יוסי כהן - הדרכת טיסה מעשית ותאוריה    052-3658700    
      





השפעת זרם הפרופלר



Corkscrew Effect – הזרם הלולייני


א. לפרופלר שני להבים, בנויים בצורת פרופיל כנף מפותלת. הלהבים בנויים בצורה שכזאת, שהעילוי הנוצר עליהם, יהיה שווה פחות או יותר לכל אורכו של הלהב. העילוי הטוב ביותר המתקבל נמצא במרחק שני שליש משורש הפרופלר. על מנת לנתח את זרם הפרופלר,
יש לעשות הבחנה בין להב הפרופלר היורד עם תנועת הסיבוב, לבין הלהב העולה עם תנועת הסיבוב.
ב. זרם הפרופלר של הלהב היורד, מבצע תנועה לוליינית סביב גוף המטוס, פוגע בצידו השמאלי של מייצב הכיוון, דוחף אותו ימינה, ומסבסב את אף המטוס שמאלה – השפעת הסיבסוב מורגשת בעיקר במהירויות נמוכות – נסיקה – ועל כן נדרשת לחיצת רגל ימין על דוושת הגה הכיוון, על מנת למנוע מאף המטוס לסבסב לצד שמאל.
ג. זרם הפרופלר של הלהב העולה, עובר קרוב מאוד (אולם לא נוגע במצב מדפים מעלה) למדף השמאלי ומתחתיו, ממשיך מעל גוף המטוס לצידו הימני, ועולה מעל מייצב הגובה. 
ד. במטוסים חד מנועיים, שבהם מסתובב הפרופלר עם כיוון השעון, מתקינים את מייצב הכיוון בזוית הכוונה קטנה שמאלה ביחס לציר המטוס, (מבט מאחור) וזאת, על מנת למנוע את אף המטוס לסבסב שמאלה בטיסה ישרה ואופקית. לכן במצב גלישה (מנוע עם סיבובי סרק), המטוס ישאף לסבסב ימינה.
ישנה פחית קיזוז על הגה הכיוון, פחית שניתן לכוון אותה ביד לאחר טיסה, על מנת לבצע תיקוני סיבסוב קלים – במידה ונידרש.

Torque Reaction – מומנט הסיבוב

מומנט הסיבוב – Torque Reaction – קשור לחוק השלישי של ניוטון הקובע כי:
"לכל פעולה, יש פעולה נגדית השווה בעוצמתה". והקשר לענייננו במטוס הוא, שכאשר פרופלר מסתובב (על ציר האורך של המטוס) ומפעיל כוח לכיוון מסוים, כוח נגדי שווה - מסובב אותו לכיוון הנגדי. התופעה בולטת מאוד בריצת המראה, כאשר פותחים כוח מנוע מלא, יש לחץ גדול יותר על גלגל שמאל, ולכן צריך לתת רגל ימין על מנת לאזן את המטוס, וזאת על מנת שלא יגלגל/יסבסב שמאלה.
כדי להקל מעט את הבעיה הנוצרת (לחץ חזק יותר על גלגל שמאל) בונים את כנף שמאל בזווית הכוונה גבוהה יותר – ביחס לכנף הימנית, על מנת שהעילוי על כנף זו יהיה גדול יותר בריצת ההמראה, אפקט המקל על שמירת יציבותו של המטוס בריצה זו.
בזמן הזדקרות, הכנף השמאלית תזדקר ראשונה, וזאת בגין זווית התקפה גבוהה יותר מזווית ההתקפה של כנף ימין.
דברי הסבר לעניין זווית ההכוונה של כנף שמאל ביחס לזווית ההכוונה של כנף ימין:
כאשר מטוס חדש יוצר מהמפעל, הוא יוצא מפס הייצור כאשר זווית ההכוונה של כנף ימין קבועה וזווית ההכוונה של כנף שמאל - גדולה יותר ביחס לכנף ימין. כאשר יש צורך לפרק את כנפי המטוס מכל סיבה שהיא, הרכבתם בחזרה ע"י מבנאי המטוסים נעשית בצורה הבאה: לכל כנף ישנם שני ברגים ראשיים המתברגים לגוף המטוס. בכנף ימין הברגים קבועים המתחברים לנקודות קבועות בגוף המטוס. לכנף שמאל שני ברגים כאשר הבורג הקרוב יותר לשפת ההתקפה הינו בורג רגיל והשני הקרוב לשפת הזרימה הינו בורג אקסצנטרי הניתן לכוונון. מבנאי המטוס בהרכיבו את כנף שמאל לגוף המטוס יכול להזיז את החלק בו מורכב הבורג האקסצנטרי מעלה ומטה. כאשר הוא מוריד את שפת הזרימה לכיוון מטה, הוא משנה את זווית ההכוונה של כנף זו בייחס לכנף ימין הקבועה.
תזוזת שפת הזרימה לכיוון מטה, מגדילה את העקימון העליון של כנף שמאל ביחס לעקימון כנף ימין (הנמצאת בזווית הכוונה קבועה כאמור) ובכך מגדילה בהכרח את העילוי עליה. עצם הגדלת העילוי על כנף זו מזקרת אותה ראשונה, בין היתר.

P Factor

בטיסה במהירות נמוכה, נדרשת זווית התקפה גדולה יותר של הכנפיים, ולכן כל דיסקת הפרופלר נוטה בייחס לכיוון זרימת האוויר הפוטנציאלית עקב תנועת המטוס. (דיסקת הפרופלר = המעגל שהפרופלר "מצייר" כאשר הוא מסתובב). הלהב היורד נכנס לתוך הזרימה בזוית התקפה גדולה מהלהב שעולה בזוית התקפה קטנה יותר (בהתאמה ללהב היורד) ובורח מהזרימה.
כתוצאה מכך, להב ימין מייצר יותר עילוי מאשר להב שמאל, מרכז הסחב עובר ימינה, והמטוס שואף לסבסב שמאלה. (החוק השלישי של ניוטון) לפיכך נדרש לחץ גדול יותר על הדוושה הימנית.
כאשר הכנף נמצאת בזוית התקפה גבוהה, קרי, במהירות נמוכה, והמדפים במטוס מורדים, זרם הפרופלר העולה פוגע במדף השמאלי המורד, דוחף אותו לאחור, וגורם לסיבסוב נוסף של האף שמאלה.
כאשר נמצאים במצב זה של מדפים מטה בהנמכה ו/או בגלישה – ויש צורך ללכת סביב מכל סיבה שהיא. חייבים להכיר ולהתחשב בכלל השפעות זרם הפרופלר, ולהתייחס בהתאם:
1. מצערת (מנוע) עד הסוף קדימה, והרמת האף. (רגל ימין מוחזקת/דוחפת על דוושה ימין קדימה, על מנת להתגבר על הסיבסוב החריף העומד להתרחש)
2. הרמת מדפים באופן מיידי ל-20° .
3. מצב אף – ל- 60 קשר. (55 קשר c-152 )
4. מדפים ל- 10° .
5. מצב אף ל- 65 קשר. (60 קשר c-152 )
6. מדפים מלא – למעלה.
7. המשך נסיקה לגובה הרצוי במהירות 76 קשר ( 67 קשר c-152 )

Gyroscopic Action

הפעולה הג'ירוסקופית (בתרגום מילולי) היא תופעה שאפשר לראות ולחוש אותה כאשר מסובבים גלגל ו/או מייסב על ציר כלשהו. אם נחזיק את הציר עליו מולבש הגלגל, כאשר כיוון הציר הוא ישר, מקביל לקרקע ומול האופק – ונסובב את הגלגל בחוזקה לצד ימין לדוגמא – ומייד נפעיל כוח קל על החלק העליון של הגלגל, (תוך כדי סיבובו) – הכוח יועתק ב- 90° עם כיוון הסיבוב, קרי, ימינה ב- 90° , ותיווצר דחיפה מנקודה זו, והחוצה.
התוצאה תהיה, נטיית כל מכלול הגלגל לפנות לצד שמאל. תופעה זו נקראת פרצסיה ג'ירוסקופית.
אפשר לומר כי התוצאה של הפעולה הג'ירוסקופית גורמת למומנט סיבסוב על ציר האנך ולמומנט שיפועי/עלרוד על ציר הרוחב.
על מנת להתגבר על התופעות הללו, על הטייס להיות מודע להן, ולהשתמש נכון בהגה הכיוון ובהגה הגובה על מנת למנוע עלרוד ו/או סבסוב לא רצוי.
האפקט הג'ירוסקופי בא לידי ביטוי כאשר: (במטוס חד מנועי המסתובב עם כיוון השעון)
1. משיכת סטיק לאחור בהמראה - מד האופק המלאכותי יראה אינדיקציה של פניית נסיקה ימינה. (כתוצאה מאפקט ג'ירוסקופי על הפרופלר).
2. בפניה ימינה – המטוס ישאף לאבד גובה. (כתוצאה מאפקט ג'ירוסקופי על הפרופלר).
3. בפניה שמאלה – המטוס ישאף להרוויח גובה. (כתוצאה מאפקט ג'ירוסקופי על הפרופלר).

 

סרטון המדגים תופעות זרם הפרופלר