תדריך הזדקרות בטיסה

By Dror Pilot

מטרת הטיסה

להכיר את תופעת ההזדקרות, זיהוי התקרבות להזדקרות ואופן החלצות מהזדקרות.

רקע טכני

הזדקרות היא תופעה בה המטוס מאבד באופן חד את העילוי שלו, כתוצאה מניתוק זרימת האויר מעל פני הכנפיים. ככלל, ככל שזוית ההתקפה גדלה, מקדם העילוי גדל, עד שמגיעים לזוית קריטית מסוימת בה מתרחשת ההזדקרות. זוית זו נקראת זוית ההזדקרות (ראה ציור 1).

ציור 1 - מקדם העילוי כתלות בזוית התקפה

כאשר כנף המטוס מגיעה לזוית ההזדקרות, נוצרת זרימת אויר מערבולית וכח העילוי יורד. זוית ההזדקרות קבועה עבור פרופיל נתון ונקבעת בזמן תכנון הפרופיל. ניתן להגיע לזוית ההזדקרות בכל מהירות, מצב אף, הטיה, גובה וכח מנוע. הפרמטר היחיד שקובע אם תהיה הזדקרות היא הגעה לזוית ההזדקרות.

כנפי המטוס בנויות כך ששורש הכנף יזדקר לפני קצה הכנף. כתוצאה מכך, חוסר סימטריה בהזדקרות הכנפיים לא יגרום לגלגול חריף ומיידי וכן המאזנות ישארו באיזור אפקטיבי כך שעדיין יספקו שליטה בציר הגלגול.

כנף שמאל מזדקרת לפני כנף ימין מכיוון שיש לה זוית הכוונה גדולה יותר. הסיבה לכך היא לאזן את הבדלי זרימת האויר מהפרופלור בין כנף ימין (להב יורדת) לכנף שמאל (להב עולה), כך שאפקטיבית, בטיסה ישרה ואופקית, תתקבל זוית התקפה זהה בשתי הכנפיים.

מהירות הזדקרות

האינדיקציה הראשונית להתקרבות להזדקרות היא מהירות נמוכה. מאידך, מהירות ההזדקרות תלויה בהרבה פרמטרים. להלן הגורמים המעלים את מהירות ההזדקרות:

• התקרחות
• משקל גבוה
• מקדם עומס גבוה (למשל בפניה של 60 מעלות הטיה, מהירות ההזדקרות עולה פי 1.4).
• מרכז כובד קדמי
• צפיפות אויר נמוכה
• מדפים למעלה

מהירות ההזדקרות מסומנת במטוס בשתי קונפיגורציות שונות, כדלקמן:

• V_S0 - מהירות ההזדקרות במשקל מקסימלי בתצורת נחיתה (מדפים 30 מעלות) – 35 קשר IAS ב – C152.
• V_S - מהירות הזדקרות במשקל מקסימלי במרכז כובד הכי קדמי ומדפים למעלה – 40 קשר IAS ב – C152.

אמצעי התראה להזדקרות

במטוס יש חיישן לזיהוי התקרבות להזדקרות. קיימים שני סוגי חיישנים:

• צפצפה: כאשר זוית ההתקפה מתקרבת לזוית הקריטית, נוצר תת לחץ בשפת ההתקפה שגורם לתנועת אויר של יניקה שמפעילה את הצפצפה. קיימת למשל ב – C152.
• לשונית: אותה יניקת אויר מושכת את הלשונית כלפי מעלה ומפילה בכך צפצפה חשמלית. קיינת למשל ב – C172RG.

במטוסים גדולים ויקרים, קיים מכשיר מיוחד ויקר שהוא מד זוית התקפה. מכשיר זה מראה בצורה הכי מדויקת עד כמה אנו קרובים לזוית ההזדקרות.

במטוסים גדולים יש בדרך כלל שלושה מנגנוני התראה של קרבה להזדקרות: צפצפה, נורית, stick shaker.

הגדלת מקדם העילוי המקסימלי

קיימות מספר שיטות להשפעה על מקדם העילוי המקסימלי ו/או על זוית ההזדקרות.

כנפונים - Sltas

בכדי להגדיל את מקדם העילוי המקסימלי ואת זוית ההזדקרות משתמשים בכנפונים - slats. במהירות נמוכה, החלק הקדמי של הכנף (הכנפון) נע קדימה וזה יוצר תעלה שגורמת להצמדת האויר לכנף. שימוש בכנפונים מעלה הן את זוית ההזדקרות והן את מקדם העילוי המקסימלי (ראה ציור 2). דוגמא למטוס מצויד בכנפונים: Antonov 2.

ציור 2 - כנפונים - Slats

מדפים - Flaps

הורדת מדפים מאפשרת נחיתה במהירות נמוכה מכיוון שפעולה זו מגדילה את העילוי ע"י הגדלת מקדם העילוי באותה זוית התקפה. מאידך, זוית ההתקפה המקסימלית יורדת במקצת (ראה ציור 3). כתוצאה מעליה במקדם העילוי, במהירות הנגיעה, יש יותר עילוי על הכנפיים וכתוצאה מכך פחות עומס על כני הנסע.

ציור 3 - מדפים

מחסומי קצה כנף - Winglets

אמצעי יעיל להתגברות על הגרר המושרה במהירויות נמוכות הוא שימוש במחסומי קצה כנף המונעים את זרימת האויר הלא רצויה מתחת לכנף למעל הכנף, סביב קצה הכנף. זה מאפשר תוספת עילוי במהירויות נמוכות בדומה למדפים (ראה ציור 4).

ציור 4 - מחסומי קצה כנף - Winglets

התקרחות

התקרחות היא גורם מאוד מסוכן המעלה את מהירות ההזדקרות בשתי דרכים: פגיעה בפרופיל הכנפיים ועליה במשקל. ההתקרחות נגרמת כתוצאה מהפיכת מים בקירור יתר (מתחת לאפס מעלות צלזיוס) לקרח כל פני הכנפיים. הדרך הטובה ביותר להתגבר על התקרחות היא המנעות מכניסה לאזור בו תיתכן התקרחות. זה בעצם כל מקום בו הטמפרטורה החיצונית מתחת לאפס מעלות צלזיוס. ככל שהלחות גבוהה יותר, הסיכוי להתקרחות גבוה יותר שכן יש שם יותר מים בקירור יתר.

Deicing Boots

Deicing Boots הם אמצעי מכני להסרת קרח. ברגע שמופעלים, הם גורמים לשבירת הקרח שהצטבר על פניהם (ראה ציור 5). את ה – deicing boots יש להפעיל רק לאחר שהצטבר על פניהם קרח.

ציור 5 - Deicing Boots

הסרת קרח באמצעות התקן פיאזואלקטרי

קיים בפיתוח טכנולוגי התקן פיאזואלקטרי המאפשר מניעת הצטברות קרח תוך הורדת החיכוך והצמדת זרימת האויר על פני הכנף.

זיהוי התקרחות

האינדיקציה הראשונית להצטברות קרח היא מד מהירות מראה אפס כתוצאה מסתימת צינור פיטו ע"י קרח. ברגע שמזהים זאת, יש להפעיל חימום פיטו ולצאת מאזור ההתקרחות, בדרך כלל ע"י הנמכה אל מתחת לרום ההתקרחות.

שיטת עבודה

ההזדקרות יכולה לתפוס אותנו, בטיסה רגילה, בעיקר בהמראה, בנחיתה, בפניות בתבנית ההקפה וכתוצאה מהרמת אף בגלל אנדרשוט בפיינל.

לפני כל טיסה נוודא שצפצפת ההזדקרות עובדת. לפני טיסת סולו ראשונה, נוודא שהחניך יודע לזהות קירבה להזדקרות (ובכך יודע להמנע מלהכנס להזדקרות) ויודע להחלץ מצלילה ספיראלית שנגרמת מהזדקרות בפניה.

אמצעי הזיהוי לקרבה להזדקרות ב – C152 הם צפצפת ההזדקרות ורעידות בהגאים הנגרמות כתוצאה מהתנתקות הזרימה הסדירה של האויר מעל הכנפיים ומשטחי ההיגוי.

כאשר המטוס הזדקר, נרצה להחלץ מוקדם ככל האפשר ובאובדן של מינימום גובה.

הדגמת הזדקרות מלאה רגילה

• תדריך: הזדקרות מלאה והחלצות, גובה תחילת תרגיל 2200 רגל, בכיוון הנוכחי. החלצות מהירה תוך אובדן מינימום גובה (הרמה הנדרשת היא אובדן של לא יותר מ – 170 רגל).
• בד"ח לפני הזדקרות: מלמטה למעלה, משמאל לימין, מבפנים החוצה:
  • ברז דלק פתוח, חגורות קשורות.
  • תיחול נעול, מסטר פתוח, מצתים שניהם, מאייד קר, תערובת עשירה, מדפים למעלה.
  • מטף ושאר חפצים קשורים, פניות ניקוי לודא שאין מטוסים אחרים בסביבה, לא מעל ישוב, לא מול השמש, שדה מתאים לנ"א ונקודת 500 רגל.
• אויר חם למאייד.
• מנוע לסרק תוך הכנסת רגל שמאל.
• מרימים ומחזיקים אף לפעמיים מצב נסיקה. תיקונים עדינים לשמירת כיוון בעיקר עם הרגליים.
• זיהוי הזדקרות: שומעים צפצפה ומרגישים רעידות בסטיק.
• משחררים אף אל מתחת לאופק.
• בחציית אופק: מנוע מלא תוך הכנסת רגל ימין.
• אויר קר למאייד.
• במהירות 65 קשר מרימים אף למצב נסיקה.
• בגובה המקורי מבצעים מעבר לטיסה ישרה ואופקית.
• בודקים לחץ שמן, טמפרטורת שמן, כמויות דלק במיכלים.
• סוף תרגיל.

הזדקרות עם מדפים למטה

תרגול החלצות מהזדקרות עם מדפים למטה כולל בתוכו תרגול הליכה סביב מתצורת נחיתה.

כאשר המדפים למטה, המטוס יזדקר בזוית התקפה נמוכה יותר. הביצוע הוא כמו הזדקרות רגילה, עם ההבדלים הבאים:

• לאחר שהמהירות ירדה לקשת הלבנה, מורידים מדפים בשלבים לפני הרמת האף.
• לאחר פתיחת מנוע לכח מלא, הרמת מדפים מידית ל – 20 מעלות.
• מעל מהירות 55, מדפים ל – 10 מעלות.
• מעל מהירות 65, שיעור טיפוס חיובי, גובה בטחון – מדפים למעלה.

Departure Stall - הזדקרות בפניה

אופן ההחלצות דומה להחלצות מצלילה ספיראלית. כמו הזדקרות רגילה עם ההבדלים הבאים:

• מנוע 1700.
• קשת לבנה, הורדת מדפים בשלבים ל – 20 מעלות.
• כניסה לפניה קלה ימנית תוך הרמת אף קלה.
• זיהוי קרבה להזדקרות: אף בורח לכיוון הפוך לפניה (שמאלה).
• החלצות: מנוע לסרק תוך הכנסת רגל הפוכה לסבסוב (רגל ימין בד"כ) לעצירת הסבסוב.
• הרמת אף איטית.
• בחציית אופק כלפי מעלה – מנוע מלא תוך הכנסת רגל ימין.
• מעל מהירות 55 – הרמת מדפים ל – 10 מעלות.
• מעל מהירות 65, שיעור טיפוס חיובי, גובה בטחון – מדפים למעלה.

דגשים

• בכל הזדקרות נבצע את כל השלבים ולא נפסח על הבדיקות למשל בתרגול השני.
• בהדגמה הראשונה נשים את הדגש על הבנת התהליך גם במחיר של אובדן גובה מעבר לנדרש.
• בשלבים הראשונים החניך לא יזכור את כל הבדיקות. המדריך יעזור לו בכך.
• חשוב להקשר טוב לפני הטיסה.

בטיחות

• תרגול הזדקרות יחל בגובה 2000 רגל מעפ"ש מינימום.

שגיאות אופייניות

• תיקוני כיוון עם המאזנות במקום עם הגה הכיוון. פתרון: המדריך שם את ידיו באופן כזה שהחניך ירגיש בהתנגדות להפעלת מאזנות וירפה.
• הפעלת לחץ אחורנית על הסטיק מוקדמת מידי. זה גורם לשימור זוית התקפה גבוהה ובכך להזדקרות מתמשכת. פתרון: שחרור האף והפעלת לחץ אחורנית בעדינות ובאיטיות. יש לזהות את המצב מוקדם ולהחלץ ממנו לפני שאובדן הגובה יגרום לחרדה.
• פתיחת מנוע מוקדמת. כאשר המטוס מזוקר ואין זרימת אויר אפקטיבית על הכנפיים, אין מה שימנע את אפקט הגלגול של המטוס כתוצאה מתגובת המטוס לסיבוב הפרופלור (Torque). לכן, פתיחת מנוע מוקדם מידי תגרום לגלגול שמאלה ולתחילתה של צלילה ספיראלית.
• פאניקה.
• אדישות.
• תפעול הגאים בצורה חריפה ולא נכונה.