אוויר על מיצב הכוון מימין. (מוסבר בפרוט בפרק

שני מנועים בטור כאשר האחורי "מסתכל" אחורה, מבטלים את מומנט הסבסוב כי מדחף מנוע אחורי סובב בכוון הפוך לזה של הקדמי

.אורך להבי המדחף מכתיב מרחק מהקרקע

.(שני מנועים משני צדי גוף המטוס (או יותר ושלא בטור

(מנועי סילון ניתן להרכיב בתוך הגוף (מטוסי קרב בד"כ). צמודי גוף או על הכנפיים (שקועים בכנף או תלויים ממנה

.מנועים בעלי מדחף יורכבו על הכנפיים שקועים בכנף או תלויים ממנה

מנוע המורכב על הכנף, מזרים אוויר על הכנף ומגביר את כוח העילוי של הכנף, כתלות בעוצמת הכוח של המנוע

כפועל יוצא מהאמור לעיל, השבתת מנוע המורכב על הכנף (מחמת תקלה או בתרגול), יוצרת מומנט גלגול ומומנט סבסוב חזקים שהנם בעלי השפעות קריטיות בהמראה וכן בזמן טיסה בקרבת מהירות ההזדקרות

בזמן פעולה תקינה של שני המנועים, השפעת זרמי האוויר על הגה הכוון תלויה בכוון סבוב המדחף. זרם האוויר של מדחף הסובב לכוון גוף המטוס, יפעיל כוח על מיצב הכוון מהצד שלו ויגרום סבסוב אף המטוב כוונו

אם שני המנועים סובבים ימינה, לזרם האוויר של מנוע ימין השפעה נמוכה על מיצב הכוון כנגד השפעה גבוהה של מנוע שמאל

המדחף הסובב יוצר כוח פיתול הפוך לכוון תנועתו. אם סובב ימינה, יצור כוח גלגול שמאלה ולהפך

סחב א-סימטרי - P פקטור / P Factor:

כאשר אף המטוס מורם כלפי מעלה כגון בריצת המראה כאשר הטייס מרים את אף המטוס כדי לנתקו מהמסלול, הלהב היורד נע קדימה וזווית ההתקפה שלו גדלה ואילו הלהב העולה נע אחורה וזווית ההתקפה שלו קטנה. כתוצאה, נוצר סחב גדול יותר בצד הלהב היורד כנגד הצד העולה. הבדל הסחב בין הלהב היורד והלהב העולה גורם לתנועת סבסוב המטוס.

היה והלהבים סובבים ימינה, יווצר סבסוב חזק שמאלה.

פועל יוצא הוא שמדחף הסובב ימינה מייצר סבסוב שמאלה ומדחף הסובב שמאלה מיצר כוח סבסוב ימינה

דו מנועי ומנוע קריטי

.השפעת מנוע דומם - ההסבר ידון בשני מנועים הסובבים ימינה (הרכב המייצג את רב רובם של מטוסי המדחף). בהמשך יוצגו הרכבים אחרים

בתמונה שלעיל, כבה מנוע שמאל

מנוע ימין המופעל בכוח מוגבר, מגביר את עילוי כנף ימין יחסית לשמאל ויצר כוח גלגול וסבסוב שמאלה

.סחב מנוע מיצר סבסוב שמאלה

זרם האוויר של מנוע ימין הנו בעל השפעה נמוכה על מיצב הכוון

.כוח הפיתול מגלגל שמאלה

. פקטור מיצר כוח גלגול שמאלה P

שלושת הכוחות פועלים לגלגל את המטוס שמאלה. נדרש כוח היגוי רב כדי לשמור המטוס בטיסה ישרה ואופקית

אם המנוע כבה תוך כדי המראה, יעילות ההגאים בכלל והגה הכיוון בפרט, נמוכים מאד

נניח כעת שבתמונה שלעיל כבה מנוע ימין

.סך כל הכוחות מיצרים גלגול וסבסוב שמאלה

זרם האוויר של מנוע שמאל הנו בעל השפעה גבוהה על מיצב הכוון ומסבסב את המטוס שמאלה

.כוח הפיתול מגלגל שמאלה

.פקטור מיצר כוח גלגול שמאלה P

זרם האוויר, כוח הפיתול ו - P פקטור פועלים כנגד כוח העילוי שמיצר העילוי המוגבר על כנף שמאל.

זרם האוויר הפוגע במיצב הכוון פועל נגד כוח הסבסוב ימינה שמייצר סחב המנוע

סך כל מאזן הכוחות הוא גלגול וסבסוב ימינה, אך נמוך מכוח הסבסוב והגלגול שמייצר מנוע ימין לו מנוע שמאל כבה

עולה מכך שכביית מנוע שמאל הנה בעלת השלכות חמורות מאלו של כביית מנוע ימין ולכן הוא מוגדר כמנוע הקריטי

כאשר שני המנועים סובבים שמאלה ההסבר שלעיל מתהפך והמנוע הקריטי הוא הימני

כאשר שני המנועים סובבים פנימה, השפעת המנוע הפעיל הנה כהשפעת מנוע שמאל באירוע של מטוס ששני מנועיו סובבים ימינה ומנוע ימין כבה

זרם האוויר, כוח הפיתול ו - P פקטור פועלים כנגד העילוי המוגבר שמיצר המנוע החי

זרם האוויר הפוגע במיצב הכוון מחליש את מומנט הסבסוב שמיצר המנוע החי

עולה מכאן שאין מנוע קריטי

שני המנועים סובבים החוצה. מנוע ימין ימינה ומנוע שמאל שמאלה

כביית מנוע דינה ככביית מנוע שמאל במטוס ששני מנועיו סובבים ימינה

שלושת הכוחות פועלים לגלגל את המטוס לכוון המנוע המת

.אין כוח מרסן למומנט הסבסוב לכוון המנוע המת

מנוע שמאל המופעל בכוח מוגבר, מגביר את עילוי כנף שמאל יחסית לימין ויצר כוח גלגול ימינה וסבסוב ימינה

עולה מכך ששני המנועים הנם קריטיים

הכלל הוא: כל מנוע הסובב החוצה, בן זוגו הוא מנוע קריטי. לחלופין, כל מנוע שבן זוגו סובב החוצה, הוא עצמו מנוע קריטי.

גורם נוסף המשפיע לרעה בעת כשל מנוע אחד הנו, העלייה בגרר שמייצר מדחף המנוע הכבוי. בפרט אם אינו בר הנצה וסובב עם הרוח - Windmilling

הנצה - שינוי מצב הלהבים כך שיהיו ניצבים לזרם האוויר. לא יונעו על ידו כתחנת רוח ויפחיתו הגרר בצד המנוע המת - Feathered

הטסת המטוס עם מנוע אחד כבוי:

בכדי לגבור על מומנט הסבסוב וההחלקה הנוצרת לכוון המנוע החי, הטייס יפעיל את הגה הכוון באמצעות הדוושה שבצד המנוע החי עד כדי החלקה לכוון המנוע הדומם.

היה והגה הכוון אין בו די כדי לבטל ההחלקה לכוון המנוע החי, יטה מעט את המטוס בתנועת גלגול קטנה ויביא את המטוס למצב טיסה בו הכנף עם המנוע החי נמוכה מהכנף של המנוע הדומם.

מאחר שהמנוע החי נמוך מציר הטיסה הוא יוצר מומנט הרמת אף נגדית לכוון ההחלקה.

המטוס יטוס כעת בהחלקה קלה לכוון המנוע הדומם, כאשר כנף המנוע החי נמוכה מעט וכנף המנוע הדומם, גבוהה מעט.

אם המנוע החי הוא שמאל, ההחלקה תהיה ימינה ואם הדומם הוא מנוע ימין, ההחלקה תהייה שמאלה.

מכל הגורמים המנויים לעיל עולה שבכשל מנוע, על הטייס להנץ המנוע הדומם ולהטות (תנועת גלגול), את המטוס לכוון המנוע החי, תוך כדי דחיפת דוושת צד המנוע המת ומתן הטייה קלה לכוון

המנוע החי

.מהירות קריטית - Vmc - המהירות המזערית בה עדיין יש שליטה במטוס דו מנועי, כאשר מנוע קריטי כשל

V_MC

Minimum control speed. The minimum speed at which the aircraft is still controllable with the critical engine inoperative. Like the stall speed, there are several important variables that are used in this determination. Refer to the minimum control speed article for a thorough explanation. V_MC is sometimes further refined into more discrete V-speeds.

V_MCA

Minimum control speed air. The minimum speed that the aircraft is still controllable with the critical engine inoperative while the aircraft is airborne. V_MCA is sometimes simply referred to as V_MC.

V_XSE

Best angle of climb speed with a single operating engine in a light, twin-engine aircraft – the speed that provides the most altitude gain per unit of horizontal distance following an engine failure, while maintaining a small bank angle that should be presented with the engine-out climb performance data

V_YSE

Best rate of climb speed with a single operating engine in a light, twin-engine aircraft – the speed that provides the most altitude gain per unit of time following an engine failure, while maintaining a small bank angle that should be presented with the engine-out climb performance data.

עבור יציבות