ידע טכניאווירודינמיקה ומכניקת טיס

אווירודינמיקה ומכניקת טיס

אווירודינמיקה היא המדע העוסק בחקר תופעת זרימת האוויר סביב גופים הנעים באוויר, או שהאוויר נע סביבם.

החוקרים בתחום זה מתארים ומנתחים את הכוחות השונים הפועלים על הגופים האלו, ועל ידי שימוש בנוסחאות ובמחקרים ועל ידי כך חוזים את התנהגות הגוף אותו תכננו. חשוב להבין שבמקרים רבים מאמרים בתחום האווירודינמיקה לא יסבירו מדוע דברים קורים כפי שהם קורים, אלא יכללו את הנוסחאות שבעזרתן אפשר יהיה לחזות את התנהגות הגופים האוויר שזורם סביבם.

כדי לקרוא את פרק זה, חשוב שתכירו מושגים בסיסיים מתחום הפיסיקה. במידה ונתקלתם במושג שאינכם מכירים, אנו מעודדים אתכם לחזור לאחור ולקרוא את ההסבר הנוגע למושג הרלוונטי.

מערכת הייחוס של כלי הטיס

לכל כלי טיס אותו נטיס יש שלושה צירים סביבם מתרחשות כל התנועות: עלרוד, גלגול וסבסוב.

גלגול (Roll)
ציר מספר 1 בשרטוט מטה., ציר האורך של כלי הטיס, סביבו מתרחשות תנועות הורדת והרמת הכנפיים. זווית הגלגול נמדדת ביחס לאופק, ולרוב בספרות הטכנית ההנדסית הזווית מסומנת באות היוונית Φ (פי, phi).

עלרוד (Pitch)
ציר מספר 2 בשרטוט מטה. ציר הרוחב של כלי הטיס, סביבו מתרחשות תנועות הורדת והרמת אף. זווית העלרוד נמדדת ביחס לאופק, ולרוב בספרות הטכנית ההנדסית הזווית מסומנת באות היוונית Θ (טטה, theta).

סבסוב (Yaw)
ציר מספר 3 בשרטוט מטה. ציר האנכי של כלי הטיס, סביבו מתרחשות תנועות כיוון האף. זווית הסבסוב נמדדת ביחס לכיוון האמיתי או המצפני, ולרוב בספרות הטכנית ההנדסית הזווית מסומנת באות היוונית Ψ (פסי, psi).


שרטוט 15: עלרוד, גלגול וסבסוב

זווית העלרוד וזוית הגלגול נמדדות ביחס לקו האופק, שהוא קו המפגש הדמיוני בין השמיים לארץ או לים.

זווית עלרוד חיובית היא כאשר אף כלי הטיס נמצא מעל לאופק, וזווית עלרוד שלילית היא כאשר האף מתחת לאופק.

שרטוט 16: זווית עלרוד שלילית

הכוחות הפועלים על כלי טיס בטיסה

כאשר כלי טיס אינו בטיסה הכוח הפועל ומחזיק אותו יציב מופעל ע"י הקרקע, אך כאשר כלי הטיס נמצא באוויר הוא נדרש לספק לעצמו את הכוח שמחזיק אותו בשמיים. כוח זה הוא כוח העילוי שנוצר ע"י זרימת האוויר סביב הכנפיים.


שרטוט 17: התנגדות הקרקע (כוח נורמלי) מול עילוי

בהיבט הציר האנכי לכדור הארץ, הכוח המחזיק את המטוס בעודו באוויר נוצר ע"י זרימת האוויר סביב הכנף וקרוי כוח העילוי (L), והכוח המתנגד לו הוא כוח הכבידה שמפעיל כדור הארץ ונהוג לסמן אותו בW או mg.

מאחר וכדי לטוס נדרשת לכלי הטיס מהירות, נוספים עוד שני כוחות למשוואה. דחף (T), שמופעל ע"י המנוע של כלי הטיס והתנגדות האוויר שמפריעה למטוס בטיסה. או במילים אחרות, גרר (D).

בשרטוט בעמוד הבא תוכלו לראות את ארבעת הכוחות הללו, כפי שהם פועלים על מטוס ו"רב להב".
השרטוט אינו מדויק (בהמשך נבין למה), אך ממחיש את הכוחות הפועלים על סוגי כלי הטיס השונים בטיסה.


שרטוט 18: הכוחות הפועלים על כלי טיס בטיסה

משקל (או כוח הכבידה)

משקל הוא כוח הנוצר כתוצאה מכוח הכבידה של כדור הארץ. כדור הארץ מפעיל כוח יחסי שווה של כל גוף. התאוצה שכדור הארץ מקנה לכל גוף היא כ10 מטרים בכל שנייה (9.8 m/sec²).

לפי החוק שלמדנו כרגע, כל שני גופים שתזרקו ממגדל גבוה לקרקע יגיעו באותה המהירות לקרקע.
לדוגמא, במידה ושניהם יפלו בואקום (כלומר, בסביבה בה אין התנגדות אוויר), כדור ברזל ונוצה יגיעו לקרקע באותה המהירות! כאשר אלו נופלים באוויר, הנוצה מייצרת גרר גבוה מאוד ולכן מאטה את נפילתה, וכדור הברזל לעומתה מייצר גרר מועט ביחס לכוח הכבידה הפועל על המסה שלו .

אם נעביר את הסביבה בה אנחנו מודדים לסביבה ריקה מאוויר (ריק) – נוכל להגיע לתוצאות זהות בין כל הגופים שנבדוק.

תאוצת הכובד ידועה ומסומלת באות g, ולכן ניתן לחשב את כוח הכבידה ("המשקל") על פי החוק השני של ניוטון, כלומר, ע"י הכפלת המסה של הגוף בתאוצת הכובד (W=mg).

עילוי

עילוי (מסומן באנגלית באות L, Lift) נוצר על ידי זרימה של אוויר על פרופיל הכנף (בהמשך נלמד על מדחף, שהוא בעצם כנף הסובבת על ציר).

עיקרון הפעולה של כנף מבוסס על חוק שקבע מדען שוויצרי בשם דניאל ברנולי. ברנולי חקר ומצא חוק שתיאר את האנרגיה הכוללת של גופים על פני כדור הארץ. חוק בקנולי קובע שלכל גוף על פני כדור הארץ יש שלושה מרכיבים שסכומם קבוע: האנרגיה הקינטית (האנרגיה של המהירות), אנרגיית הלחץ, ואנרגיית הגובה.

בדיוק כפי שלמדנו בחוק שימור האנרגיה, במערכת סגורה, סכום כל שלושת המרכיבים בנוסחה קבוע, וניתן להמיר אנרגיה מסוג אחד לשני. לדוגמא: ברגע שנעזוב כדור הנמצא בגובה רב ונאפשר לו ליפול נפילה חופשית, אנו נמיר את אנרגית הגובה שלו לאנרגיה קינטית, כלומר – מהירות כלפי כדור הארץ.

ברנולי קבע מקרה פרטי של הנוסחה הנוגע לאווירודינמיקה. נוסחת ברנולי באווירודינמיקה ידועה כ: "לחץ דינמי ועוד לחץ סטטי, שווה ללחץ טוטלי קבוע".

Ps + Pd = Pt

הלחץ הסטטי הוא הלחץ הנמדד באוויר, והלחץ הדינמי הוא מהירות האוויר הנמדדת (האנרגיה הקינטית), ולחץ טוטלי הוא סכומם הקבוע של שני הלחצים. הלחץ הסטטי משתנה ביחס הפוך ללחץ הדינמי, כלומר, במידה ונעלה את הלחץ הדינמי, ירד הלחץ הסטטי ולהפך.

ישנם מספר הסברים הנוגעים להיווצרות עילוי, כאן אנו מפרטים את ההסבר הפשוט ביותר. נניח ששתי מולקולות אוויר שפוגשות את הכנף תוך כדי תנועתה חייבות להגיע באותו הזמן משפת ההתקפה (החלק הקדמי של הכנף) לשפת הזרימה (סוף הכנף). בפרופיל המתואר בשרטוט 7 אפשר לראות שבחלק העליון של הפרופיל המולקולה חייבת לעבור דרך ארוכה יותר על מנת להגיע באותו הזמן, ולכן מהירותה גדולה יותר.

עפ"י ברנולי (מאחר וסכום הלחצים קבוע) הלחץ הדינאמי גדל והסטטי קטן, ומאחר והלחץ הסטטי קטן יותר בחלק העליון של הכנף מאשר בחלק התחתון נותר כוח שמופעל לכיוון הלחץ הנמוך. לכוח זה אנו קוראים "עילוי".


שרטוט 19: זרימת האוויר סביב פרופיל הכנף

הצורה עליה הסברנו כרגע ושסביבה נוצר העילוי נקראת פרופיל כנף. ישנם סוגים רבים מאוד של פרופילי כנף המייצרים ביצועים אווירודינמיים שונים, אך עיקרון הבנייה של הפרופיל נותר דומה.

לכל פרופיל חלקים שונים. מיתר הפרופיל הוא הקו שמחבר בין הנקודה הקדמית ביותר בפרופיל לנקודה האחורית ביותר, והוא הקו שמשמש למדידת זוויות ביחס לפרופיל הכנף. החלק הקדמי ביותר נקרא "שפת ההתקפה", והחלק האחורי ביותר נקרא "שפת הזרימה", ושני החלקים (העליון והתחתון) נקראים עקימון עליון ועקימון תחתון בהתאמה. לרוב העקימון העליון ארוך מהעקימון התחתון, אך כאשר אלו שווים לפרופיל נהוג לקרוא "פרופיל סימטרי".


שרטוט 20: מבנה פרופיל הכנף

נוסחת העילוי

על מנת לחשב את כוח העילוי אנו נדרשים להשתמש בנוסחת העילוי. הנוסחא מורכבת מפרמטרים שונים, שלכולם השפעה על כמות העילוי הנוצרת ע"י הכנף.

L = ½ ρV²SCL

מקדם העילוי – CL, שטח הכנף – S, המהירות האווירית – V, צפיפות האוויר – ρ, עילוי – L

ובפירוט:

L – כוח העילוי, הכוח שמייצרת הכנף ע"י הפרש הלחצים בין העקימון העליון לעקימון התחתון של הכנף.

ρ – צפיפות האוויר, כמות מולקולות האוויר בכל יחידת נפח.

V – המהירות האווירית. מהירות הכנף ביחס לגוש האוויר.
פרמטר מהירות האוויר משתנה באופן תדיר, ומהווה את הגורם שמשפיע ביותר על ערך העילוי בטיסה.

S – שטח הכנף.

CL – מקדם העילוי המורכב משני חלקים, מקדם הפרופיל וזווית ההתקפה.
מקדם הפרופיל קבוע לכל פרופיל כנף, וזווית ההתקפה משתנה כל זמן הטיסה.

צינור ונטורי

צינור ונטורי הוא צינור בעל חתך משתנה, בו מתקיימת תופעה אוירודינמית המבוססת על חוק ברנולי.

בצינור ונטיורי מתקיימת משוואת רציפות (חוק שימור המסה או החומר, או כמו שנוהגים לכנות בטעות – חוק הרציפות). כלומר, בהנחה והתהליך יציב, קצב הכניסה של החומר לצינור שווה לקצב היציאה ובכל נקודה נקודה במערכת, כמות החומר העוברת בשטח חתך כלשהו ביחידת זמן – קבועה. כלומר, אם כמות החומר היא Q, שטח החתך הוא A, ומהירות הזרימה היא V מתקיים Q = VA.

במילים אחרות, אם נקטין את שטח החתך בצינור פי 2, המהירות תגדל פי 2.

לדוגמא, אם המערכת היא צינור, ובכל מטר רבוע של שטח חתך של הצינור עובר ליטר אוויר בשנייה במהירות אוויר של של 10 מטר לשנייה. במידה ונקטין את שטח החתך לחצי, עדיין יעבור שם ליטר אוויר בשנייה ולכן המהירות תגדל ל20 מטרים לשנייה.

כאשר אנו נזכרים בחוק ברנולי ומסתכלים על שרטוט 21 (צינור ונטיורי) ועל הנקודות בהן אנו מודדים לחץ (P1,P2 ו-P3), אפשר לראות שהלחץ הדינמי בנקודה P2 גדל בגלל הקטנת שטח החתך, והלחץ הסטטי קטן.

צינור ונטורי מסוג זה שימושים רבים בתעופה. החל ממד מהירות אווירית, המשך במאייד (קרבורטור) של מנועי בוכנה תעופתיים וכלה במשאבות דלק המבוססות על העיקרון של הורדת לחץ אוויר ויניקת דלק ע"י יצירת הפרש לחצים בין צינור הונטורי למיכל הדלק.


שרטוט 21: צינור ונטורי

זוית התקפה והזדקרות

מיתר הפרופיל הוא הקו המחבר בין הנקודה הקדמית ביותר בפרופיל, לאחורית ביותר. במידה ומופעלים הגאים או משטחים אווירודינמיים על הפרופיל (מדפים, מאזנות וכדומה) הקו נמתח מקצה המדף הקדמי (אם קיים) לקצה ההגה האחורי.

זווית ההתקפה היא הזווית בין מיתר הפרופיל לכיוון זרימת האוויר (או "הרוח היחסית"). ככל שזווית ההתקפה בפרופיל תהיה גבוהה יותר, ייווצר עילוי רב יותר סביב הפרופיל.


שרטוט 22: זווית התקפה של פרופיל

לכל פרופיל יש טווח זוויות התקפה, וזווית התקפה קריטית. זווית ההתקפה הקריטית מייצגת את הנקודה בה האוויר "אינו מצליח" לעבור את הכנף, והזרימה סביב החלק העליון ניתקת מהכנף. במצב כזה נוצרות מערבולות רבות מעל לכנף, והעילוי יורד בבת אחת. לתופעה של אובדן העילוי כתוצאה מזווית התקפה גבוהה מדי קוראים "הזדקרות".זווית ההתקפה היא הזווית בין מיתר הפרופיל לכיוון זרימת האוויר (או "הרוח היחסית"). ככל שזווית ההתקפה בפרופיל תהיה גבוהה יותר, ייווצר עילוי רב יותר סביב הפרופיל.


שרטוט 23: תופעת ההזדקרות

נהוג לסמן את זווית ההתקפה באות היוונית α (אלפא), ואת זווית ההתקפה בה מזדקר הפרופיל ב – α0L (אלפא אפס עילוי). הזדקרות מופיעה בכנפיים שונות באופנים שונים, פרופילים מסוימים יזדקרו ללא אזהרה מוקדמת, אחרים ירעידו את כלי הטיס ועוד.

גרר

גרר (מסומן באנגלית באות D – Drag) הוא הכוח המתנגד לתנועת המטוס דרך האוויר, ותמיד יהיה מנוגד לכיוון תנועת המטוס (הפוך לכיוון המהירות). הדגמה פשוטה לפעולה של כוח הגרר (או ההתנגדות) היא הוצאה של יד דרך חלון של מכונית נוסעת. כאשר אנו מציבים את היד כך שכף היד מופנית כלפי כיוון הנסיעה (שטח פנים גדול) אנו מרגישים התנגדות גדולה, וכאשר אנו מציבים אותה במקביל לכיוון הנסיעה – ההתנגדות להנחת היד קטנה מאוד.

הגרר בטיסה מתחלק לשני סוגים: גרר צורה וחיכוך, וגרר מושרה.

גרר צורה וחיכוך – גרר צורה וחיכוך (Parasite Drag או התנגדות טפילה) הוא גרר הנגרם מחיכוך גוף המטוס באוויר, ובעצם נוצר מהחלקים שאינם תורמים לעילוי כלי הטיס. מטוס שעל גופו מפוזרים ברגים בולטים רבים ומתוחים כבלים בין הכנף לגוף, ייצור התנגדות גדולה הרבה יותר ביחס לדאון שגופו בנוי מחלק אחד. גרר הצורה והחיכוך גדל עם העלייה במהירות האווירית.

גרר מושרה – גרר מושרה (Induced Drag) נוצר ע"י החלקים בכלי הטיס המייצרים עילוי, והוא בעצם החלק בעילוי שמופנה בניגוד לכיוון התנועה (החלק בוקטור העילוי הפונה בניגוד לכיוון הטיסה). גרר מושרה תלוי במהירות האווירית. כאשר המהירות עולה זווית ההתקפה קטנה, והעילוי הופך להיות יותר ויותר ניצב לכיוון התנועה, ולכן ניתן לקבוע שהגרר המושרה קטן ככל שהמהירות עולה.

נוסחת הגרר דומה מאוד לנוסחת העילוי, כאשר מקדם העילוי מוחלף במקדם הגרר (שגם הוא תלוי בזווית ההתקפה ובמקדם הפרופיל):

D = ½ ρV²SCD


שרטוט 24: גרר מושרה

מאחר ולכל כלי טיס שני סוגי גרר שונים, ששניהם תלויים במהירות, אנו יכולים להציג את הסכום הכולל של הגרר בגרף המציג את הגרר המושרה (היורד כתוצאה מעליה במהירות), ואת גרר הצורה והחיכוך (העולה כתוצאה מעליה במהירות). ניתן להבחין בנקודה המסומנת בגרף המייצגת את המהירות בה הגרר הוא הנמוך ביותר.

שרטוט 25: פולרת גרר

דחף

דחף או סחב (מסומן באנגלית באות T, Thrust) הוא כוח הפועל על גוף בכיוון מסוים, כאשר אותו גוף מאיץ מסה בכיוון הנגדי (עפ"י החוק השלישי של ניוטון).

הדחף בכלי טיס יכול להגיע מסוגים רבים של מערכות הנעה. מנועי סילון מסוגים שונים, מנועים רקטיים, וכמובן מדחף (פרופלור) או רוטור. מדחף (בו נדון בהמשך) הוא בעצם כנף הסובבת על ציר ומייצרת עילוי, אך ניתן לבחון את פעולת המדף ויצירת הדחף גם ע"י בחינת ספיקת האוויר שהמדחף מניע אחורה והכוח הנוצר בעקבות זאת, בדיוק כמו מנוע סילון.

מרכז הלחץ

מרכז הלחץ הוא הנקודה במיתר הפרופיל בה נמצא שקול כלל כוחות העילוי על הכנף.

מאחר ועילוי נצור מהפרש לחצים, ישנן נקודות רבות של עילוי לאורך הפרופיל האווירודינמי. לאורך הפרופיל, שקול כלל כוחות העילוי נמצא (ברוב המקרים) בנקודה שבין 30% ל- 40% משפת ההתקפה של הכנף.

באופן כללי, ככל שזוית ההתקפה גדלה מרכז הלחץ נע קדימה ושקול הכוחות נוטה לאחור (מייצר גרר מושרה).


שרטוט 26: העילוי לאורך פרופיל הכנף ומרכז הלחץ

מרכז כובד

מרכז הכובד מוגדר כנקודת האמצע (מבחינת מסה) של כל צירי המטוס. לפני ואחרי מרכז הכובד מסת המטוס תהיה שווה, מימין ומשמאל למרכז הכובד, ומעל ומתחת. כאשר כלי הטיס באוויר, כל תנועת כלי הטיס באוויר מתרחשת סביב מרכז הכובד, והוא מוגדר כנקודת המפגש לשלושת הצירים – עלרוד, גלגול וסבסוב.

נהוג לסמן מרכז כובד בסימון הבא:


שרטוט 27:מרכז הכובד

מערבולות קצה כנף

כוח העילוי נוצר כתוצאה מהפרש הלחצים מעל ומתחת לכנף. מאחר ואוויר (כמו כל פלואיד) זורם מהלחץ הגבוה לנמוך, בקצה הכנף נוצרת מערבולת בקצה הכנף כתוצאה מהפרש הלחצים.

שרטוט 28: מערבולות קצה כנף במטוס

בשרטוט 28 למעלה, הלחץ הגבוה מסומן ב-"+" והלחץ הנמוך מסומן ב"-". האוויר משווה לחצים בתנועה סיבובית, ונוצרת מערבולת בקצה הכנף. אם נחשוב על מולקולת אוויר יחידה היוצרת מערבולת, ונצייר את המסלול שלה בתהליך השוואת הלחצים, המערבולת תיראה כמו קו אחד שמתחיל בנקודה כלשהי בפרופיל הכנף, ומסתיים בנקודה אחרת שנמצאת אחורה על בציר האורך של הפרופיל (בדומה למה שאנחנו רואים בצד השמאלי של שרטוט 28). ככל שמהירות המטוס גדלה, כך נקודת הסיום של המערבולת תהיה אחורית יוצר, עד כדי שתהיה מחוץ לפרופיל.

מאחר ומערבולות קצה כנף הן אלו המטות את העילוי לאחור ויוצרות את הגרר המושרה, ככל שמהירות המטוס תהיה נמוכה יותר כך המערבולות ישפיעו יותר ולכן יווצר גרר מושרה גדול יותר.

ככל שהכנף של כלי הטיס ארוכה יותר (כמו בדאון לדוגמא), מערבולות קצה הכנף ישפיעו על חלק קטן יותר מהכנף ולכן ייצרו פחות גרר מושרה.

שרטוט 29: מערבולות קצה כנף בדאון

ככל שהפרש הלחצים גדול יותר, מערבולות קצה הכנף גדולות יותר ועלולות להוות סכנה לכלי טיס הטסים באוויר המעורבל. מאחר ומטוסי נוסעים הממריאים בשדות תעופה משאירים אחריהם אוויר מעורבל (כתוצאה ממערבולות קצה כנף), והמערבולות ממשיכות להתפשט כלפי מטה אחרי ההמראה, נדרשת הפרדת זמן של מספר דקות בין המראת מטוס נוסעים גדול ומטוסים קטנים.

אפקט קרקע

כפי שפירטנו קודם, מערבולות קצה כנף יוצרות גרר מושרה ופוגעות בעילוי במהירות נמוכה.

כאשר כלי טיס טס בקרבת הקרקע, ומתחת לגובה של מוטת הכנף של כלי הטיס (או קוטר הרוטור במסוק או רב להב", מערבולות קצה הכנף מופרעות ע"י הקרקע. המשמעות המעשית היא שהגרר המושרה הנוצר ע"י מערבולות קצה הכנף "מתבטל" בקרבת הקרקע, וכך נוצר עילוי גבוה יותר ויעילות גבוהה יותר של הכנף.


שרטוט 30: אפקט קרקע במטוסים

מנת ממדים

מנת ממדים (Aspect Ratio) הוא היחס בין מיתר הפרופיל למוטת הכנף. מטוס בעל כנף ארוכה וצרה יהיה בעל מנת מימדים גדולה (הכנף התחתונה בשרטוט מטה), ומטוס בעל כנף קצרה ורחבה יהיה בעל מנת מימדים קטנה (הכנף העליונה בשרטוט מטה). בכלי טיס בעל כנף סובבת או מדחף, אנו מחשבים את מנת המימדים של הלהב.

נתון מנת המימדים משמשת לקביעת ביצועי הכנף וכלי הטיס, וכאשר מנת ממדים קטנה יתאפשר קצב גלגול גדול יותר, בכנף בעלת מנת ממדים גדולה חלק קטן יותר מהכנף יושפע ממערבולות קצה כנף ולכן הגרר המושרה בכנף כזו יהיה קטן יותר.


שרטוט 31: כנפיים ומנת ממדים

פנייה אופקית

פנייה אופקית היא מצב בו כלי הטיס טס בגובה אחיד, ופונה בהטיה קבועה.

פנייה מתרחשת כאשר שקול הכוחות אינו שווה ל-0, כלומר, כאשר יש כוח הפועל כלפי מרכז המעגל.
כאשר הכוח פועל כלפי מרכז מעגל, לכוח קוראים כוח צנטריפטלי.


שרטוט 32: פנייה אופקית

על מנת שכלי הטיס יישאר בגובה קבוע שקול הכוחות בציר האנכי חייב להיות שווה ל-0.
אנו יודעים שכוח הכבידה על כלי הטיס פועל כלפי הקרקע, ואך העילוי מתחלק בין הרכיב האנכי של העילוי (שמתנגד לכוח הכבידה) והרכיב האופקי (המהווה את הכוח הצנטריפטלי). בהנחה והעילוי קבוע, כל שנגדיל את זווית ההטייה הכוח הצנטריפטלי יגדל, והרכיב האנכי של העילוי יקטן.

מסיבה זו, כל שזווית ההטיה בזמן פנייה אופקית גדולה יותר – כך תגדל כמות העילוי שהכנף צריכה ליצור על מנת לשמור על פנייה אופקית ולא להנמיך בגובה.

עומס כנף ועומס דיסקה

עומס כנף הוא היחס בין משקל כלי הטיס לשטח הכנף שלו (במילים אחרות, המשקל שמחזיקה כל יחידת שטח כנף). עומס דיסקה הוא מושג דומה בכלי טיס עם כנף סובבת ומייצג את היחס בין משקל כלי הטיס לשטח הרוטור המסתובב. ב"רב להב" שטח הדיסקה המשמש לחישוב עומס דיסקה הוא סכום השטחים של כל הרוטורים של כלי הטיס.

ספרת עומס

ספרת העומס (או מקדם העומס, Load Factor) הוא היחס בין כמות העילוי למשקל של כלי טיס (n=L/W).

כאשר כלי הטיס טס בטיסה אופקית וישרה העילוי שווה למשקל ולכן ספרת העומס שווה ל-1. באופן אינטואיטיבי, ככל שיש יותר עילוי הכוח על חלקי כלי הטיס גדל, וכל חלק בכנף או בכלי הטיס "מרגיש" משקל גדול יותר מאשר בטיסה אופקית וישרה.

כאשר כלי הטיס טס בפנייה אופקית כמות העילוי גדלה על מנת להגדיל את הרכיב האנכי של העילוי ולכן ספרת העומס עולה. בפנייה אופקית, ספרת העומס תלויה בזווית ההטיה, כאשר כלי הטיס נמצא בפניה אופקית עם הטייה של 60 מעלות ספרת העומס שווה ל-2.

פנייה מתואמת וחלקה

פנייה מתואמת היא פנייה בה זרימת האוויר מגיעה מכיוון ציר האורך של כלי הטיס.
פנייה לא מתואמת (בה זרימת האוויר לא מגיעה מכיוון ציר האורך של כלי הטיס) קרויה החלקה.

שרטוט 33:פניית החלקה

זווית ההחלקה מתוארת בשרטוט 33, והיא הזווית בין כיוון זרימת האוויר אף כלי הטיס. החלקה גורמת להגדרת הגרר (במקדם התלוי במבנה כלי הטיס, לעיתים באופן משמעותי מאוד), ומשמשת ככלי יזום לאיבוד גובה במטוסים.

מדחף (פרופלור)

תפקיד המדחף להפוך את האנרגיה הנוצרת במנוע לכח דחף אווירודינמי.


שרטוט 34: מבנה מדחף

מדחף הוא בעצם כנף הסובבת על ציר, כאשר זרימת האוויר על הפרופיל נובעת מסיבובי המנוע (וממהירות התנועה של כלי הטיס). חלקים שונים של המדחף נמצאים במרחק שונה מציר הסיבוב של המדחף, ולכן המהירות הזוויתית שלהם גדולה יותר ככל שהם רחוקים מציר המדחף. כתוצאה מכך גם מהירות האוויר העובר על כל נקודה מדחף גדלה ככל שמתרחקים מהציר.

על מנת לשמור עילוי רצוי ובערך דומה לכל אורך המדחף (וכדי למנוע מאמצים על המדחף), הפרופיל וזווית ההתקפה ההתחלתית משתנים לאורך המדחף. בשורש הזווית והפרופיל מתאימים למהירות סיבוב נמוכה, ובקצה הלהב למהירות סיבוב גבוהה. לזווית בין מיתר הפרופיל למישור המדחף קוראים זווית הכוונה.


שרטוט 35: חתך מדחף וזווית הכוונה

לכל מדחף זוית ממוצעת שהיא זווית הפסיעה שלו. פירוש המושג זוית הפסיעה הוא המרחק (פסיעה) שהמדחף יעבור בסיבוב אחד, בהנחה והיה מסתובב בפלואיד ללא הפסדים (מים לדוגמא). לדוגמא, מדחף עם פסיעה של 12 אינץ' היה מתקדם למרחק של 12 אינץ' בסיבוב יחיד אם היה מסתובב בחומר בעל צמיגות מספקת.

מאחר ואנו עוסקים בכלי טיס ופועלים באוויר (שהוא פלואיד העל צמיגות נמוכה) קיים הפסד בין הפסיעה התיאורטית לפסיעה האמיתית. להפסד זה קוראים החלקה או התחלקות מדחף (Propeller Slip).
ההחלקה במדחף תלויה במהירות הטיסה ובפסיעה אך קשורה באופן ישיר לצפיפות. כלומר, ככל שצפיפות האוויר תגדל כך ערך ההחלקה יקטן.

במדחף בעל פסיעה קבועה זווית ההתקפה על הלהב קטנה ככל שכלי הטיס מאיץ, עד לנקודה בה ערך זווית ההתקפה הוא אפס או שלילי. אינטואיטיבית, כאשר כלי הטיס עומד במקום והמדחף מסתובב, כלל האוויר מגיע בשל הסיבוב המדחף ולכן כיוון הזרימה הוא ממישור המדחף. לעומת זאת, כאשר כלי הטיס מתחיל לנוע לפנים נוספת זרימת אוויר מכיוון הטיסה וזרימת האוויר (הוקטור השקול של הרוח היחסית) הופכת להיות יותר ויותר מכיוון הטיסה. כלומר, זווית ההתקפה קטנה, ואיתה העילוי והגרר (מתואר בשרטוט 36).

זווית ההתקפה במדחף בעל פסיעה קבועה תלויה במהירות הטיסה ומהירות סיבובי המנוע. מצב זה של הקטנת זווית ההתקפה כתלות במהירות הטיסה יכול להגיע עד כדי זווית התקפה שלילית, ויצירת גרר על ידי המדחף בטיסה מהירה. על מנת לפתור מצב זה קיימים מדחפים בעלי מנגנון פסיעה משתנה המאפשרים להגדיל או להקטין את זווית הפסיעה כתלות בזווית ההתקפה הנדרשת. לרוב מדובר במנגנון אוטומטי השומר על הפסיעה האופטימלית (לפי מאזן הכוחות על הלהב), אך קיימים כלי טיס בהם השליטה על הפסיעה מתבצעת באופן ידני.


שרטוט 36: זוית התקפה כתלות במהירות הטיסה

ישנן מספר השפעות משניות לפעולת המדחף.

מומנט נגדי לסיבוב – מאחר ומדחף הוא מסה מסתובבת, נוצר מומנט נגדי לסיבוב על הגוף עליו מורכב המדחף. עפ"י החוק השלישי של ניוטון לכל פעולה של גוף אחד על גוף אחר קיימת תגובה של כוח השווה לו בעוצמתו ומנוגד בכיוונו. כאשר המנוע מסובב את המדחף, המדחף מסובב את המנוע במומנט השווה לו בעוצמה והפוך בכיוון.

כאשר מדובר בכלי טיס עם כנף קבועה האיזון מתבצע ע"י כוחות אווירודינמיים (גלגול כנגד המומנט), במסוק בעל רוטור יחיד האיזון מתבצע ע"י רוטור הזנב או כאשר מדובר בשני רוטורים, ע"י סיבוב הרוטורים לכיוונים מנוגדים. ברב להב העיקרון דומה למסוק בעל שני רוטורים, והמומנט מאוזן ע"י רוטורים המסתובבים בכיוונים מנוגדים (הסבר מפורט נמצא בפרק העוסק במערכת "רב להב").

אפקט ג'יירוסקופי – אינרציה ג'יירוסקופית היא התכונה של גוף מסתובב להתנגד לכל כוח הפועל כדי לשנות את ציר הסיבוב שלו במרחב. בד בבד עם עובדה זו בבמערכת ג'יירוסקופית, לכל תנועה במרחב יווצר אפקט משני בניצב (באיחור של 90 מעלות) בכיוון הסיבוב של הפרופלור.

כלומר, במקרה של כלי טיס עם כנף קבועה עם מדחף שמסתובב שמאלה (מנקודת המבט של הטייס, כפי שמתואר בשרטוט 37), לכל הרמת אף יתווסף אפקט משני של סבסוב שמאלה, לכל סבסוב שמאלה יתווסף אפקט משני של הורדת אף וכך הלאה.ש


שרטוט 37: אפקט ג'יירוסקופי

מומנט כתלות בזווית הההתקפה (P-Factor) – כאשר כלי הטיס טס בזווית התקפה חיובית כלשהי, נוצר הבדל בזווית ההתקפה במישור הדיסקה של המדחף. כלומר, על הלהב היורדת זווית ההתקפה עולה, ועל הלהב העולה זווית ההתקפה יורדת. מסיבה זו נוצר מומנט סבסוב לכיוון הלהב היורדת ככל שזווית ההתקפה עולה. בשרטוט מטה (38) מופיע מדחף בעל סיבוב שמאלה, וכוחות העילוי הנוצרים על הלהב העולה והיורדת.


שרטוט 38: P-Factor ומומנט סבסוב

בכלי טיס בעל מדחף קיימת תופעת שבשבת (Windmilling). באופן אינטואיטיבי, חשבו עליכם נושפים על שבשבת. ככל שתנשפו מהר יותר, כך מהירות הסיבוב תגדל. כלומר, ללא שינוי במצערת, ככל שמהירות כלי הטיס גדלה, כך אפקט השבשבת גדל ומהירות הסיבוב של המדחף גדלה, ולהפך.

יעילות אווירודינמית

יעילות אווירודינמית היא היחס בין העילוי לגרר של כלי טיס מסוים.

באופן כללי, אנו מעוניינים ליצור גוף אווירודינמי המייצר כמה שיותר עילוי וכמה שפחות גרר, ולכן נוצר מדד היעילות האווירודינמית. מאחר ונוסחת העילוי ונוסחת הגרר זהות, למעט מקדם העילוי ומקדם הגרר, יעילות אווירודינמית יכולה להיות גם היחס בין מקדם העילוי למקדם הגרר. .

מדפים

מדפים הם משטחים אווירודינמיים המשמשים לשינוי העילוי המופק מהכנף.

ישנם סוגים רבים של מדפים (מדף פשוט, מפציל, קדמי, פאולר ועוד) ואלו יכולים להיות בחלק הקדמי או האחורי של פרופיל אווירודינמי. לכלל המדפים עיקרון פעולה זהה, והם משמשים על מנת להגדיל את העילוי והגרר על כלי הטיס בהמראה ובנחיתה.


שרטוט 39: מדפים

מבחינה אווירודינמית, מדפים מגדילים את מקדם העילוי המקסימלי (CL Max), ומקטינים את זווית ההתקפה בה מתרחשת הזדקרות. כתוצאה מהגדלת העילוי גדל גם הגרר.


שרטוט 40: מקדם עילוי עם וללא מדפים

כלי טיס בגישה לנחיתה שואף לגעת במהירות הנמוכה ביותר האפשרית, ולהגיע בגישה התלולה ביותר האפשרית (כדי לעקוף מכשולים ולהשתמש במקסימום המסלול האפשרי). מאחר ומדפים מגדילים את הגרר, עבור אותה מהירות בדיוק, זווית הגלישה הופכת תלולה יותר (ראה שרטוט 41), ומאחר ומקדם העילוי המקסימלי גבוה יותר מתאפשרת נחיתה במהירות נמוכה יותר. מדפים פועלים באופן דומה גם בהמראה, ומאפשרים נסיקה תלולה יותר במהירות זהה למהירות ללא מדפים.

שרטוט 41: גישה לנחיתה עם וללא מדפים

אזור הניהוג ההפוך

אזור הניהוג הרגיל וההפוך מתייחסים לטיסה בגובה קבוע. אזור הניהוג הרגיל הוא האזור בו אנו נדרשים להוסיף כוח מנוע על מנת להגביר את המהירות, ואזור הניהוג ההפוך (Region of reverse command) הוא האזור בו אנו נדרשים להוסיף כוח על מנת להקטין את המהירות.

באופן אינטואיטיבי, בכלי טיס עם כנף קבועה, כאשר אנו מרימים את האף גבוה מאוד אנו מתקרבים לאזור שבו כוח הדחף הופך ומופנה יותר ויותר כלפי מעלה ופחות כלפי טיסה קדימה ונדרשים להוסיף כוח על מנת לשמור על אותו הגובה.

דבר דומה קורה במסוקים וברב להב. כאשר כלי הטיס מרחף בגובה מסוים הוא דורש כוח השווה למשקל כלי הטיס, אך כאשר מאיצים מעבר למהירות מסויימת נוצר כוח מהרוטור או הלהבים ואז נדרש להוריד את הכוח על מנת לשמור על גובה אחיד.


שרטוט 42: אזור הניהוג ההפוך

יציבות

יציבות היא המצב בו גוף כלשהו מתמודד עם כוח מפריע, התורה העוסקת ביציבות מנתחת את התגובה הטבעית של הגוף להפרעה.

מצב יציבות חיובי – מצב בו פעולת כוח מפריע תגרום להופעת כוח הפוך השואף להחזיר את הגוף
למצבו המקורי.

מצב יציבות אדיש – כל פעולת כוח מפריע מוציאה את הגוף ממצב שיווי משקל למצב של שיווי
משקל חדש, ולא גורמת להופעת כוח מחזיר.

מצב יציבות שלילי – חוסר יציבות! כל הפרעה למצב הגוף (ולו הקטנה ביותר) תגרום להחרפה של
הכוח המפריע ושאיפה להתרחק ממצב שיווי המשקל המקורי.


שרטוט 43: מצבי יציבות

התגובה הראשונית להפרעה נקראת יציבות סטאטית (ניתוח המצב ברגע הראשון לאחר ההפרעה), והתגובה הנמדדת לאורך זמן נקראת יציבות דינאמית (ניתוח המצב לאורך זמן. האם הגוף חוזר למצב הראשוני? האם קיימות תנודות הולכות וגדלות? וכו').

כלי טיס המתוכנן כראוי יהיה לרוב בעל יציבות סטטית חיובית וישאף לרסן כל הפרעה. כמו כן חשובה מידה מסוימת של יציבות דינאמית, כך שהחזרה לשיווי משקל תהיה מהירה ככל האפשר.

יציבות רב להב ומשקל ואיזון

מיקום מרכז הכובד בכלי הטיס מכתיב את רמת היציבות שלו (חיובי, אדיש או שלילי ובאיזה שיעור), ובנוסף לזה מאפשר לחזות את תכונות הניהוג ביחס להגאים בכלי הטיס. כל כלי הטיס נדרשים למדוד את מיקום מרכז הכובד על מנת לוודא שכלי הטיס נמצא באזור יציב ומאפשר שליטה בכלי הטיס. את השפעות מיקום מרכז הכובד ב"רב להב" אנחנו בוחנים בריחוף ובתנועה קדימה.


שרטוט 44: רב להב – משקל ואיזון בריחוף

בריחוף, כאשר מרכז הכובד באמצע, דחף המנועים בצד ימין יהיה זהה לדחף המנועים בצד שמאל. במקרה של הפרעה דחף המנוע בצד הנמוך יותר יתגבר ויחזיר את כלי הטיס למצב מאוזן.

במקרה שמרכז הכובד אינו באמצע (אך באזור המותר) המנוע עליו נוצר עומס גדול יותר (הימני בשרטוט האמצעי למטה) יגביר את ההספק שלו, והמנוע האחר (השמאלי בשרטוט למטה) ינמיך את ההספק שלו על מנת לשמור על מומנט זווית גלגול 0. צריכת האנרגיה מהמנוע תגדל באופן משמעותי, והמצב יהיה פחות יעיל אנרגטית מאשר אם מרכז הכובד היה באמצע.

במידה ומרכז הכובד מחוץ לאזור המותר, המנוע הנמוך עלול שלא לספק מספיק כוח על מנת לאזן את כלי הטיס, כך שכלי הטיס לא יהיה בר שליטה.
בטיסה קדימה ב"רב להב" בנוסף לעילוי הנוצר מסיבוב המנועים נוצר עילוי אווירודינמי הנובע מתנועת כלי הטיס קדימה. כאשר מרכז הכובד באמצע (כלי טיס מס' 1 בשרטוט מטה), ההשפעה של הכוחות האווירודינמיים הנוצרים תהיה זהה לזו שבריחוף.

כאשר כלי הטיס נע לפנים ונוצר עילוי כתוצאה מתנועה, נוצר מומנט לפי מיקום מרכז הכובד. לדוגמא, בכלי טיס מס' 2 בשרטוט מטה מרכז הכובד נמצא משמאל, וכלי הטיס טס ימינה. כתוצאה מהתנועה נוצר כוח עילוי זהה על שני הרוטורים, אך הרוטור הימני נמצא רחוק יותר ממרכז הכובד ולכן נוצר מומנט מרים אף כתוצאה מהתנועה. ככל שכלי הטיס יטוס מהר יותר, כך יווצר מומנט גדול יותר. במידה והטיסה היתה לכיוון ההפוך (שמאלה), נוצר היה מומנט מוריד אף.


שרטוט 45: רב להב – משקל ואיזון בטיסה קדימה

שקיעה עם כוח (Vortex Ring)

שקיעה עם כוח היא תופעה ייחודית לכלי טיס מרחפים (מסוקים, רב להב וכו'), ומתארת הזדקרות של להבי כלי הטיס.

כאשר כלי הטיס מרחף במקום זווית ההתקפה של הלהבים שווה לזווית ההכוונה. לעומת זאת, כאשר כלי הטיס מנמיך בשיעור הנמכה גדל, זווית ההתקפה עולה עד למעבר זווית ההתקפה הקריטית ומתרחשת הזדקרות של הלהבים ואובדן שליטה בכלי הטיס. דרך נוספת לתאר מצב זה היא דרך האוויר שהמדחף מניע כלפי מטה ("Downwash"). כאשר מהירות ההנמכה זהה או גדולה ממהירות האוויר היורד, תתרחש שקיעה עם כוח.

במקרה של התרחשות שקיעה עם כוח, כל תוספת כוח עלולה להחמיר את המצב ולכן היחלצות ממצב זה תהיה בתנועה לכיוון כלשהו שאינו אנכי לקרקע.


שרטוט 46: שקיעה עם כוח (Vortex Ring)

גלגול דינמי (Dynamic Rollover)

גלגול דינמי הוא תופעה מסוכנת, שכאשר אינה נעצרת בזמן תגרום להתרסקות כלי הטיס.

כאשר כלי הטיס בטיסה באוויר, כלל התנועות מתרחשות סביב מרכז הכובד. לעומת זאת, בהמראה או נחיתה, כאשר מגלש אחד במסוק או רב להב נוגע בקרקע, כלל התנועות מתרחשות סביבו. גלגול דינמי הוא תופעה שבה מגלש אחד נוגע בקרקע וכלי הטיס מגלגל סביבו.

התופעה מתרחשת לרוב בהמראה (אך יכולה להתרחש גם בנחיתה). כאשר מגלש אחד מתרומם לפני המגלש השני מהקרקע וכלי הטיס מגלגל סביבו, קו ציר הסיבוב מכתיב את השפעת כוח העילוי. במידה ומרכז הכובד לא עבר את ציר הסיבוב (צד ימין בשרטוט מטה), בניית הכוח תביא לניתוק כלי הטיס מהקרקע ועלייה בגובה. אך במידה ומרכז הכובד עבר את ציר הסיבוב, כל בניית הכוח תגרום לתוספת מומנט גלגול ותהפוך את כלי הטיס. כמטיסים, הפתרון הוא להוריד כוח מנועים ברגע זיהוי הגלגול. כל פתיחת כוח במצב זה עלולה לרסק את כלי הטיס.


שרטוט 47: גלגול דינמי

הודוגרף גלישה

הודוגרף הגלישה (Glide Hodograph) הוא גרף המשמש לחישוב שיעור הגלישה או ההנמכה, ערך הגלישה (מרחק אופקי לכל הפסד יחידת גובה), המהירות המיטבית לשהייה באוויר והמיטבית לטווח.

הודוגרף הגלישה מורכב משני צירים. הציר האופקי מתאר את המהירות האופקית (מהירות קרקעית, Vx)
והציר האנכי המתאר את המהירות האנכית (Vy). הגרף הבסיסי יתאר תמיד מצב ללא רוח, וכל נקודה על הגרף תייצג מהירות אווירית אחרת.

מהגרף ניתן למצוא שתי מהירויות: מהירות לשהייה ומהירות לטווח. מהירות לשהייה היא המהירות בה שיעור ההנמכה כלפי הקרקע הוא מינימלי (והאנרגיה המושקעת בטיסה היא מינימלית). מהירות לטווח היא המהירות בה המרחק המושג הוא מקסימלי (היחס בין הגובה למרחק).

כדי לחשב זווית הנמכה בעזרת הגרף, נדרש לחבר קו בין ראשית הצירים לבין נקודה ספציפית על הגרף.
הקו יתאר את זווית הגלישה של כלי הטיס אותו אנו בוחנים.

כדי למצוא מהגרף מהירות לטווח, נמתח קו מראשית הצירים דרך הנקודה שתביא אותנו הכי רחוק שאפשר על הציר האופקי ביחס לציר האנכי. וכדי למצוא מהגרף את המהירות לשהייה נעביר את הקו דרך הנקודה שבה המהירות האנכית היא הקטנה ביותר (הנקודה הגבוהה ביותר בגרף).

בכל כלי טיס עם כנף קבועה, המהירות האווירית לשהייה תהיה נמוכה יותר מהמהירות האווירית לטווח.


שרטוט 48: הודוגרף גלישה ומהירות מיטבית לשהייה ולטווח

בעזרת הודוגרף הגלישה נוכל להבין את השפעות הרוח על המהירות לשהייה ולטווח. בכל מקרה של טיסה באוויר הנע לכיוון מסוים, הגרף (המייצג מהירות קרקעית) יזוז לאותו הכיוון.

כפי שתוכלו לראות בשרטוט בעמוד הבא, במקרה של זרם אוויר עולה (תרמיקה) הגרף יזוז למעלה. מאחר והזזנו את הגרף ונקודות החיתוך, המהירות האווירית לטווח ושהייה גם תשתנה.


שרטוט 49: הודוגרף גלישה ברוח אף, גב ותרמיקה

כאשר הטיסה היא ברוח אף או גב הגרף שלנו נע קדימה או אחורה בהתאם לרוח (ברוח גב קדימה,
וברוח אף אחורה). אפשר להבחין בגרף שכדי להשיג את המרחק המקסימלי בטיסה רוח גב עלינו להקטין את
המהירות האווירית, וכאשר אנו מדובר ברוח אף להגביר אותה..

שיעור נסיקה

שיעור נסיקה היא יחידה המודדת את קצב צבירת (או איבוד) גובה בזמן. לדוגמה, כלי טיס שטיפס 1000 רגל במשך שתי דקות, טיפס בקצב של 500 רגל לדקה (או 500 ft/min ).

מהירויות כלי טיס

תקנות הטיס בכלי טיס מאוישים מחייבות לנתח פרמטרים רבים ולרשום אותם בספר הטייס, על מנת שאפשר יהיה להפעיל את כלי הטיס בבטחה. במסגרת התקנות ישנן ציונים למהירויות אוויריות שונות (V-Speeds), המהוות מגבלה או מבטיחות ביצועים ספציפים. חשוב שתכירו את ארבע המהירויות הללו, מאחר ואתם צפויים להישאל עליהם בבחינה:

VX – המהירות לזווית נסיקה מיטבית. המהירות בה יושג הגובה המקסימלי לכל יחידת מרחק.

משמשת לטיסה במקרה של מעבר מכשולים.

VY – המהירות לשיעור נסיקה מיטבי.

VA – מהירות התמרון. המהירות המקסימלית להפעלה מלאה של הגאים ("סטייה נשלטת"). מעליה כלי הטיס עלול לייצר כוחות או מומנטים מעבר למגבלת החוזק של כלי הטיס .

VNE – המהירות המרבית של כלי הטיס (Never Exceed).

מהירות יחסית

בהטסת כלי טיס אנו משתמשים בשלושה סוגי מהירויות:

מהירות הרוח – מהירות התנועה של גוש האוויר ביחס לקרקע.
מהירות אווירית – מהירות כלי הטיס ביחס לגוש האוויר.

מהירות קרקעית – מהירות כלי הטיס ביחס לקרקע.

את תנועת גוש האוויר אנו מתארים בעזרת שני פרמטרים: עוצמה וכיוון.
נהוג למדוד את עוצמת הרוח בקשרים, ואת הכיוון מודדים כזווית ביחס לצפון. רוח תמיד תיקרא בכיוון ממנו היא באה (רוח מזרחית – מגיעה ממזרח, מערבית – ממערב וכו').

למהירות המטוס ביחס לגוש האוויר בו הוא טס אנו קוראים בשם "מהירות אווירית", זו המהירות קובעת את כמות העילוי של כנף המטוס. ככל שנטוס מהר יותר – כך העילוי על כנף המטוס יגדל. זו גם המהירות אותה מטוסים מודדים בעזרת מד המהירות האווירית שבמטוס.

לעומתה, המהירות אותה אנו רואים כאשר אנו עומדים על הקרקע היא המהירות הקרקעית, מהירות התקדמות כלי הטיס ביחס לקרקע. מאחר וכלי הטיס אותו אנו מטיסים נמצא בתוך גוש האוויר, כאשר אנו מטיסים אנו צופים בתנועה משולבת של כלי הטיס ושל גוש האוויר בתוכו הוא טס.

במידה וכלי הטיס טס ביחד עם תנועת גוש האוויר, תתווסף למהירותו האווירית מהירות גוש האוויר בתוכו הוא טס (כאשר גבו לרוח אנו קוראים למצב זה "טיסה ברוח גב"). ובמידה ויטוס מול גוש האוויר, תנועת גוש האוויר תפחת ממהירותו האווירית (כאשר כלי הטיס טס אל מול הרוח אנו קוראים למצב זה "טיסה ברוח אף".

הנוסחה המתמטית לקשר בין המהירויות השונות היא:

המהירות האווירית ± מהירות הרוח = המהירות הקרקעית


שרטוט 50: מהירות יחסית

שאלות תרגול – אווירודינמיקה ומכניקת טיס
  • מהם צירי הניהוג של כלי הטיס?
  • מהי זווית העלרוד? כיצד זווית העלרוד שונה מזווית ההתקפה?
  • מהם הכוחות הפועלים על כלי טיס בטיסה?
  • מהי תאוצת כדור הארץ?
  • כיצד נוצר עילוי?
  • מהו חוק ברנולי?
  • כיצד מכנים את החלק העליון והתחתון של פרופיל הכנף?
  • כיצד מכנים את החלק הקדמי והאחורי של פרופיל הכנף?
  • מאיזו נקודה לאיזו נקודה מותחים את מיתר הפרופיל?
  • מהי נוסחת העילוי?
  • מהו מקדם העילוי?
  • מהו צינור ונטיורי ואיזה אפקט מתרחש בו?
  • מהי זווית ההתקפה?
  • מהי הזדקרות?
  • איזה סוגי גרר קיימים?
  • מהו גרר מושרה?
  • אם אני מעוניין לטוס בפרופיל טיסה בעל צריכת דלק מינימלית, באיזה גרף אוכל למצוא את המהירות?
  • מהו מרכז הלחץ?
  • מהו מרכז הכובד?
  • מהן מערבולות קצה כנף? מה הסיכון בהן?
  • מהו אפקט קרקע? באיזו נקודה הוא מתרחש?
  • מהי מנת ממדים?
  • מה ההבדל בביצועים בין כלי טיס עם מנת ממדים קטנה או גדולה?
  • מהו שקול הכוחות בפנייה אופקית?
  • מהו מקדם העומס?
  • כיצד משתנה העילוי בפנייה אופקית?
  • כיצד משתנה העילוי כשעולה גובה הצפיפות?
  • כיצד משתנה דחף הפרופלור כשעולה גובה הצפיפות?
  • מהי פנייה מתואמת?
  • מהי החלקה?
  • מהי זווית הכוונה?
  • מהי החלקה (או התחלקות) במדחף?
  • בכלי טיס כנף קבועה, כיצד משתנה יעילות המדחף עם התנועה קדימה?
  • מה ההשפעות המשניות של סיבוב מדחף?
  • מהי יעילות אווירודינמית?
  • מהי השפעת המדפים על ביצועי פרופיל הכנף?
  • מדוע משתמשים במדפים בטיסה?
  • מהו אזור הניהוג ההפוך?
  • מהם שלושת מצבי היציבות?
  • ברב להב, מדוע חשוב שמרכז הכובד יהיה באזור המותר (בריחוף או תנועה קדימה)?
  • מהי שקיעה עם כוח? כיצד נחלצים ממנה?
  • מהו גלגול דינמי? כיצד נחלצים ממנו?
  • מהו הודוגרף גלישה? אילו מהירויות ניתן למצוא מהגרף?
  • מהו שיעור נסיקה?
  • מהי מהירות VX?
  • מהי מהירות VY?
  • מהי מהירות VNE?
  • מה הקשר בין רוח אף, גב ומהירות אווירית?

בשבילנו לימוד הטסה הוא הרבה יותר מסתם מיום עבודה בשטח!

בצוות שלנו לא תמצאו "סתם מטיסים" – כולם בוגרי קורס מדריכים, אשר נכתב והוטמע ע"י מדריכי הטסה יוצאי חיל האויר, על מנת לתת שירות ברמה הגבוהה והמקצועית ביותר! צוות ההדרכה שלנו נבחר בקפידה ועובר תהליכי הכשרה מהמקצועיים בשוק הפרטי.

ליצירת קשר

054-56-56-521 | [email protected]

חברת פריפלייט בע"מ פועלת בפיקוח ובמסגרת רישיון מפעיל אווירי מספר 043142018
מטעם רשות התעופה האזרחית.






שלחו לנו הודעה


נא הזן שם מלא



רישיון מטיס 2 טוןרישיון מטיסרישיון מפעיל אווירירישיון כלי הטיסאחר




כל הזכויות שמורות © פריפלייט בע"מ | קורס רחפנים | רישיון רחפן | תאוריה לרחפן | מפת אתר | בלוג