שימוש במוד BRAKE בטיסנים חשמליים

BRAKE OR NOT?

בבקרים השולטים על מנועים חשמליים קיימת אופציה הנקראת BRAKE.
אופצית ה- BRAKE מיועדת למצב בו המנוע החשמלי אינו פועל.
הפעלת אופציה זו (ON ) גורמת למדחף לעצור במקום מבלי להסתובב.
בדאונים חשמליים משתמשים באופציה זו באופן קבוע, כיוון שכאשר המנוע מפסיק לעבוד, המדחף מתקפל לאחור ו"נשכב" על אף המטוס.
כאשר ה BRAKE ב- OFF, המדחף מסתובב בחופשיות כמו שבשבת רוח. מצב זה נקרא בשפה המקצועית WINDMILLING (מצב של תחנת רוח).
כעת, נניח שיש לנו טיסן חשמלי, ואנו מעוניינים להאט/להאיץ אותו בשלב הגישה לנחיתה/צלילה.
מה עדיף? מצב של מדחף עומד, או מצב של מדחף מסתובב (WINDMILLING)?
האינטואיציה אומרת שעדיף מצב של WINDMILLING כיוון שאם כבר יש לנו מדחף, למה שלא ניתן לו להסתובב ושייצר דחף? ובכן הבה נבדוק זאת.
כאשר המדחף מסתובב, כל חתך על הלהב "רואה" למעשה 2 רכיבי מהירויות. רכיב אחד הינו רכיב הנוצר עקב המהירות הסיבובית של המדחף (סל"ד) והינו רדיוס החתך מוכפל במהירות הסיבובית (omega * r). רכיב שני נוצר עקב מהירות הטיסה (V).
כאשר נשכלל 2 רכיבי מהירות אלה, נקבל את וקטור המהירות השקול, שיעזור לנו למצוא את כוח הדחף.
בתחתית המאמר מופיע איור המראה את 2 מצבי הטיסה. במצב הראשון המנוע מסובב את המדחף בסל"ד גבוה, ובמצב II המדחף מסתובב בחופשיות. הבה ננתח את 2 המצבים.

קובץ מצורף 65683




מצב 1
המדחף מסתובב במהירות גבוהה. יש לו רכיב מהירות טיסה קדימה(FORWARD) ורכיב מהירות גדול עקב סיבובו (VELOCITY ROTATIONAL). הרכיב של המהירות השקולה מסומן בתור AIRFLOW RELATIVE. זווית ההתקפה מסומנת באדום. בהגדרה, כוח הדחף הינו הכוח המופיע בניצב לוקטור המהירות השקול ומסומן בכחול.
רכיב הכוח האופקי בו אנו מעונינים פונה קדימה ומאיץ את הטיסן.
מצב II
המדחף מסתובב במהירות נמוכה. רכיב המהירות המסומן VELOCITY ROTATIONAL קטן משמעותית לעומת מצב I, בגלל שהמדחף מסתובב חופשי מבלי שהמנוע מסובב אותו. לכן, רכיב המהירות השקול תוקף את המיתר בזווית התקפה שלילית, ומתקבל דחף שלילי.
רכיב הכוח האופקי בו אנו מעונינים פונה לאחור ומאיט את הטיסן.

מסקנה: במידה וסגרנו מנוע, ואנו בצלילה/גישה לנחיתה עדיף לעצור את המדחף ע"י אופצית BRAKE ON
בכדי שייצר מינימום גרר.

המסקנה היחידה שאפשר להגיע על פי הניתוח הזה היא שהדחף של המדחף יורד כאשר הסל"ד יורד.
איך מכאן אתה מגיע למסקנה כאשר המדחף עומד, הדחף גדול יותר מאשר דחף של מדחף שמסתובב לאיטו ? (או לחליפין מדחף עצור מיצר פחות גרר ממדחף חופשי?)

דבר נוסף הוא בנחיתה כאשר המנוע אינו מסתובב אזי הסיכוי לפגוע במדחף הרבה יותר נמןך
וזה קורא בטיסנים שנוחתים נחיתת גחון