דף הבית   |  אודות האגודה צור קשר    The Israeli Light Sport Aircraft Association
 
 
  »  התעופה הספורטיבית  
  »  הכל לטיסה  
  »  הנהלה וועדות  
  »  טיסה לחו"ל  
  »  ידע תעופתי כללי  
  »  קונים ומוכרים  
  »  Welcome  
 

   

 
 
 
 
 
 
 



 

 
תפקיד המדחף להפוך תנועה סבובית של המנוע לתנועת דחף של המטוס. המדחף מורכב ממספר להבים, שניים ויותר, כאשר כל להב היא כנף סובבת. על הלהב תיווצר זרימה בכוון השקול של רכיב מהירות ההטיסה – "מהירות שקולה" ורכיב מהירות סבוב המדחף.
זרימה זו תיצור מחד כוח עילוי (אופקי) בניצב למישור הלהב ומאידך כוח גרר.
 
 

 
מאחר ומהירות הלהב גדלה והולכת ככול שנעים ממרכז/שורש המדחף לקצה הלהב המרוחק, גדלה מהירות הלהב ו
איתה מהירות האוויר. כתוצאה ייוצר עילוי ההולך וגדל ממרכזו לקצהו הרחוק. כוח העילוי יוצר מאמצי כיפוף ושבירה
על הלהב, כאשר המאמצים קטנים במרכז וגדולים בקצה הלהב, דבר העלול להביא לשבירתו. על מנת למנוע זאת
ולהביא ליצירת עילוי שוווה לכל אורך הלהב, מקנים ללהב פיתול המשנה את זווית ההתקפה שלה. במרכז זווית
ההתקפה גבוהה ואילו בקצה הלהב המרוחק מהמרכז, זווית ההתקפה נמוכה.
 
 

 
 
 
 
 
 על המדחף פועלים כוחות בכוונים שונים: 
 
 

 
 
 
אכח צטנרפוגלי המאיים לעקור הלהב מחיבורה.
בכח סחב המכופף אותו קדימה.
גהתנגשות מולקולות האוויר בלהבי המדחף.
דהפער בין מרכז כובד המדחף לבין מרכז ציר הסיבוב של המדחףהמצויים בשתי נקודות שונות על פני הלהבגורם ללחץ מכוון מרכז
הכובד של המדחף לכוון המרכז וציר הסיבוב.

כוחות אלה מאלצים המתכנן לבנות מדחף חזק ומסיביאך צורך זה מתנגש עם הצורך ליעילות אווירודינמית ומשקל נמוךכדי להבין מהם
השיקולים המשפיעים על תכנון המדחףיש להבין ראשית כיצד הוא פועל ומשפיע על המטוסלצורך כך נתחיל בכמה מושגי יסוד :
המדחף מייצר דחף/סחב.
דחף/סחב הוא סוג של כח.
 בהתאם לחוק השני של ניוטוןכוח שווה למכפלת המסה בתאוצה - F=ma
חישוב הכוח שמפעיל מדחף מסויםשווה למכפלת מסת המטוס בתאוצה של המדחף.
תפקידו של המדחף: "לתרגםאת הכוח האצור במנוע לסחב/דחף.
כח המנוע משמעו לעינייננו - "מומנט הפיתולשל המנוע - Engine Torque
המומנט מסובב את המדחף והמדחף יוצר דחף/סחב= Thrust
המדחף יוצר עילוי אופקיכל להב שלו הוא פרופיל אווירודינמי הכולל את כל המרכיבים של פרופילשפת התקפהשפת זרימהמיתרעקימון עליוןעקימון תחתון.
מההגדרה שלעיל עולה שככול שהמסה פוחתת, פוחת סחב המדחף. משמע שביום חם או ככול שנעלה בגובה, יפחת כוח הסחב שמספק המדחף.
 


 
 
המדחף "מתברג" לתוך האוויר במסלול ספיראלי - Helix
זרימת האוויר על הלהב זהה לזרימתו על הכנף.
מחמת סבוב הלהב כל קטע עושה דרך שונה, כאשר הקצה הרחוק מהמרכז עושה דרך ארוכה יותר לכל סיבוב בהשוואה לחלק הלהב הקרוב למרכז. שניהם מבצעים את הסיבוב יחד. כלומר, החלק הרחוק מהלהב צריך לבצע דרך ארוכה יותר באותו זמן. לכן זרימת האוויר עליו מהירה יותר ומהירות האוויר שסובב בה, גדולה יותר.
ככל שמהירות הזרימה של האוויר גדלה על פרופיל אווירודינמי, זווית ההתקפה תקטן בהתאמה. משמע שככול שהסל"ד יגבר וככול שמהירות המטוס עולה, זווית ההתקפה בכול נקודה על המדחף, קטנה.
להבי המדחף הם פרופיל אווירודינמי. כתוצאה, זווית התקפה שונה בנקודות שונות על פני הלהב.
בקצה הלהב נוצרות "מערבולות קצה כנף". דרך אחת להפחית מערבולות אלו היא סיומת אליפטית של קצה הלהב,
דרך נוספת היא מנת מימדים גדולה המקטינה את בעיית המערבולות, אבל אז קיים צורך בכני נסע גבוהים כדי להרחיק הלהב מהקרקע.
קצה הלהב מגיע למהירות גבוה מאוד הנושקת למהירות הקול שאז התנהגות האוויר ויחסי הגומלין בין להב לאוויר שונים לחלוטין ועל כן צריך להימנע מזה.
מאחר והמנוע בנוי להגיע בכוח מלא ל – 5800 סל"ד ואילו קצה להב המדחף יעבור את מהירות הקול ב -2500 סל"ד לערך, תמסורת האטה ("גיר"), מפחיתה את סיבובי המנוע הנמסרים ל מדחף, ביחס של 1:2.43 כך שהמדחף לא יעבור 2380 סל"ד לערך - מנוע רוטקס 912 לחלופין, עשוי המטוס להיות מצויד במנוע שסיבוביו לא עולים על 2750 סל"ד ועל כן פטור מתמסורת האטה - מנועי ליקומינג המורכבים על ססנה 152/172.
כמו לכל פרופיל אווירודינמי, גם ללהב המדחף יש זווית התקפה שבה מושגת יעילות מיטבית. להב ישר ללא כל פיתול גורר זוויות התקפה שונות לאורך הלהב. משמע רק בנקודה אחת מתקיימת זווית התקפה מיטבית. 
זווית פיתול - על מנת להשיג זווית התקפה אחידה, הקרובה ככל האפשר לזווית ההתקפה המיטבית, מפתלים את להב המדחף.
הפיתול החזק ביותר קרוב יותר לשורש הלהב. מידת הפיתול יורדת ככל שנעים אל קצהו הרחוק מהמרכז/שורש הלהב. 
זווית ההתקפה המיטבית של להבי מדחף היא בדרך כלל כ-2 מעלות. מדחף מתוכנן למהירות וסל"ד מסוימים בהם יפיק מקסימום יעילות, בזווית התקפה מסוימת.
החלק היעיל ביותר ביצירת סחב נמצא בין 60% ל – 85% של הלהב ובממוצע ב – 75% מאורך הלהב. כשמדברים
על זווית הפיתול, מדברים על הזווית באזור היעיל הזה.
זווית ההתקפה של מדחף בעל פסיעה קבועה, משתנה גם כתלות במהירות הטיסה והסל"ד.

פסיעה – Slip (החלקה)
מאחר שקצה הלהב מבצע תנועת התברגות באוויר, פסיעה היא המרחק האופקי שמבצעת הלהב במהלך תנועתה באוויר במהלך הטיסה – פסיעה גאומטרית.
פסיעה למעשה – המרחק האופקי שעובר המדחף למעשה.
Slip – ההפרש בין הפסיעה הגיאומטרית והפסיעה למעשה.
עולה מכאן שככל שמהירות המטוס גדלה, גדלה גם הפסיעה למעשה.
 


 
יעלות המדחף – היחס בין הפסיעה הגיאומטרית והפסיעה למעשה.
כאשר מהירות המטוס נמוכה יעילות מדחף גבוהה תושג ע"י זווית התקפה נמוכה של המדחף ואילו במהירות גבוהה,
יעילות מדחף גבוהה תושג בזווית התקפה גבוהה של המדחף.
ככול שמהירות המטוס גדלה, פוחתת זווית ההתקפה של מדחף פסיעה קבועה. 
 
הקטנת זווית התקפה משמעה פחות התנגדות ולכן הסל"ד יעלה.
 
ככל שמהירות המטוס קטנה, זווית ההתקפה עולה ולכן הסל"ד ירד.
 

 
כאשר המטוס עומד על הקרקע ומנועו בכוח מלא, המדחף מספק כוח סחב מרבי והספק אפס.
רגע שהמטוס יחל בריצת ההמראה, הסחב יפחת וילך ואילו ההספק ילך ויעלה.
 
 

 
בהסבר המפורט שלעיל דנו במדחף שהינו בעל זווית התקפה קבועה והמתאים למהירות סיבוב מסוימת
(סיבובים לדקה – סל"ד) ולמהירות טיסה מסוימת בהתאמה. אלא שהמטוס במהלך טיסתו משנה מהירויות. החל
מאפס בריצת המראה וכלה במהירות מרבית לצורך תמרון. לפיכך להב בעלת זווית התקפה קבועה יתן מרב יעילות
אך ורק במהירות וסל"ד להם תוכנן הלהב.
על בעיה זו ניתן להתגבר ע"י שינוי זווית ההתקפה של הלהב.
 
שינוי "זווית הפסיעה" משנה גם את "זווית ההתקפה". עם זאת, זווית ההתקפה אינה זהה עם זווית
הפסיעה מכיוון שזרם האוויר הפוגש את להב המדחף, עשוי לבוא בזוויות משתנות התלויות במצבו
היחסי של גוף המטוס כלפי זרם האוויר.
מדחף בעל יכולת שינוי זווית פסיעה, יכול לשנות את כמות האוויר אותו הוא מושך או דוחף.
עבור כוח מנוע קבוע (המוגדר כסל"ד), הגדלת זווית הפסיעה מגדילה את כמות האוויר שהמדחף מושך.
מגדילה את הפסיעה למעשה. מגדילה את העומס על המנוע וגרמת נפילת סל"ד מנוע .
הקטנת זווית  הפסיעה תקטין את הפסיעה למעשה. תפחית את כמות האוויר שמושך. תפחית העומס על
המנוע ותגרום עליה בסל"ד.
 
ככלל בהמראה נקבע זווית התקפה נמוכה ובלשון התעופתית – "פסיעה עדינה" ואילו בשיוט זווית התקפה גבוהה –
"פסיעה גסה".
 
ישנם מדחפים שניתן לכונן אותם על הקרקע (ע"י מכונאי מוסמך) וישנם מדחפים שפסיעתם קבועה
מראש ואינה ברת שינוי (בעיקר אלו העשויים מעץ).
 
 
 

 
מהגרף ניתן לראות ולהבין את תרומת מערכת פסיעה משתנה ליעילות המדחף (וצריכת הדלק בהתאם).
 

 
 
השפעת צפיפות האוויר על ה –  (החלקה) slip:
ככל שצפיפות התווך בו פועל המדחף גדלה, גדלה יעלות המדחף וה – slip  גדל.
(השווה יעילות פעולת מדחף במים כנגד יעילות פעולה באוויר).
מכאן שככל שצפיפות האוויר גדלה, גדלה יעילות הפעולה של המדחף וגדל ה – slip.
בטמפ' נמוכה גדל ה – slip ואילו בטמפ' גבוהה הוא קטן. כך גם עם שינוי הגובה.
 
 
כוונון פסיעת מדחף על מנוע רוטקס
              
מערכת פסיעה משתנה
 
השפעות המדחף על המטוס -
 
זרם המדחף –  SLIP STREAM
השפעה עיקרית: זרם ספיראלי הפוגע במייצב הכוון מצד שמאל שלו (מנקודת ראות הטייס) ולכן מסיט את הזנב ימינה ועקב כך אף המטוס מסבסב שמאלה ובנוסף גם גלגול שמאלה.
זרם זה משפיע במיוחד בהמראה, בנסיקה ובטיסה איטית.
צרוף של סל"ד גבוה המייצר זרם חזק ביחד עם מהירות נמוכה המביאה לידי ביטוי מרבי את הסבסוב והגלגול.
 
 

 
פתרונות:
1.      מייצב הכוון בנוי עם זווית הכוונה קלה שמאלה ביחס לציר האורך של המטוס מנקודת ראותו של הטייס.
זווית זו גורמת לכך שנוצר עילוי שמאלה המתקן השפעת זרם המדחף על מייצב הכוון.
 
 

 
1.      זווית ההכונה של מיצב הכוון מותאמת למהירות השיוט של המטוס ועל כן בכוח מנוע מלא יסבסב אף
המטוס שמאלה ותתקבל החלקה שמאלית ואילו במהלך סרק של המנוע יסבסב אף המטוס ימינה ותתקבל
החלקה ימנית.
2.      שימוש בהגה הכוון –
כאשר יופעל כוח מנוע מלא והאף יסבסב שמאלה – לחץ דוושת ימין לייצירת סבסוב הפוך, כלומר קיזוז הסבסוב.
כאשר המנוע בכוח סרק ואף המטוס יסבסב ימינה, לחץ דוושת שמאל ליצירת סבסוב הפוך.
3.      בחירת זווית הכוונה של המדחף המתאימה למהירות השיוט.
 
השפעה משנית של זרם המדחף: גורמת גם לגלגול המטוס סביב ציר האורך שלו, ימינה!!! ואולם, זו השפעה קלה
שמתרסנת לרוב על ידי השפעת מומנט הפיתול (TORQUE) של המנוע.

פתול – TORQUE:
נובעת מהחוק השלישי של ניוטון: כיון שהמדחף סובב ימינה (עם כוון השעון), הוא מגיב בשאיפה לגלגל את המטוס שמאלה.
שיא התגובה מתרחש בסל"ד גבוה ומהירות נמוכה, כמו במצבים של המראה/נסיקה.
 


 
בריצת המראה - הפתול מפעיל לחץ על גלגל שמאל כאשר מפעילים מנוע בסל"ד גבוה. לכן המטוס מסבסב שמאלה.
בתרגול בהזדקרות - עקב אובדן יעילות המאזנות, אין מאזנת יעילה שהטייתה ימינה תביא לאיזון הגלגול שמאלה הנובע מאפקט הפיתול.
אפקט זה הוא הגורם לכך שבשעת הזדקרות, פתיחת מנוע במצב אף גבוה (מהירות נמוכה) עלולה להכניס המטוס לסחרור.
 
 
 

 
פתרונות:
1. תושבות המנוע מתוכננות לספוג חלק ניכר מהמומנט במצב של שיוט.
2. בזמן ריצת ההמראה, לחץ על דוושת ימין.
3. מאזנת ימינה כנגד הגלגול.

סחב א-סימטרי - P פקטור / P Factor:
 
ברוטור של מסוק, הלהב הנע קדימה מקבל את מהירות התנועה קדימה של המסוק, אשר מגבירה את מהירות זרימת האוויר עבורו. לעומתו: הלהב הנע אחורה, נע בכוון הפוך לתנועת המסוק ועל מהירות האוויר עבורו נמוכה משל הלהב הנע קדימה, לפנים. כתוצאה יש הפרש בעילוי שמייצר הלהב הנע קדימה לעומת העילוי שמייצר הלהב הנסוג אחורה.
 
 
  

 

 
מדחף של מטוס, הנמצא במצב של זוית התקפה גדולה, מתקרב להתנהגות של להב מסוק.
הלהב היורד מקבל את רכיב מהירות התקדמות של המטוס.
הלהב העולה של המטוס לעומת זאת, סובל מתופעה דומה ללהב האחורי של המסוק: הוא מקבל רכיב קדמי קטן יותר של זרימת האוויר היחסית.
כתוצאה הלהב היורד מייצר יותר עלוי מהלהב העולה.
במטוסים הלהב סובב ימינה (כלומר עם כוון השעון). לכן הלהב היורד שמייצר יותר עלוי, יורד ימינה. כלומר בצד ימין של אף המטוס יש יותר עלוי מאשר בצד שמאל. לכן המטוס יסבסב שמאלה.
ככלל, כאשר המטוס בזווית התקפה גבוהה, משמע שבמהירות נמוכה, בכוח מנוע גבוה, השפעת ה - P פקטור חזקה יותר.
מטוס בעל גלגל זנב - בתחילת ריצת ההמראה מצוי בזוית התקפה גבוהה מאוד, עד אשר גלגל הזנב מתרומם לאוויר. בשלב שעד להרמת גלגל האף, האפקט חריף במיוחד.
 
 
פרצסיה ג'יירוסקופית - Gyroscopic Precession
 
המדחף הינו בעל מאפיינם של ג'יירו – סביבון.
מאפייני הג'יירו הם :
1. יציבות במרחב – שואף להתמיד במצבו במרחב
2. קשיחות – מתנגד לכל נסיון לשנות את מצבו במרחב.
3. פרצסיה ג'יירוסקופית - כאשר מופעלת הפרעה על ציר הג'יירו בכוון מסוים, הג'יירו מגיב ב-90 מעלות
לכוון הפעלת ההפרעה, עם כוון הסיבוב.
 


 
 
מבין ארבע השפעות המדחף, פרצסיה היא החלשה ביותר. עוצמתה תלויה בסל"ד, קוטר המדחף, משקל המדחף ומבנהו, ומידת הפתאומיות של הפעלת הכח.
 
א.      במטוס עם מנוע מסתובב עם כיוון השעון (מהבט הטייס), הרמת אף תגרום סיבסוב ימינה והורדת אף תגרום
סבסוב שמאלה.
ב.      בפניה, משיכת מוט ההגוי גורמת תנועת אף מעלה במישור העילרוד. דינה כדין הרמת אף ולכן המטוס יסבסב
ימינה.
ג.       במטוס עם מנוע מסתובב נגד כיוון השעון (מהבט הטייס), התנועות הן הפוכות לנאמר ב – א' ו – ב'.
ד.      במטוס עם מנוע מאחור ומסתובב עם כיוון השעון (מהבט הטייס), התנעות הפוכות לנאמר ב – א' ו – ב'.
ה.     במטוס עם מנוע מאחור ומסתובב נגד כוון השעון (מהבט הטייס), התנועות בהתאם לנאמר ב – א' ו – ב'.
במטוסים עם גלגל זנב ומנוע מלפנים המסתובב עם כיוון השעון, הרמת הזנב בעת ריצת ההמראה גורמת לפרצסיה. זו למעשה דחיפה של האף למטה שמשמעותה ועל כן ייגרם סיבסוב שמאלה, כנאמר ב – א' שלעיל (ראה תמונה לעיל).
גם כל האפשרויות האחרות תואמות הנאמר לעיל בסעיפים ב' – ה'.
 
השפעת זרם האוויר על מייצב הגובה –
 במטוסים בהם מייצב הגובה מושפע מזרם האוויר הישיר של המדחף, הגברת כוח מנוע, כלומר הגברת זרם האוויר על הגה הגובה מגבירה את העילוי שמספק. אך מכיוון שעילוי הגה הגובה מכוון כלפי מטה כדי לאזן את נטיית המטוס להוריד אף מחמת מיקום מרכז הכובד לפני מרכז הלחץ, הגברת עילוי מייצב הגובה תביא להרמת האף.
 
ריכוז ההשפעות המעשיות של המדחף בשלבים השונים של הטיסה:
 
ריצת ההמראה:
זרם המדחף גורם לסבסוב שמאלה. 
בשלב ריצת ההמראה מפעיל אפקט הפיתול לחץ על גלגל שמאל הואיל והוא שואף לגלגל את המטוס. התוצאה - סבסוב שמאלה.
תגובה – לחץ דוושת ימין.
במטוסים עם גלגל זנב – יש גם השפעות של פרצסיה וא-סימטריה שמוסיפים אף הם סבסוב תוך כדי הריצה.
 
נסיקה:
ההשפעה העקרית היא של זרם המדחף הגורם לסבסוב שמאלה. נדרש לחץ דוושת ימין.

שיוט:
זוית ההכוונה של מייצב הכוון מתוכננת לקזז את אפקט זרם המדחף המסבסב את המטוס שמאלה.
שינוי מהירות השיוט תחייב שינוי מצב האף ושינוי קיזוז בהתאם.

הנמכה:
נחלשת השפעת זרם המדחף. הואיל וזוית ההכוונה של מייצב הכוון מיועדת לסל"ד שיוט שהוא גבוה מסל"ד הנמכה,
יתקבל תיקון יתר של זוית ההכוונה אשר גורם לסבסוב ימינה. נדרש לחץ דוושת שמאל.
 
טיסה איטית:
הסל"ד גבוה יחסית למהירות ולכן תתקבל השפעה של זרם המדחף.
זוית ההתקפה גבוהה יחסית ולכן תתוסף א-סימטיה של להבי המדחף. התוצאה, סבסוב שמאלה. נדרש לחץ דוושת שמאל.
 
הזדקרות וסחרור:
הזדקרות בסל"ד גבוה עשויה להוביל לסחרור. מה שמוביל את המטוס לסחרור הוא ההשפעה המצטברת של זרם המדחף והאפקט של א-סימטרייה בפעולת להבי המדחף. שניהם גורמים לסבסוב שמאלה. התוצאה היא הקדמת הזדקרותה של כנף שמאל. בעת שהכנף השמאלית מזדקרת, אין מה שיתנגד עוד לאפקט הפיתול (TORQUE) של המנוע ולכן המטוס מגלגל שמאלה ונכנס לסחרור.
על מנת להחלץ מהסחרור חייבים להפחית כח מנוע על מנת להקטין את תגובת הפיתול של המנוע. במקביל הכנפיים צוברות מהירות זרימה יחסית שמבטלת את ההזדקרות והמטוס יכול לאזן כנפיים ולצאת מהסחרור.
  
הליכה סביב:
במצב של הליכה סביב, מרימים את אף המטוס, כלומר מגדילים את זוית ההתקפה. המהירות נמוכה אך בסל"ד גבוה.
פתיחת מנוע, ממצב של סרק או סל"ד נמוך והמעבר לסל"ד מירבי, גורמת לבטוי החריף ביותר של האפקטים האופייניים למדחף:
1. תגובת הפיתול בצורתה החריפה ביותר, משום שיש גידול פתאומי בכח המנוע, על רקע של מהירות נמוכה, גורם לגלגול חריף שמאלה.
2. זרם המדחף, בסל"ד גבוה ומהירות נמוכה, גורם לסבסוב שמאלה
3. זוית ההתקפה הגדולה מאפשרת פיתוח של אפקט הא-סימטרייה של המדחף. בשילוב עם סל"ד גבוה ומהירות נמוכה, נקבל סבסוב שמאלה.
4. כנגד זאת ובמטוסים בהם המדחף מלפנים ומסתובב עם כוון השעון (מהבט הטייס), הרמת האף תגרום סבסוב ימינה (אלא שכח הסבסוב חלש יחסית לכוחות המסבסבים שמאלה ועל כן השפעתו בלתי ניכרת).

בהליכה סביב מקפידים על לחץ דוושת ימין וכנפיים מאוזנות. אחרת יווצר מצב פתיחה להזדקרות וסחרור.
 
 
 
Bookmark and Share
Back
האגודה לתעופה ספורטיבית  |   הגלבוע 11, ראשל"צ 75471    |   פקס:  03-6127993   |   טלפון: 03-6128946
לחץ כאן לעריכת טקסט לחץ כאן לעריכת טקסט לחץ כאן לעריכת טקסט לחץ כאן לעריכת טקסט לחץ כאן לעריכת טקסט לחץ כאן לעריכת טקסט לחץ כאן לעריכת טקסט

לחץ כאן לעריכת טקסט

לחץ כאן לעריכת טקסט

* טייסים ומבקרים נכבדים, ברצוננו להבהיר כי כל האמור ומוצע באתר זה (בכל העמודים), הינו לידיעה כללית בלבד, אין אנו אחראים לשימוש פרטי או מסחרי שיעשה בנאמר\מוזכר\הורדה \קישור באתר זה
 
אתר זה נבנה ומקודם בגוגל על ידי חברת מדיה גרופ