הנטייה להחרפת הפנייה (Overbanking)

[צור בנר]

הנטייה להחרפת הפנייה (Overbanking)

כמו כל אחד שלמד (וגם מדי פעם מלמד) ידע טכני ואוירודינמיקה, ידעתי עד היום שבעת פנייה בינונית ומעלה, נוטה המטוס להחריף את הפנייה. הסיבה לכך, כך למדנו, וכך גם מופיע בספר הרשמי של ה FAA לטייס הפרטי, היא העובדה שהמרחק שעוברת הכנף החיצונית גדול מזה שעוברת הפנימית. אי לכך, מהירות הכנף החיצונית גדולה יותר, נוצר עליה יותר עילוי ולכן היא תשאף להמשיך ולעלות ולהחריף הפנייה. אנחנו, כטייסים, מונעים זאת ע"י הטיית מאזנות קלה לצד ההפוך לפנייה. עד כאן - הכל טוב ויפה (אני מקווה). אתמול, קראתי לי בנחת את עיתון ארגון מדריכי הטיסה האמריקאי (NAFI) ובתוכו נדהמתי לקרוא כתבה שהתימרה להוכיח שאין הדבר כך. ראשית, אציין את שם הכותב - "Daviv Lohmann ", כך שתדעו על מי לרדת (הוא קורא נלהב של הפורום...) במה דברים אמורים? לפי חישובים אותם הוא מציג בכתבה, הרי שבפנייה של 50 מעלות (פנייה חדה, לכל הדעות), רדיוס הפנייה גדול פי 50 לערך ממוטת הכנפיים. אי לכך, לאחר בחינת נתוני פייפר Arrow , שפונה במהירות של 110 קשרים, הבדלי העילוי בין הכנפיים הנובעים מהפרש המהירויות (0.7 קשר בלבד!!) , הם לא יותר מ 1.3% מהעילוי על הכנפיים. הבדל זה לדעתו, לא יצליח ליצור נטייה להחרפת הפנייה. הוא אף מביא ציטוט מספר תעופה ישן (1946), המציין כי נטייה להחרפת הפנייה - קטנה ככל שהפנייה נעשית חדה יותר. מה דעתכם? הייתכן?

 

[ראובן ניסן]

תגובה לצור:

ראשית רק לא מזמן התנהל בפורום דיון נלהב בדיוק בנושא הזה,במהלכו גם נטען כי בכלל הכנף החיצונית אינה עושה דרך גדולה יותר (טענה שהופרכה מיידית) והועלו סברות כאלו ואחרות בנושא. דעתי הצנועה (בגדר ניחוש אינטואיטיבי בלבד) היא שהנושא תלוי ספציפית בסוג המטוס,מוטת הכנף שלו,מהירות הטיסה ובעיקר בגודל הדיהדרל. 1) ככל שהדיהדרל גדול יותר,כך גדל היחס בין התנגדות הכנף העולה לזו של הכנף היורדת, כאשר זה נכון עד פניה של 90 מעלות פחות זוית הדיהדרל. ההתנגדות המדוברת היא לא התנגדות לזרימת האויר המשיקית לפניה אלא לזרימת האויר הרדיאלית. (ואני בשלב זב בכלל תוהה אם קיים דבר כזה,כי הימצאותה של תאוצה רדיאלית אינו בהכרח מעיד על המצאות של זרימה רדיאלית...אבל מלימודי דינמיקה מ' בקורדינאטות צמודות מסלול מסתבר שיש מהירות כזו, ואני סומך על פרופ' קרפל) 2) ככל שמוטת הכנף הכנף קטנה יותר ומנת המימדים קטנה יותר כך גם קטן המומנט הכללי שיוצר הפרש המהירויות (כי יש יותר כנף ברדיוס יותר קטן) 3) ככל שהפניה תחריף ההפרשים ברדיוס הולכים וקטנים. כי הרדיוס של הכנף החיצונית עכשיו הוא מוטף כנף כפול קוסינוס זוית הטיה 4)לעומת זאת,בגלל תכונות מרכז הכובד (הגוף ממוקם באמצע הכנף) יהיה למטוס דווקא יותר קשה להתנגד לגלגול בזוית פניה חדות 5) למה לא חשבת על זה אז? עכשיו נצטרך להעלות את כל הטיעונים והחישובים מחדש? למטוס

 

[מיקי גולן]

חישובים

יש כאן שתי בעיות: 1. מהו החישוב במטוסים אחרים. בפרט, ססנה היתה מתה לעשות 110 קשר בפניה 50 מעלות ... ובמהירות נמוכה יותר אולי מדובר על 3% ? או יותר? 2. מדוע 1.3% עילוי "בלבד" לא מספיק בכדי לגרום לגלגול המטוס? אם נניח שהעילוי עצמו מחזיק כ 2G של המשקל, הרי שמדובר ב"דחיפה" השקולה לכשני טון, שרובו מכסה אה המשקל / הפניה, וכ 20KG "דחיפה" גורמת גלגול. התרגום הזה של השאלה ל"כאילו פיזיקה" הופך את זה לשאלה: נניח שנשים בקצה אחת הכנפים משקולת של 20KG. האם זה יגרום למטוס לרצות כל הזמן לגלגל? אני חושב שהתשובה היא כן! באופן מעשי: הוספה של דיסקית (כ 1 מילימטר) בחיבור שבין שתי הכנפים בפיטס מנעה גילגול חריף למדי שהמטוס ניסה לעשות קודם לכן. בכמה השתנה העילוי? אני מניח שמשהו כמו היחס בין 50 ס"מ ל 1 מ"מ - כלומר כ 0.1 מעלות. מאחר ובנוסחאת העילוי יש מקדם של מעלות זוית ההקפה, ובהנחה של זוית בסדר גודל של 4 מעלות ... מקבלים הבדל של ... 2.5% ... וזה על כנף אחת מתוך שתים ... כלומר כ 1.2% כללי ... הווה אומר: הפרש של 1.2% בעילוי בין כנף לכנף בהחלט יגרום לגלגול מורגש הייטב! חוץ מזה, כמו שכבר הבהרתי בפעם הקודמת: מומלץ לאותו בחור לנסות לבצע פניות שישים מעלות בפיטס, בטיסה הפוכה (אין דיהדרל מייצב). אם הוא לא ירגיש את רצונו העז של המטוס להחריף את הפניה ... כנראה שהוא צריך בדיקת ראיה

 

[flugzeug]

בינתיים נראה שמיקי צודק

בפניה מתואמת אפקט הדיהדרל מנוטרל בגלל שאין החלקה. מכאן יוצא שאפילו הבדל קטן בעילוי בין הכנפיים יגרום להחרפה של הפנייה.

 

[xb70]

פניה מתואמת, פניה ללא החלקה, וגלגול

הצהרה שאולי תשמע מפתיעה, אבל היא נכונה ומאד רלוונטית לנושא ה- overbanking: פניה מתואמת לא שווה לפניה ללא החלקה. פניה מתואמת, בהגדרה, היא פניה בה אין שקול כוחות צד. כדי לקבל מצב של אפס כוחות צד במהלך פניה, האף צריך להיות קצת בתוך הפניה, כלומר בטיסה בהחלקה. לחילופין, בפניה במצב של אי-החלקה, אף עם כיוון הטיסה, ישנו כח צד הפועל החוצה מהפניה. הסבר זריז: נחשוב לדוגמא על מומנטי סבסוב בפניה שמאלית. בזמן הפניה המטוס מסבסב שמאלה, הוא משנה כל הזמן את ה- heading לכן יש קצב סבסוב שמאלה. בתגובה ישנו מומנט אוירודינמי מחזיר הרוצה לסבסב את המטוס ימינה. כדי להתגבר עליו אנחנו צריכים ראדר שמאלי. כמה ראדר? אפשרות אחת היא לתת מספיק ראדר שמאלה על מנת לישר את האף עם כיוון הטיסה. במקרה כזה ישנו כח צד הפועל ימינה על הראדר. מצד שני אין כח הפועל על המייצב המיושר עם הרוח, ובסה"כ יש שקול כוחות ימינה (אותו כח הפועל על הראדר). אנחנו במצב של טיסה ללא החלקה אבל לא מתואמת (יש כח צד!). אפשרות שניה היא לתת עוד יותר ראדר ולהכניס את האף פנימה, אל תוך הפניה. עכשיו אנחנו טסים בהחלקה (ימנית, רוח באוזן ימין) אבל הפניה מתואמת מכיוון שהכח על הראדר (ימינה) מקוזז עם הכח על המייצב האנכי (שמאלה). אז למה אני מדברת על סבסוב כשהשאלה היא על גלגול?? אם תחזרו למצב הראשון שתארתי קודם, טיסה ללא החלקה אבל עם כח צד, כח הצד על הראדר (ימינה) יגרום לגלגול החוצה מהפנייה, כלומר למומנט גלגול מייצב. במצב כזה ישנם שני מומנטי גלגול - אחד הרוצה להחריף את הפניה (זה אותו אחד שכולכם כתבם עליו, כתוצאה מהסבסוב, או הפרשי מהירויות על הכנפיים) ואחד מייצב הרוצה למתן את הפניה (אותו אחד כתוצאה מהכח על הראדר). האם התוצאה תהיה החרפת הפניה או מיתונה תלוי בגדלים האופיניים למטוס. למשל גודל אחד שקופץ ישר לראש כפרמטר בקביעת המומנט המייצב הוא גובה הראדר יחסית למרכז הכבד - ככל שהראדר גבוה יותר המומנט המייצב יהיה גדול יותר. במצב השני שתארתי, טיסה מתואמת, אין שקול כוחות צד על הזנב האנכי ונשארנו רק עם הנטייה להחרפת הגלגול. כשרק התחלתי לטוס והפניות היו כולן בזוית עדינה, היה קשה לי מאד להגיד שאני ממש מרגישה שהסטיק נמצא בצד ימין בעת פניה קבועה שמאלה. אולי בגלל שהטיית הסטיק שמדובר בה היא קטנה מאד (המאזנת מאד אפקטיבית בשיוט), אולי בגלל שלי היה קשה לחלק עומס ולשים לב למשהו בכלל בטיסה... בכל אופן - עשינו ניסוי. כדי שלא תסתמכו על תוצאות ניסוי של טייסת ירוקה מאד, אבהיר שב"ניסוי" הנ"ל המדריך שלי היה "טייס הניסוי" ואני הייתי "הצופה". וכך עשינו - הבאנו את המטוס (Zlin 242) למצב של פניה קבועה בזוית הטיה קלה (אולי 30 מעלות, לא מתחייבת), ball באמצע (מתאים למקרה השני שתארתי למעלה, פניה מתואמת, אף בתוך הפניה) ועזבנו ידיים ורגליים. שניות ראשונות - נאדא. אח"כ הפניה התחילה להחריף ולהחריף ולהחריף. רק לצורך השלמת התמונה, את המקרה הראשון (טיסה לא-מתואמת ללא החלקה) כמובן שלא ניתן היה לבדוק ב"ניסוי טיסה" כזה, מכיוון שאין מד זוית החלקה. מסקנתי - יכול להיות מצב של מומנט מחזיר, בטיסה ללא החלקה. הוא תלוי בפרמטרי המטוס והטיסה ולא בגודל (או בקוטן) של העילוי השונה על הכנפיים כמו שנטען במאמר שהזכרת צור, ואחרון חביב - אישית לא נתקלתי בו (במצב הזה). חקשמח,

 

[מיקי גולן]

רציתי לומר ש...

רציתי לומר שקצת איבדתי אותך... אבל האמת שאיבדתי אותך לחלוטין (ונדמה לי גם עוד כמה טייסים). את אומרת שבכדי לטוס מתואם צריך "קצת אף בתוך הפניה"?! האם זה לא נובע רק מההגדרה ש"מתואם" זה במרכז המטוס (היכן שממוקם הבול או הישבן של טייס רגיש), וגוף עם אורך גדול מאפס, בפניה מעגלית, יהיה בהכרח מתואם רק בנקודה אחת (וכל יתר הגוף נמצא בהחלקה השונה מנקודה לנקודה?) רוצה לומר: אם נשים BALL באף ובזנב, הרי שאף פעם שלושתם לא יראו את אותו הדבר בזמן פניה. ואם זה נכון, הרי את טוענת עוד שכאשר ה BALL של הטייס באמצע, ה BALL של הזנב "בחוץ" ולכן המטוס מחדד את הפניה?!

 

[xb70]

השתדלתי לכתוב ברור...

ושיפצתי כל משפט איזה חמש פעמים... אני חושבת שה"איבדתי אותך" נובע מזה שבטח מליון פעם כבר שמעת שפניה מתואמת = פניה ללא החלקה, ואני כתבתי משהו אחר... כן, אמרתי שכדי לטוס מתואם בפניה צריך לטוס עם אף קצת לתוך הפניה. זה נובע מההגדרה של "מתואם" כאפס כוח צד (ולכן גם ה- Ball, שמודד כוחות, ולא זויות, יהיה במרכז). ניסיתי להסביר במסר הקודם, עם תאור כל המומנטים המשתתפים בסבסוב, איך בפניה לא יכול להיות מצב של גם אפס כח צד וגם אפס זוית החלקה. או, או. יכול להיות שזה יוצא מעורפל מדי בלי לצייר את המומנטים. כל מה שכתבת נכון, זו נקודת הסתכלות שונה אבל as good, רק שכל פעם שכתבת BALL צריך להיות "מד זוית החלקה". לדוגמא: "אם נשים מד זוית החלקה באף ובזנב, הרי שאף פעם הם לא יראו את אותו הדבר בזמן הפניה".

 

[מיקי גולן]

זוית החלקה?!

אם אני מבין אותך, זוית החלקה = זוית בין הרוח היחסית לציר האורך של המטוס? אז מה קורה עם מטוס שמבצע גלגול איטי? במצב של KNIFE EDGE הוא נמצא במצב טיסה מאד לא מאוזנת (הבול בקצה) אבל לטעמך הוא איננו בהחלקה? תני בבקשה הגדרה של "מד החלקה" וכיצד תיראה פניה ללא החלקה (תאורטית)

 

[xb70]

כן, וכן

זוית החלקה = זוית בין הרוח היחסית לציר האורך של המטוס. ב- knife edge המטוס יכול להיות ללא החלקה (כמו שבנסיקה אנכית זוית ההתקפה יכולה להיות אפס, ואתה לא באמת מזדקר... אבל זה מסרט אחר). בפניה ללא החלקה ציר האורך של המטוס בכיוון המהירות, ובפניה זה גם אומר במשיק לקשת שמתווה המטוס בפניה. מד החלקה ימדוד את אותה זוית ההחלקה.

 

[xb70]

תיקון טעות

ב- Knife Edge אתה חייב להיות בזוית החלקה. מכיוון שבמצב טיסה זה הגוף משמש כספק העילוי והזנב האנכי משמש כהגה גובה, אתה צריך לטוס ב"זוית התקפה", רק ש"זוית ההתקפה" ב- atitude של knife edge היא בעצם זוית החלקה. סליחה על זה.

 

[אריאל אריאלי]

אם הבנתי נכון,

דניאלה אומרת כי למושג "טיסה מתואמת" יש שתי משמעויות: א. מתואמת מבחינת כוחות גרויטציוניים. ב. מתואמת מבחינה אוירודינאמית. כלומר, לו היינו שמים באף המטוס "מד סחיפה" (סרט דק המורה כיוון הרוח - כמו בדאון) הרי שבביצוע פנייה מתואמת אוירודינאמית (הסרט יהיה מקביל לציר האורך של המטוס), תתקבל קריאת החלקה פנימה ע"י ה-ball (המודד את הכוחות הגרוויטציוניים). בדאון, הטייס רוצה לנצל עד למקסימום את העילוי האוירודינאמי ולכן מתאמים את הטיסה לפי הסרט. אריאל אריאלי

 

[xb70]

בדיוק ../images/Emo51.gif

תארת את זה יותר ברור ממני.

 

[dantzur]

OK, אם כך שאלה משמעותית לענייני

דאיה. אכן נשמע הגיוני שבפניה זוית ההחלקה (האוירודינאמית) משתנה לאורך גוף המטוס. מדידת ההחלקה נעשית במקום ספציפי (מול אפו של הטייס, מה לעשות, יש אילוצים...). כיוון שהמטרה הינה טיסה יעילה, יתכן שמינימום גרר ההחלקה הכולל של הדאון, יהיה דווקא כאשר החוט לא ממש במרכז. נכון? אם כן, האם יש מדד טוב יותר למינימום גרר כולל?

 

[אריאל אריאלי]

בפנייה מתואמת אוירודינאמית

אין זוית החלקה. ולכן הדאון טס כאשר גופו מקביל לכיוון ההתקדמות והכנפים ניצבות (בציר הסיבסוב). אריאל אריאלי

 

[dantzur]

כיוון שלגוף המטוס יש אורך, בפועל

נקודות שונות על הגוף ינועו במעגלים בעלי קוטר שונה, ולכן כוון המשיק הרצוי שונה בנקודות שונות. דרך נוספת להסתכל כל כך היא שלדעתי הגרר המינימלי לתנועה במסלול מעגלי ספציפי היא של גוף מעוגל המתאים בדיוק למעגל הפניה. כיוון שאין זה מעשי עבור מטוסים (מה לעשות, אנו מעדיפים את החופש לבחור את רדיוס הפניה, ולעתים אפילו לטוס בישרה ואופקית) גוף המטוס ישר. המחיר הוא מעט החלקה באף וזנב המטוס (או לחילופין, 0 החלקה באיזור החוט ומעט החלקה בשאר). ייתכן שהאפקט זניח, אולם דומני שהוא קיים. XB?

 

[xb70]

לא יודעת

על איזה חלק מטוס עדיף לשלם בהחלקה. נראה שבפועל, עם חוט לפני הטייס, הזנב האנכי בהחלקה, ואני דוקא הייתי מנחשת בעד זנב אנכי מיושר עם הרוח. בקשר לגודל האפקט - בודאות רדיוסי הפניה הקטנים (מהירות טיסה נמוכה) והגוף הארוך יחסית עושים אותו ליותר משמעותי בדאונים מאשר בססנות. בקשר לאפקט של איזה חלק מטוס בהחלקה (או לא) - Donno.

 

[ytell]

נדמה לי

שהוריומטר בדאון הוא המדיד שעונה לשאלתך. הנ"ל רגיש לקצב טיפוס של עד רגל לשניה על כן אם תטיס אותו במובן של ערבוב הגאים עד לקבלת שיעור טיפוס מקסימאלי בטרמיקה נתונה, והרי לך מדיד מעולה למינימום גרר כולל.

 

[ethanr]

אוי

אם היית טס ולו פעם אחת בחיים שלך בדאון, היית מבין שמה שאמרת הוא... טוב, נשמור על תרבות הדיון... טיסה בטרמיקה היא חוויה מדהימה, שחבל שיותר טייסים ממונעים לא חוו אותה. לדעת לטוס באופן מיטבי בטרמיקה נתונה, כדי לטפס בשיעור טיפוס מכסימלי - זו פשוט אומנות. כמו לנגן על פסנתר. מהדברים היותר קשים להסביר בצורה פשוטה, לחניכי דאיה. בהקשר למה בכתבת, תיקון והסבר. ראשית, הוריומטר בדאון הוא בדיוק המד שיעור טיפוס שיש בכל מטוס, והיחידות הן באותו סדר גודל - מאות רגל לדקה או מטר לשניה או קשרים (הכל אנכי כמובן). בטיסה בטרמיקה, שיעור הטיפוס משתנה כל הזמן, בטווח לא קטן, וזה קורה בשעה שהטייס מנסה למצוא בעזרת חושיו, השעונים, התחת, וניסיונו, את מרכז הטרמיקה. מידת הצלחתו, למצוא את את מרכז הטרמיקה, תלוי ברמתו כדואה, ברוחב הטרמיקה, בעוצמת הטרמיקה, במשטר הרוח באותו מקום ורגע, ובסוג הדאון. גם כשכל התנאים האלה אופטימליים, הטייס עובד קשה כדי לשמור על טיפוס אופטימלי בטרמיקה, ושיעור הטיפוס משתנה כל הזמן, גם בגלל שצורת הטרמיקה אינה מעגל מדויק, גם בגלל שהטייס לא "רואה" אותה, לכן הוא קצת בורח ממנה, ומתקן חזרה כל הזמן, וגם בגלל שעוצמתה משתנה עם העלייה בגובה (עד שבגובה מסויים היא הולכת ו"נגמרת"). אז להקיש מ"שיעור טיפוס מקסימאלי בטרמיקה נתונה, והרי לך מדיד מעולה למינימום גרר כולל." זה בערך כמו להעריך את עוצמת הרוח ברמת הקמ"ש הבודד, ממבט על הקרקע ממטוס הטס בטיסה בגובה רב.

 

[ytell]

קשקשן

מאיפה אתה יודע שלא טסתי בדאון? לפי הפנינים בהודעתך נראה שלא יזיקו לך כמה הסברים פשוטים כאלה שגם אתה תוכל להבין. הוריומטר בדאון הוא ממש לא מד שיעור הנסיקה שיש בכל מטוס. הסיבה היא, ואותה מכיר כל טייס דאון מתחיל, היא הפיגורים הגדולים האינהרנטים לפעולת מד שיעור נסיקה במטוס שיכולים להגיע ל-6 עד 9 שניות פיגור לעומת שיעור הנסיקה בפועל. שלא לדבר על רזולוצית הקריאה. מאות רגל לדקה זה משהו שמתאים לתהליך מכשירים אבל לא כדי לדעת אם אתה בזרם אויר עולה. וריומטר לעומת זאת מאפשר מדידה כמעט בזמן אמת של שינויי הלחץ וברזולוציה של מטרים לשניה בודדים. בדאונים מתקדמים הוריומטר נותן בנוסף לקריאה ויזואלית גם אינדיקציה קולית (צלילים) למידת שיעור הנסיקה (אינדיקציה לשיעור האנרגיה של הדאון) כך שניתן להתרכז בהטסה מדויקת מבלי להזדקק למכשירים רגישים כמו התחת - כפי שניסית לתאר. ישנם דאונים מתקדמים בהם הוריומטר מכויל על פי פולרת הגרר המדויקת של הדאון המסוים, דבר שמאפשר להבחין בכל שינוי מהאופטימום. במקרים כאלה ניתן לעשות שימוש בשינויי זרם עולה בעוצמה של חלקי קשר לשניה. לסיכום, וחזרה לדיון המקורי, כשמדברים על שינוי בזוית החלקה מזערית, כזה ששונה בין קידמת המטוס לסופו, מתכוונים לשינוי שמשפיע על הגרר הכולל בגודל שהוא זניח לגבי מכשירי המדידה באוירון רגיל. אם יש איזה שהוא מכשיר שנותן מענה לבעיה הזו הרי הוא הוריומטר.

 

[ethanr]

תיאוריה ומעשה

תשמע, ytell, אני באמת לא כותב כדי להתנצח איתך. כתבתי שלא טסת בדאון, כי הרעיון שלך מעיד כי מעולם לא ראית את התנועות של ואריו תוך כדי הסתובבות בטרמיקה. אולי טסת פעם אחת כנוסע, אבל לא כ"כ שמת לב. כעת, אחרי ההסבר המלומד שלך, כל דואה צעיר מגחך בליבו, כי המושגים שאתה משתמש בהם נשמעים כמו נלקחו מספרי התיאוריה של הדאונים, ע"י מישהו שאין לן כל הבנה מעשית בתחום. בלי להעליב אותך, באמת, הסברך פשוט... מביך. אם לדעתך אני זה שצריך הסברים, אז סתם למען ההשכלה הכללית, אני דואה ותיק ומדריך דאיה, עם ניסיון של מאות רבות של שעות דאיה, על דאונים פשוטים ומתקדמים, חד ודו מושביים, וגם ממונעים (בנוסף למאות שעות על מטוסים). אני גם יכול להסביר לך את עקרון הפעולה של הואריו בדאונים (הטרמוס, וכו'), על ואריו אודיומטרי, על סוגים שונים של ואריו לדאיה כמו ואריו total energy, ואריו נטו, ועוד ניואנסים של ואריואים, אבל מחכים לי במנגל, אז זה יחכה לערב. ממליץ לך להמתין עם תגובתך...