VFS-Virtual Flight School

Size: px

Start display at page:

Download "VFS-Virtual Flight School"

Lawrence Robinson
6 years ago
Views:

1 קורס רישיון פרטי CVFR מבוא ב' לקורס טיס רישיון פרטי לימודי קרקע (המשך) גרסה 1.00 יסודות הטיס צוות VFS (בהתבסס בחלקים מסוימים על מידע מאתר (tayas.co.il צוות VFS נכתב ע"י: נערך ע"י:

קהילת,VFS מודה מקרב לב למשה, מאתר "טייס" (www.tayas.co.il) שנתן לנו רשות לעשות שימוש בחומר המעולה שבאתרו.

2 קהילת,VFS מודה מקרב לב למשה, מאתר "טייס" ( שנתן לנו רשות לעשות שימוש בחומר המעולה שבאתרו. אתר "טייס" של משה, הינו לדעתנו אתר חובה לכל אלו המגדירים עצמם 'אנשי תעופה', חובבים ומקצוענים כאחד. אנו קוראים לכולכם לבקר באתר ולהתרשם מאיכות חומריו אשר בוודאי יסייעו לכם רבות בקורס ובהמשך הדרך. לימודי קרקע (המשך) יסודות הטיס לאחר שהבנתם איך מטוס הכבד מן האוויר מצליח להתרומם ולהשהות באוויר. עליכם ללמוד כיצד שולטים על טיסת המטוס באוויר וכיצד המטוס טס במרחב. למטוס שלושה צירים, סביבם הוא פועל במרחב: ציר האורך, הציר האנכי וציר הרוחב. להלן תמונה אשר תמחיש את שלושת צירי התנועה של המטוס במרחב: ציר מס' 1 שבתמונה הוא ציר הסיבסוב Yaw) (Axis of ההגאים הפועלים על ציר זה : הגה הכיוון אשר נמצא בזנב המטוס. ציר מס' 2 שבתמונה הוא ציר הגלגול Roll) (Axis of ההגאים הפועלים בציר זה הם המאזנות הנמצאות בכנפי המטוס. ציר מס' 3 שבתמונה הוא ציר העילרוד Pitch) (Axis of ההגה הרלבנטי הוא הגה הגובה הנמצא בכנפיים האחוריים של המטוס

3 שלושת הצירים מצטלבים בנקודה המוגדרת כמרכז הכובד של המטוס מרכז הכובד של המטוס היא נקודה דמיונית המהווה שקול או שווה ערך של כלל משקלי המטוס. זו הנקודה שאם, באופן תאורטי, היינו מעמידים מתחתיה מוט פלדה דק, המטוס היה נשאר מאוזן למרות שהוא עומד על "רגל אחת". הגה הגובה ומייצב הגובה הגה הגובה הוא ההגה המופעל כשאנו מושכים אלינו את הגה המטוס או דוחפים אותו לפנים.השפעה ראשית של הגה הגובה: עלרוד. השפעה משנית: אין. הגה הגובה (elevator) נמצא בזנב המטוס, יש להבדיל בין מייצב הגובה horizontal),(stabilizer לבין הגה הגובה. תרשים תמונה כשאנו מושכים הגה גובה למעלה/למטה, זוית ההתקפה על משטח המייצב לא משתנה. ואולם, שינוי זוית הגה הגובה ביחס למשטח המייצב, מסיט את הזרימה בצורה שנותנת כאילו היה עקימון אווירו דינמי.

4 השליטה על הגה הגובה נעשה באמצעות ההגאים אשר בתא הטייס. משיכה או דחיפה של ההגה גורמת לנסיקה או הנמכה את המטוס. התרשים הבא מתאר את התהליך: התוצאה שנוצרת במקרה של משיכת הסטיק לשם טיפוס זרימת האוויר (באיור, החץ השחור) גורם לעילוי שלילי על כנפוני הזנב (באיור, בכחול למעשה נותרת כאן מעין כנף הפוכה), העילוי השלילי גורם לירידת הזנב ועקב זאת עליית האף אשר ימשוך את המטוס לטיפוס). בדחיפת הסטיק לשם איבוד הנמכה מתבצע התהליך ההפוך. כנפוני הזנב מקבלים צורה של כנף (רגילה) גורמים לזנב להתרומם ולאף לרדת.

5 המקזז מקזזים tabs) ( Trim הינם משטחי היגוי קטנים המחוברים אל במטוס יותר. משטחים קטנים אלו מחוברים אל הקצהו האחורי של הגאי המקזז ביחס למשטח ההיגוי הגדול יותר עליו הוא מורכב (משטחי הגה הגובה) 1 'שפת הזרימה' של משטח היגוי גדול הגובה. ניתנים משטחי של הזוית לשינוי והתאמה ע"י הטייס וזאת על מנת לאזן כוחות אווירודינמיים הפועלים על המטוס או על משטח ההיגוי הגדול ועל ידי כך לייצב את המטוס בכיוון מסוים על פני אותו ציר, בו( מקרה שלנו על פני ציר העילרוד (Axis of Pitch וזאת מבלי שהטייס יצטרך להפעיל כוח גבוה על הגאי השליטה הפועלים על ציר זה. כלומר הטייס יוכל לגרום למטוס לשמור על מצב 'חדש' של שיווי משקל של שיעור הנסיקה (בפיזיקה: שקול כוחות על פני ציר במרחב= כלומר 0). ע"י שימוש במקזז הטייס מדגיר מחדש את נקודת שיווי המשקל על ציר העילרוד הרצויה לו. כך למשל יכול הטייס לגרום לשינוי גובה קבוע לאורך זמן וזאת מבלי להחזיק את ההגאים משוכים אליו. או, לשמור על טיסה ישרה ואופקית בתנאים משתנים. במטוס הססנה עליו נלמד בקורס, שולט הטייס על המקזז באמצעות מנגנון מכני 'גלגל המקזז' הנמצא בפנל תא הטייס. כאשר הטייס מזיז את הגלגל אחורה (כלפי מטה) זנב המטוס ירד ואף המטוס יעלה כלפי מעלה ובכך יקל על הטייס לשמור על טיפוס. ולהיפך, כאשר הטייס מזיז את הגלגל קדימה (כלפי מעלה) אף המטוס ירד כלפי מטה. כאשר מפעילים את המקזז הוא ישנה את מיקומו ביחס להגה הגובה באופן הפוך לכיוון השינוי הרצוי (אך בהתאם לכיוון הגלגול). לשם הדוגמא, כאשר הטייס יגלגל את המקזז למטה (לשם טיפוס) משטחי המקזז ינועו כלפי מטה. כאשר הטייס יגלגל את המקזז למעלה (לשם איבוד גובה) משטחי המקזז ינועו כלפי מעלה. הבנת פעולת המקזז הינה חשובה מאד לחויות המציאות ולהבנת פעולת המטוס. טייסים וירטואליים חדשים רבים נרתעים משימוש במקזז עקב החשש מלנסות ולהשתמש במקזז. חשש זה נובע מאי הבנת העיקרון הפשוט שתואר לעיל. לכן, ניתן למצוא טייסים וירטואליים אשר במקום להשתמש במקזז נאלצים להחזיק את הסטיק שברשותם משוך/דחוף דקות רבות או אפילו נותנים לטייס האוטומטי לעשות עבורם את העבודה. כמובן שזה יפגע בחוויה המציאותית אליה כולנו שואפים להגיע. ברור כי שימוש במקזז 1 לצורך העניין די להבין כי 'שפת הזרימה' הוא הקצה האחורי של המשטח האווירי עליו זורם אווירודינאמי. האוויר באופן

6 בשעת הצורך, מציאותי יותר. אל תחששו להתאמן על פעולת המקזז העיקרון ולא תוכלו (ולא תרצו) עוד לטוס בלעדיו. תוך זמן קצר תבינו היטב את טיסה ישרה ואופקית יש להשתמש במקזז גם על מנת לשמור על טיסה ישרה ואופקית לאחר שהגענו אל הגובה הרצוי. בתמונה הבאה ניתן להתרשם כיתד נראים משטחי המקזז. זה אותו משטח קטן הממוקם בחלקו האחורי של הגה הכיוון והבולט כלפי מעלה בתמונה. התוכלו להגיד כיתד מצב המקזז המופיע בתמונה ישפיע על עילרוד המטוס? הגה הכיוון ומייצב הכיוון הגה הכוון (Rudder) הוא לוח נע, הממוקם בחלקו האחורי של הזנב, והפועל בניצב למישור הכנפיים. הסטתו ימינה או שמאלה גורמת לסבסוב של אף המטוס ימינה או שמאלה. המשטח מחובר לזנב באמצעות צירים המאפשרים את התנועה. הגה הכיוון מחובר באמצעות כבלי פלדה דקים אל דוושות הממקמות בתא הטייס ליד רגליו.

בתמונה מסומן הגה הכוון בצבע אדום. החלק שבקדמת הזנב הוא מייצב הכוון. סבסוב סבסוב הינו פניית המטוס ימינה או שמאלה לאורך ציר הרוחב. השליטה בתנועת הסבסוב מבוצעת ע"י הגה הכיוון.

7 בתמונה מסומן הגה הכוון בצבע אדום. החלק שבקדמת הזנב הוא מייצב הכוון. סבסוב סבסוב הינו פניית המטוס ימינה או שמאלה לאורך ציר הרוחב. השליטה בתנועת הסבסוב מבוצעת ע"י הגה הכיוון. כאשר הטייס לוחץ על הדוושה השמאלית נמשך ע"י כבלי הפלדה הגה הצד שמאלה.כתוצאה מכך לוחץ האוויר בכוח רב יותר על המשטח השמאלי של הגה הכיוון והזנב נע ימינה, מה שגורם למטוס כולו לנוע (לסבסב) שמאלה. תנועה הפוכה תיגרם מלחיצת הטייס על הדוושה הימנית. מייצב הכיוון directional stabilizer הזנב הוא למעשה מייצב הכיוון. זהו לוח קבוע, המונח בניצב למישור הכנפיים. משמש גורם מאזן לאף המטוס. לפעולת הסבסוב ישנן מספר השפעות. השפעה ראשית של הגה השפעות הגה הכיוון ומייצב הכיוון הסבסוב. אולם קיימות גם השפעות משניות: הראשונה היא גלגול הכיוון היא כמובן פעולתו הראשית השפעה משנית נוספת: הסבסוב על ידי הגה הכוון גורם להחלקה שגורמת לצלילה ספירלית. לכן פניה מתואמת מחייבת שימוש 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. מה קורה למטוס כאשר מופעל עליו כח סיבסוב 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

8 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). המאזנות המאזנות,(ailerons) הם משטחי הגוי המחוברים לכנף באמצעות צירים ואשר בעזרתם אנו גורמים למטוס "לגלגל" ימינה או שמאלה, בהתאם לכוון אליו אנו רוצים לפנות. לכן ניתן לומר כי ההשפעה הראשית של המאזנות: היא "גלגול". המאזנות נמצאות בדרך כלל, בחלק הרחוק מן הגוף, על כנף המטוס. המאזנות פועלות באופן שבו כאשר האחת עולה השנייה יורדת. כך בזמן גלגול המטוס: כנף אחת עולה (זאת שמחוץ לפניה) ואחת יורדת (הפנימית מבחינת הפניה) ומסבוות את המטוס סביבי ציר דמיוני הנמשך מחרטומו ועד זנבו. השליטה במאזנות מתבצעת באמצעות הטיית ההגאים אשר בתא הטייס ימינה ושמאלה. הטיית ההגאים שמאלה, תגרום לגלגול שמאלה. הטיית ההגאים ימינה תגרום לגלגול ימינה. השפעה משנית: סבסוב לכוון ההפוך מכוון הגלגול, עקב גרר מאזנות. סבסוב גורם להחלקה והחלקה לא מטופלת יכולה לגרום לצלילה ספירלית. לכן אפשר לומר שלמאזנות יש שתי השפעות משניות: אחת סבסוב והשניה צלילה ספירלית. כאמור, בזמן גלגול המטוס: כנף אחת עולה (זאת שמחוץ לפניה) ואחת יורדת (הפנימית מבחינת הפניה). המאזנת של הכנף העולה, יורדת. מדוע? כי בצורה כזאת היא יוצרת יותר עלוי על הכנף החיצונית וזה גורם לכנף החיצונית לעלות והתוצאה היא שהמטוס מגלגל.

9 המאזנת שעל הכנף היורדת, עולה. מדוע? אנחנו רוצים לגרום להקטין את העילוי שמייצרת הכנף הפנימית לפניה, על מנת שהיא תוכל לרדת, בעת שהכנף החיצונית לפניה תתרומם. לכן מאזנת הכנף הפנימית עולה, ומקטינה את העילוי של הכנף הפנימית. עוצמת הגלגול תלויה בתוספת העלוי שנוצרת על הכנף העולה, המאזנת יוצרת כח (עלוי), והמרחק שלה ממרכז הכובד מבטא "זרוע" יותר, הכח יתן מומנט גדול יותר. ובמרחק של המאזנת ממרכז הכובד. 2 של מומנט. ככל שהזרוע ארוכה ההשפעה המשנית של המאזנות: בכנף העולה (הכנף החיצונית לפניה), המאזנת יורדת. לכן המיתר של הכנף העולה ארוך יותר. הסטת הזרימה בשכבת הגבול על הכנף העולה, עקב ירידת המאזנת, מביאה לזוית התקפה גדולה יותר על הכנף. התוצאה היא יותר עלוי. הבעיה: כשיש יותר עלוי יש יותר גרר (גרר מושרה). מה קורה באותו זמן בכנף היורדת (הכנף הפנימית ביחס לפניה)? המאזנת העולה גורמת לקיצור של המיתר והקטנת זוית ההתקפה. עקב כך יש פחות עלוי, וממילא פחות גרר. מה התוצאה המצטברת? כיון שבכנף העולה יש יותר עלוי לעומת הכנף היורדת, המטוס מגלגל בכוון הרצוי לנו: לכוון הכנף היורדת. אבל במקביל, בכנף העולה יש יותר גרר לעומת הכנף היורדת. לכן נוצר סבסוב לכוון הכנף העולה, כלומר אל מחוץ לפניה < לכוון המנוגד לכוון הגלגול. תופעה זו מורגשת במיוחד בזמן פניה במהירות נמוכה. לדוגמא: אחרי המראה. לכן כשאנחנו מגלגלים את המטוס לפניה, אנחנו גם מפעילים דוושות הגה הכוון, כדי למנוע סבסוב לכוון ההפוך. מכאן גם נובע, שאחרי שהמטוס כבר נמצא בפניה, ואז אנחנו מיישרים את המאזנות (אחרת הגלגול יחריף), אין עוד צורך בתיקון על ידי הגה הכוון. 2 "מומנט" הוא הכח הדרוש על מנת לבצע תנועה סביב ציר מסוים, במרחק מסוים מאותו ציר. היחידות בהן נמדד המומנט בפיסיקה הן ניוטון מ': Nm

10 סבסוב לתוך כוון הפניה: ברגע שהפעלנו מאזנות וגלגלנו את המטוס, מתחלק העלוי לרכיב אנכי שמאוזן על ידי משקל המטוס, ולרכיב אופקי שמאפשר את הפניה. ברגע שהמטוס בתוך הפניה (והתגבר על הסבסוב הנגדי שנגרם עקב גרר המאזנות), נחשף הצד הפנימי (מבחינת הפניה) של המטוס, לזרימת אוויר הפוגעת בו, מהצד, יותר מאשר ההצד החיצוני של המטוס. עיקר הזרימה/פגיעה של זרם האוויר, מגיע לחלק האחורי של המטוס, כלומר לאזור הזנב. כלומר, רחוק ממרכז הכובד של המטוס. לכן הזנב נדחף=מסבסב, אל מחוץ לפניה < אף המטוס מסבסב אל תוך הפניה. אם נשאיר את כל ההגאים כפי שהם והטייס לא יתערב, המטוס ייכנס לצלילה ספירלית. למה? כי נוצר כאן מעגל שוטה: יותר סבסוב נותן יותר גלגול ויותר גלגול נותן יותר סבסוב. ככל שהגלגול חריף יותר, המשמעות היא שחלק גדל והולך מהעילוי מושקע ברכיב האופקי המבצע את הפניה < זה בא על חשבון העלוי האנכי שמחזיק אותנו בגובה. לכן אם נרשה למטוס להמשיך לסבסב ולגלגל, הפניה תחריף והגובה יקטן = ניכנסים לצלילה ספירלית. מסקנה: כשאנחנו נכנסים לפניה, אנו חייבים למשוך הגה גובה כדי למנוע הנמכה/צלילה, או ליישר כנפיים. מדפים מדפים (Flaps) הם משטחים הניתנים להורדה או העלאה, באמצעות מתג או מנוף בתא הטייס, ואשר העלאתו או הורדתו, משפיעה על פרופיל הכנף. המדפים נמצאים בדרך כלל בחלק האחורי של הכנף, קרי בשפת הזרימה של הכנף, קרוב לגוף. השפעות העיקריות ת פתיחת המדפים על המטוס תוך כדי טיסה: 1. מעלים את מקדם העילוי. 2. מגדילים את הגרר ועל ידי כך מאפשרים לבוא לנחיתה לאט יותר או שאנחנו יכולים להוריד אף בגישה לנחיתה בלי להגדיל מהירות. 3. מדף רגיל מעלה את מקדם העילוי ולכן נזדקר במהירות איטית יותר, הגרר ביחס לאותה זוית התקפה, אנחנו נזדקר בזוית התקפה קטנה יותר. אבל כיון שהוא גם מגדיל את

11 4. הורדת מדפים מאריכה את מיתר הכנף ומגדילה את זווית ההתקפה. לכן, הורדת מדפים מייצרת יותר עילוי. רוב הכנפיים מתוכננות כך שהמיתר שלהן אינו מעוקל, ולפעמים ישר לגמרי. ככל שמיתר הכנף אורך יותר ומעוקל יותר, הוא מייצר יותר עילוי. מדף שיוצא משפת הזרימה גורם הן להארכת המיתר והן יוצר מיתר מעוקל באופן "וירטואלי". יש גם מטוסים עם מדפים בשפת ההתקפה. 5. בהורדת מדפים בדרגה ראשונה, הגידול בעילוי משמעותי, אך הגידול בגרר בדרגה זאת עדיין קטן יחסית לגידול בעילוי. ואולם, בהורדת דרגה שנייה של מדפים ואילך, הגידול בגרר משמעותי יותר. 6. הורדת מדפים מקטינה את מהירות ההזדקרות. המשמעות המעשית היא מצד אחד טווח מהירויות טיסה יותר רחב ודחיית הסיכון של הזדקרות. מצד שני, עם מדפים במצב מטה אנחנו נזדקר במצב אף נמוך יותר: כשאנחנו פחות ערניים לאפשרות של הזדקרות צפויה. 7. זווית ההתקפה שבה נזדקר עם מדפים, קטנה יותר מזו שבה נזדקר בלעדיהם. 8. בזמן קיפול המדפים נקבל שקיעה של המטוס. בזמן הורדת מדפים, המטוס מרוויח גובה. דבר זה נכון לגבי כל סוגי המטוסים, ללא קשר לשאלה אם האף עולה או יורד עם הורדת המדפים. השפעת מדפים בזמן ההמראה: 1. לצורך התגברות על מסלול קצר, נוכל לקצר את מרחק ריצת ההמראה על ידי הורדת מדפים, בכפוף להוראות היצרן. 2. המראה עם יותר מדפים מכפי שממליץ היצרן תגרום להגדלת מרחק ההמראה, כיון שתאוצת המטוס קטנה. 3. הרמת מדפים גורמת לשקיעת המטוס עקב הקיטון באורך המיתר ה"וירטואלי" והקיטון בזוית ההתקפה. לכן, על מנת למנוע שקיעת המטוס, יש להרים מעט אף ועל ידי כך להשיג זווית התקפה גדולה יותר ויותר עילוי, ורק אז לקפל מדפים.

סוטמה ףא ןוויכ תיתימא ריוא תוריהמ סוטמה ביתנ תיעקרק תוריהמ

סוטמה ףא ןוויכ תיתימא ריוא תוריהמ סוטמה ביתנ תיעקרק תוריהמ מושגים: כיוון אף המטוס: (HDG) Heading מהירות אויר אמיתית: (TAS) True Airspeed נתיב המטוס: (TRK) Track מהירות קרקעית: (GS) Ground Speed המטוס טס בתוך גוש אויר, המהירות האמיתית (TAS) היא מהירות המטוס כלפי