מהו גלגלון? זוהי בקרה אווירודינמית (הגאים מתגלגלים), המצוידת במטוסים קונבנציונליים ונוצרת על פי תכנית ה"ברווז". גלגליות ממוקמות בקצה האחורי של קונסולות הכנף. הם נועדו לשלוט על זווית הנטייה של "ציפורי הברזל": ברגע היישום, הגאי הגלילה סוטים לכיוונים מנוגדים, באופן דיפרנציאלי. כדי שהמטוס ייטה ימינה, הגלגל השמאלי מכוון למטה, והגלגלון הימני מכוון למעלה, ולהיפך.
מהו עקרון הפעולה של הגאי הגלילה? עוצמת ההרמה מצטמצמת באותו חלק של הכנף, המונח מול הגלגלון, מורם למעלה. בחלק של הכנף, שנמצא מול הגלגלון המונמך, עוצמת ההרמה גדלה. כך, נוצר מומנט כוח, אשר משנה את מהירות הסיבוב של המטוס סביב ציר זהה לציר האורך של המכונה.
היסטוריה
היכן הופיע המטוס לראשונה? המכשיר המדהים הזה הותקן על מונו-מטוס שנוצר בשנת 1902 על ידי החדשן ריצ'רד פרסי מניו זילנד. לרוע המזל, המכונית שלו ביצעה רק טיסות מאוד לא יציבות וקצרות. המטוס הראשון שביצע טיסת גלגול מתואמת מושלמת היה ה-14 Bis, שנבנה על ידי אלברטו סנטוס-דומונט. לפניהפקדים האווירודינמיים החליפו את עיוות הכנפיים של האחים רייט.
אז, בוא נלמד יותר את הגלגלון. למכשיר זה יתרונות רבים. משטח הוויסות המשלב את הדשים והגאים הגלגולים נקרא פלפרון. על מנת שהגלגלים יחקו את תפקוד הדשים המורחבים, הם מורידים בו זמנית למטה. עבור בקרת גלגול לטווח ארוך, נוסף סיבוב דיפרנציאלי פשוט לסטייה זו.
כדי להתאים את הטיית הספינות עם הפריסה לעיל, וקטור דחף שונה של מנועים, הגאי גז, ספוילרים, הגה, שינוי מרכז המסה של המטוס, תזוזה דיפרנציאלית של הגאי גובה וטריקים אחרים יכולים גם לשמש.
תופעות לוואי
איך עובד הגלגלון? זהו מנגנון קפריזי שיש לו כמה חסרונות. אחת מתופעות הלוואי של פעולתו היא פיהוק קל בכיוון ההפוך. במילים אחרות, כאשר משתמשים בגלגלי הגלגלים כדי לפנות ימינה, המטוס עשוי לנוע מעט שמאלה בזמן הגדלת הגדה. אפקט זה מופיע עקב ההבדל בגרר בין לוחות האגף השמאלית והימנית, הנגרם על ידי שינוי העילוי כאשר הגלגלים מתנודדים.
לקונסולת הכנף, שבה הגלגלון מוסט למטה, יש מקדם גרר גדול. במערכות הבקרה הנוכחיות של "ציפורי ברזל" תופעת לוואי זו מצטמצמת בשיטות שונות. למשל, על מנת ליצור רול, נעקרים פנימה גם את הגלגליםצד הפוך, אבל בזוויות לא שוות.
אפקט הפוך
מסכים, השליטה במטוס דורשת מיומנות. אז במכוניות מהירות עם כנף מוארכת משמעותית, ניתן להבחין בהשפעה של הגה הפוך. איך הוא נראה?
אם הסטייה של גלגלון הממוקם קרוב לקצה הכנף גורמת לעומס מתמרן, כנף המטוס פונה וזווית ההתקפה עליה סוטה. אירועים כאלה יכולים להחליק את ההשפעה של תזוזת גלגלון, או שהם יכולים להוביל לתוצאה הפוכה.
לדוגמה, אם יש צורך להגביר את כוח ההרמה של חצי הכנף, הגלגלון סוטה כלפי מטה. יתרה מכך, כוח כלפי מעלה מתחיל לפעול על הקצה האחורי של הכנף, הכנף פונה קדימה וזווית ההתקפה עליה פוחתת, מה שמפחית את ההרמה. למעשה, ההשפעה של הגאי הגלילה על הכנף בזמן הפוך דומה להשפעה של גוזם עליהם.
באופן כזה או אחר, ההגה ההפוך של הגאי הגלגול נמצא במטוסי סילון רבים (במיוחד ב-Tu-134). אגב, ב-Tu-22, בגלל ההשפעה הזו, מספר המאך המקסימלי הצטמצם ל- 1.4. באופן כללי, טייסים לומדים בקרת גלגליות במשך זמן רב. השיטות הנפוצות ביותר למניעת היפוך גלגלים הן שימוש בספוילרים (הספוילרים ממוקמים בסמוך למרכז אקורד הכנף ולמעשה אינם גורמים לו להתפתל בשחרור) או התקנת גלגלונים נוספים ליד החלק המרכזי. אם האפשרות השנייה קיימת, יש צורך בהגאים חיצוניים (הממוקמים ליד הקצוות) לשליטה פרודוקטיביתמהירויות נמוכות נכבות במהירויות גבוהות, והשליטה הצידית מתבצעת על ידי גלגליות פנימיות, שאינן מתהפכות בשל הקשיחות המרשימה של הכנף הקיימת בחלק המרכזי.
מערכות בקרה
ועכשיו תחשבו על השליטה במטוס. קבוצה של כלי רכב על הסיפון המבטיחים ויסות תנועת "ציפורי פלדה" נקראת מערכת הבקרה. מכיוון שהטייס ממוקם בתא הטייס, וההגאים והגלגלים ממוקמים על כנפי וזנבו של המטוס, נוצר קשר בונה ביניהם. באחריותה להבטיח את האמינות, הקלות והיעילות של השליטה במיקום המכונה.
כמובן, כאשר משטחי התיאום נעקרים, הכוח המשפיע עליהם גדל. עם זאת, זה לא אמור להוביל לעלייה בלתי מקובלת במתח על ידיות הכוונון.
מצב בקרת המטוס יכול להיות אוטומטי, חצי אוטומטי וידני. אם אדם גורם למכשירי הטיס לעבוד בעזרת כוח שרירים, אז מערכת בקרה כזו נקראת ידנית (ויסות ישיר של האנייה).
מערכות עם ניהול ידני יכולות להיות הידרו-מכניות ומכניות. למעשה, גילינו שלכנף של מטוס יש תפקיד חשוב בטיפול. במכונות תעופה אזרחית, ההתאמה הבסיסית מתבצעת על ידי שני טייסים באמצעות מכשירים קינמטיים המווסתים כוחות ותנועות, פקודה על ידיות כפולות, חיווט מכאני ומשטחי בקרה.
אם הטייס שולט במכונה בעזרת מנגנונים ומכשירים המבטיחים ומשפרים את איכות תהליך הפיילוט, אז מערכת הבקרה נקראת חצי אוטומטית. הודות למערכת האוטומטית, הטייס שולט רק בקבוצה של חלקים הפועלים בעצמם היוצרים ומשנים את הכוחות והגורמים המתואמים.
קומפלקס
אמצעי הבקרה הבסיסיים של האונייה הם קומפלקס של מכשירים ומבנים על הסיפון, בעזרתם הטייס מפעיל את אמצעי ההתאמה המשנים את מצב הטיסה או מאזנים את המכונית במצב נתון. זה כולל הגאים, גלגלים, מייצב מתכוונן. אלמנטים המבטיחים כוונון של פרטי בקרה נוספים (פלפלים, ספוילרים, דקים) נקראים הרמת כנף או בקרת עזר.
מערכת התיאום הבסיסית של הקואורדינציה כוללת:
- מנופי פקודה שהטייס פועל על ידי הזזתם והפעלת כוח עליהם;
- מנגנונים מיוחדים, התקנים מנהלים ואוטומטיים;
- חיווט טייס המחבר מערכות בקרה בסיסיות למנופים.
ביצוע ממשל
הטייס מבצע בקרה אורכית, כלומר משנה את זווית הגובה, מסיט את עמוד השליטה הרחק מעצמו או כלפי עצמו. על ידי סיבוב ההגה שמאלה או ימינה והסטת הגלגלים, הטייס מיישם שליטה רוחבית, תוך הטיית המכונית לכיוון הנכון. כדי להזיז את ההגה, הטייס לוחץ על הדוושות, המשמשות גם לשליטה בנחתת האף בזמן שהספייס נע על הקרקע.
באופן כללי, הטייס הוא החוליה המרכזית במערכות הבקרה הידניות והחצי-אוטומטיות, והדשים, הגלגלים ושאר חלקי המטוס הם רק דרך לזוז. הטייס קולט ומעבד מידע על מיקום המכונית וההגאים, עומסי יתר קיימים, מפתח החלטה ופועל על ידיות הפיקוד.
דרישות
בקרת מטוסים בסיסית חייבת לעמוד בדרישות הבאות:
- בעת השליטה במכונה, תנועות רגליו וזרועותיו של הטייס, הנחוצות להזזת ידיות הפיקוד, חייבות להיות בקנה אחד עם הרפלקסים האנושיים הטבעיים המופיעים בעת שמירה על שיווי משקל. הזזת מקל הפקודה בכיוון הנכון אמורה לגרום ל"ציפור הפלדה" לנוע באותו כיוון.
- תגובת האנייה לתזוזה של ידיות הפיקוד צריכה להיות בהשהיה קלה.
- ברגע הסטייה של מכשירי הבקרה (הגאים, גלגלונים וכו'), הכוחות המופעלים על ידיות הפיקוד חייבים לגדול בצורה חלקה: יש לכוון אותם לכיוון המנוגד לתנועת הידיות, וכן יש לתאם את כמות העבודה עם מצב הטיסה של המכונה. האחרון עוזר לטייס לקבל "תחושת שליטה" במטוס.
- ההגאים חייבים לפעול באופן עצמאי זה מזה: סטייה, למשל, של המעלית לא יכולה לגרום להטיית גלגלון, ולהיפך.
- זוויות ההיסט של משטחי ההיגוי נדרשות כדי להבטיח את הסבירות שהמכונית תעוף בכל מצבי ההמראה והנחיתה הנדרשים.
אנו מקווים שמאמר זה עזר לך להבין את מטרת ה-ailerons ולהביןניהול בסיסי של "ציפורי פלדה".
