שאלה בנוגע למאזנות (אווירודינמיקה)

[deadawake]

שלום לכולם,
השאלה היא בנוגע למאזנות של מטוס.
ידוע כי האפקט המשני של מאזנות הינו סבסוב המטוס לחוץ הפנייה.
ההסבר שניתן לי בנוגע לתופעה הוא כזה-
ידוע כי לכל כנף קמורה-ישרה, הזרימה על הכנף בחלק הקמור מתנתקת לקראת סוף הפרופיל ובעצם נוצר מערבולת קצת לפני קצה כנף (שזה בעצם המאזנת).
לכן המאזנת העולה "תתנגש" בפחות חלקיקי אוויר (כיוון שהאוויר מגיע אלייה הוא זרם אוויר טרובולנטי ולא חלק) , על כן , יהיה לה פחות גרר לעומת המאזנת שיורדת, שהיא כביכול "מתנגשת" עם יותר חלקיקי אוויר שכן הזרם האוויר המגיע אלייה הוא חלק.
בוויקיפדיה רשום עוד משהו בנוגע לווקטורים- אני מצטט:
"הסבסוב הנגדי נגרם על ידי הכוחות החזיתיים או האחוריים המופעלים על קצות הכנפיים. על הכנף העולה נוצר וקטור עילוי עם נטייה אחורה שיוצר אלמנט של כוח אחורי ועל הכנף היורדת מופעל וקטור עילוי עם נטייה קדימה שיוצר אלמנט של כוח קדמי"

לא הבנתי את זה- אשמח להסבר יותר ברור מחייך.


עוד שאלה:
האם בפרופיל סימטרי לא נחוש בבעיה? שכן הגרר של המאזנת היורדת ושל המאזנת העולה הינו אותו גרר!

אם כך, תאורטית, לא צריך את המאזנות הדיפרנציאליות בשביל שיקטינו את אפקט הסבסוב (בפרופיל סימטרי..).

[igalr]

זה הרבה יותר פשוט
כשאותה כנף מייצר יותר עילוי היא גם מייצרת יותר גרר
מאזנת יורדת גורמת ליותר עילוי ולכן גם יותר גרר
מאזנת עולה מייצרת פחות עילוי ופחות גרר

[wind556]

זה הרבה יותר פשוט
כשאותה כנף מייצר יותר עילוי היא גם מייצרת יותר גרר
מאזנת יורדת גורמת ליותר עילוי ולכן גם יותר גרר
מאזנת עולה מייצרת פחות עילוי ופחות גרר

כמה פשוט , ככה מדוייק
אבל נוצרת בעקבות זה תופעה הפוכה לרצוי: המאזנת היורדת היא תמיד חיצונית לסיבוב, אבל עודף גרר בכנף החיצונית מתנגד לסיבוב עצמו
זו הסיבה שמתכנתים דיפרנציאל בין המאזנות, כדי להקטין את הגרר בכנף החיצונית

[tisan4us]

יש לך פה מדריך מצוין :

http://www.efly.co.il/forums/showthr...EE%FA%E7%E9%EC


לדעתי זה יעזור לך.

[roydor]

http://www.efly.co.il/forums/showthr...337#post202337

[deadawake]

igalr , לפי מה שאתה אומר בפרופיל סימטרי לא נחוש בבעיה כי דין מאזנת יורדת היא כדין מאזנת עולה (מבחינת עילוי) רק העילוי פועל לכיוונים הפוכים.

[igalr]

העילוי פועל תמיד באותו כיוון .
נניח שיש טיסן של 2 קילו . בלי להכנס יותר מדיי לדקויות כל כנף נושאת בערך 1 קילו ומייצרת גרר , הנחה סבירה תיהיה של גרר בערך 30% מהמשקל כלומר כ 300 גרם כל כנף
כשרוצים לבצע פניה שמאלה :
מאזנת שמאל עולה כדי להוריד עילוי כתוצאה מכך גם גרר כנף שמאל יורד
מאזנת ימין יורדת כדי להגדיל עילוי כתוצאה מכך גרר כנף שמאל עולה

התוצאה הסופית היא שהטיסן גלגל שמאלה אבל הגרר על כנף ימין גבוהה יותר מה שיכולל לגרום לטיסן לסבסב ימינה ככל מנת המימדים של כנף גבוהה יותר התופעה חריפה יותר.

[pomerus]

igalr , לפי מה שאתה אומר בפרופיל סימטרי לא נחוש בבעיה כי דין מאזנת יורדת היא כדין מאזנת עולה (מבחינת עילוי) רק העילוי פועל לכיוונים הפוכים.

יגאל ענה לך, ואני רק אוסיף שאולי יש כאן בלבול קטן - גם בפרופיל סימטרי לגמרי, הכנף צריכה להחזיק את הטיסן באוויר, והעילוי מתקבל מזווית ההתקפה של הכנף יחסית לכיוון הטיסה. במצב כזה הפרופיל אומנם סימטרי, אבל הכנף לא "סימטרית" מול זרם האוויר שהיא טסה בו, ואז נוצר ההבדל בין המאזנות

[guyst]

מאמר: פניות לא מתואמות, בעיית דיפרנציאל ופתרונה

[Friman]

מאמר: פניות לא מתואמות, בעיית דיפרנציאל ופתרונה

מאמר מומלץ ביותר

[ZvikaF]

יגאל ענה לך, ואני רק אוסיף שאולי יש כאן בלבול קטן - גם בפרופיל סימטרי לגמרי, הכנף צריכה להחזיק את הטיסן באוויר, והעילוי מתקבל מזווית ההתקפה של הכנף יחסית לכיוון הטיסה. במצב כזה הפרופיל אומנם סימטרי, אבל הכנף לא "סימטרית" מול זרם האוויר שהיא טסה בו, ואז נוצר ההבדל בין המאזנות

יפה.. זו התשובה להבדל...
בכלי טייס בעלי מקדם עילוי גבוה (דאונים, כנפיים עם מנת מימדים גדולה) התופעה תורגש יותר מאשר במטוסים בעלי מקדם נמוך יותר (מטוסי קרב..)

[deadawake]

promeus, תודה על ההבהרה פה באמת היה לי בלבול.
igalr - צריכים לחדד את מה שאמרת-
"כשרוצים לבצע פניה שמאלה :
מאזנת שמאל עולה כדי להוריד עילוי כתוצאה מכך גם גרר כנף שמאל יורד
מאזנת ימין יורדת כדי להגדיל עילוי כתוצאה מכך גרר כנף שמאל עולה"

כשמאזנת שמאל עולה היא לא מורידה גרר של כנף שמאל- להפך, היא מוסיפה גרר צורה. מאזנת במצב מאופס מביאה פחות גרר ממאזנת במצב מעלה/מטה.
בנוסף שמאזנת שמאל עולה היא משנה את זווית ההתקפה של הכנף ובכך בעצם מגדילה את הגרר בה (נכון, העילוי בה יורד, אך גם הגרר גדל)

מה שכן- הגרר של המאזנת העולה הוא נמוך יותר מהמאזנת היורדת בגלל הפרופיל עליון קמור (זרימה פחות חלקה).

מקווה שהייתי ברור.

[igalr]

כשמאזנת עולה זווית ההתקפה יורדת כשמאזנת יורדת זווית ההתקפה עולה מה שמשפיע על העילוי והגרר בהתאמה , בכל מקום שאני קראתי על הנושא תמיד מתייחסים כך כהשפעות העיקריות.

[roydor]

הבעייה מקורה בתמרון ולא בגאמטריה, ממליץ לכם לקרא את פוסט 4 בשרשור הבא:
http://www.efly.co.il/forums/showthr...337#post202337

[Oran_T]

ד"א אם תשימו לב במטוסי נוסעים גדולים קיימים כנפונים כדי להוריד גרר.
בעצם המערבולת שנוצרת בקצה הכנף מכוונת כלפי מטה ומתנגד לכח העילוי שרוצה למשוך למעלה ובגלל זה יש גם יותר גרר.
הכנפון גורם למערבולת לעלות לקצה הכנפון להשתחרר מאחוריו וככה יש פחות גרר על הכנף.
מטוס שיש לו כנפונים יכול לטוב רחוק יותר מאשר מטוס בלי כנפונים.
לדוגמה מטוס הנוסעים A380 לא יכול היה לטוס בלי הכנפונים שלו. מרוב שהוא כבד וגדול פועל עליו גרר עצום ולכל נאלצו להשים עליו כנפונים דבר שמוריד את הגרר על הכנף וגורם לו לטוס.

[flatspin]

מרוב שהוא כבד וגדול פועל עליו גרר עצום ולכל נאלצו להשים עליו כנפונים דבר שמוריד את הגרר על הכנף וגורם לו לטוס.

הכל נכון, אבל למה נאלצו ??? בהרחבה, זה דומה אילו כתבת שעל מנת שהמטוס יטוס נאלצו להתקין לו כנפיים . בסופו של דבר הכנפונים בקצות הכנפיים משפרים תכונות טיסה. הם יתרון ולא אילוץ.
ובאותו ענין, במטוסים רבים, החל ממטוסי מנהלים קטנים, בינוניים ומעלה מותקנים כנפונים, מאותה סיבה ממש.

[Liav]

deadawake,

אתה מתבלבל ובצדק - זה לא מובן מאליו.
אם היית מקבע כנף בעלת פרופיל סימטרי, כך שלא תוכל לזוז בתוך מנהרת רוח, בזווית התקפה אפס - אז באמת הורדה והעלאה של המאזנת היתה מוסיפה גרר זהה בשני הכיוונים.

הזזת המאזנת שקולה (בערך) לשינוי זווית ההתקפה של הכנף, וכן כידוע, ככל שזווית ההתקפה גבוהה יותר - כך גם הגרר (נתייחס לכל הזוויות מאפס ועד זווית ההזדקרות).
לכן, במצב הנ"ל השינוי סימטרי לשני הכיוונים כמו שתארת.

אבל, ההבדל למצב טיסה הוא כמו שנאמר, זווית ההתקפה החיובית של הכנף (בטיסה אופקית למשל).
במצב זה, הורדה של המאזנת מגדילה את זווית ההתקפה ואת הגרר, בעוד הרמה שלה מקטינה את זווית ההתקפה ולכן גם הגרר פוחת.
וחשוב לציין שלא מדובר על תנועות מוגזמות של הטיית המאזנות כמו בטיסני 3D, אלא בתנועה הגיונית של לכל היותר 30~ מעלות.

אתה צודק שמאזנת מאופסת בכנף בזווית התקפה אפס תהיה בעלת גרר מינימלי.
אך בהשוואה בין כנף ימין לכנף שמאל ששתיהן מוטות באותה זווית התקפה חיובית, והמאזנות בפעולה, ישנו הבדל לא סימטרי בין זוויות ההתקפה (השקולות) של הכנפיים ולכן גם הבדל בגרר.

[Liav]

ותמונה להמחשה.
מלמעלה למטה - מזווית ההתקפה המינימלית למקסימלית

[roydor]

לא נכון להסתכל על זווית ההתקפה. הסתכלות זו רלוונטית רק למנהרות רוח בהן הדגם מקובע ולחלקיק השנייה לפני שהכנף מתחילה לגלגל בפועל בכלי הטייס.
בפועל, לכנף בעלת המאזנת היורדת יש זווית התקפה קטן יותר מאשר לעולה. זו נגרם כתןצאה מדינמיקת הכנף.
כאשר הכנף מגלגלת, זווית ההתקפה שונה בכל נקודה ונקודה על גבי הכנף עקב הגלגול, ככל שיוצאים לכיוון קצה הכנף הזווית גדולה/רקנה יותר עקב החיבור הווקטורי בין מהירות הטיסה לקצב הגלגול.
לכנף בה המאזנת עולה יש מקדם עילוי קטן יותר בתחילת התנועה אך כאשר התנועה מתחילה היא רואה אוויר מלמטה בנוסף לאוויר מלפנים ולכן זווית ההתקפה שלה עולה ככל שהיא מגלגלת מהר יותר.
לכנף בה המאזנת יורדת יש מקדם עילוי גדול יותר בתחילת התנועה אך כאשר התנועה מתחילה היא רואה אוויר מלמעלה בנוסף לאוויר מלפנים ולכן זווית ההתקפה שלה קטנה ככל שהיא מגלגלת מהר יותר.
בשלב מסוים הכנף מגיעה לשיווי משקל ולקצב גלגול מרבי (לא מאיצה את הגלגול) במצב זה מקדמי העילוי של הכנף שמאל וכנף ימין זהים ולכן הקצב נשאר זהה, הפרשי הגרר הם זניחים יחסית לכוח האמיתי שגורם לסבסוב והוא כוח העילוי!!!
עקב הגלגול ושינוי זווית ההתקפה המקומית לאורך הכנף, ווקטור העילוי של הכנף היורדת זז לפנים ווקטור העילוי של הכנף העולה נע לאחרו ועל כן נוצר מומנט מסבסב שמקורו בעילוי ולא בגרר.


הכל רשום בפוסט שהפנתי אליו.

ORAN_T

הכנפונים בקצה הכנף של מטוסי נוסעים נמצאים שם לצורך שיפור תצרוכת הדלק, מורידים את צריכת הדלק בסדר גודל של 5% עד 7% במהירות השיוט בלבד שכן מקטינים את מערבולת קצה הכנף. זה נכון לכל כלי טייס אך ניתן לטוס גם בלעדיהם שכן הם לא מנדטוריים ליציבות כלי הטייס או לאיכות ההטסה שלו.

[Oran_T]

יכול להיות.
אבל ראיתי תוכנית בנישונל ג'אוגראפיק על ה A380 ומסבירים שם שבלי הכנפונים המטוס לא היה יכול לעוף כמו שצריך.

[יובל בן חיים]

כשאתם אומרים "כנפונים" אתם מתכוונים ל- winglets או slates ?
אגב, אל תתייחס יותר מדי לאלו שמתרגמים Power Off Landing ל-"נחיתה בלי חשמל" - וזו טעות קטנה, יחסית...

[umbo]

יכול להיות.
אבל ראיתי תוכנית בנישונל ג'אוגראפיק על ה A380 ומסבירים שם שבלי הכנפונים המטוס לא היה יכול לעוף כמו שצריך.

סתם הערה - מה שהם הסבירו או לחילופין מה שהבנת הוא מאוד לא נכון!
תפקיד כנפוני קצה כנף (winglets), בעקרון, הוא להקטין את הגרר כי הם מחלישים את מערבולות קצה הכנף (שאחראיות לחלק ניכר מהתנגדות הכנף) באותה הזדמנות הם גם מפחיתים את מעבר האויר בלחץ גבוה מתחתית הכנף לאזור הלחץ הנמוך מעל הכנף (שנעשה בחלקו דרך קצה הכנף שם מורכבים הכנפונים המדוברים) ולכן הם גם גורמים להגדלה בעילוי הכנף. להגיד שבלי זה המטוס לא היה ממריא - זו הגזמה פראית !
הפחתה זו של המערבולות שמקטינה את התנגדות המטוס מקטינה גם את תיצרוכת הדלק שלו - כאן היתרון הגדול, לא בעצם יכולת הטיסה שלו.

[umbo]

לא נכון להסתכל על זווית ההתקפה. הסתכלות זו רלוונטית רק למנהרות רוח בהן הדגם מקובע ולחלקיק השנייה לפני שהכנף מתחילה לגלגל בפועל בכלי הטייס.
בפועל, לכנף בעלת המאזנת היורדת יש זווית התקפה קטן יותר מאשר לעולה. זו נגרם כתןצאה מדינמיקת הכנף.
כאשר הכנף מגלגלת, זווית ההתקפה שונה בכל נקודה ונקודה על גבי הכנף עקב הגלגול, ככל שיוצאים לכיוון קצה הכנף הזווית גדולה/רקנה יותר עקב החיבור הווקטורי בין מהירות הטיסה לקצב הגלגול.
לכנף בה המאזנת עולה יש מקדם עילוי קטן יותר בתחילת התנועה אך כאשר התנועה מתחילה היא רואה אוויר מלמטה בנוסף לאוויר מלפנים ולכן זווית ההתקפה שלה עולה ככל שהיא מגלגלת מהר יותר.
לכנף בה המאזנת יורדת יש מקדם עילוי גדול יותר בתחילת התנועה אך כאשר התנועה מתחילה היא רואה אוויר מלמעלה בנוסף לאוויר מלפנים ולכן זווית ההתקפה שלה קטנה ככל שהיא מגלגלת מהר יותר.
בשלב מסוים הכנף מגיעה לשיווי משקל ולקצב גלגול מרבי (לא מאיצה את הגלגול) במצב זה מקדמי העילוי של הכנף שמאל וכנף ימין זהים ולכן הקצב נשאר זהה, הפרשי הגרר הם זניחים יחסית לכוח האמיתי שגורם לסבסוב והוא כוח העילוי!!!
עקב הגלגול ושינוי זווית ההתקפה המקומית לאורך הכנף, ווקטור העילוי של הכנף היורדת זז לאחרו ווקטור העילוי של הכנף העולה נע לפנים ועל כן נוצר מומנט מסבסב שמקורו בעילוי ולא בגרר.



הכל רשום בפוסט שהפנתי אליו.

.

לדעתי הפוך - השרטוט נכון, מה שכתבת הפוך. וקטור העילוי של הכנף העולה (השמאלית) נע לאחור..... ולכן החרטום נע נגד כוון הסיבוב ...... טעות, טועים, טעינו......

[roydor]

צודק, השרטוט נכון, ההסבר נכון, המשפט המסכם התפקשש, נתקן לטובת הדורות הבאים

[pomerus]

יש לי גם שאלה בנושא (ותודה על השרשור המצויין ! )
אנחנו משתמשים בביטוי "כוח עילוי" והרבה זמן אני מנסה להבין למה הכוונה. הנה ההבנה שלי כרגע
יש כוח עילוי אחד של ברנולי - הבדל במהירות זרימת האוויר יוצר הבדל בלחץ האוויר על הכנף. לכן הפרופיל ה"קלאסי" קמור למעלה ושטוח למטה. כשמגדילים את זווית ההתקפה וכול עוד נשמרת זרימת אוויר רציפה על הכנף, העילוי עולה (וגם הגרר) עד לגבול ההזדקרות ששם ניתקת זרימת האוויר. היתרון - עילוי גבוה יחסית לגרר ש"משלמים" עליו
ויש כוח עילוי אחר (?) של ניוטון, למשל בהגה גובה שזז כולו (קינטיק סתם כדוגמא). שם כול המשטח מקבל זווית לזרימת האוויר, ומאלץ את האוויר לכיוון מסוים, ולפי חוק הפעולה/תגובה של ניוטון מופעל על המשטח כוח זהה בעוצמתו והפוך בכיוונו. כאן אין ענין עם זרימה למינרית וחתחותים ומערבולות. הגה זז ומופעל כוח. כמו שמוציאים יד מחלון מכונית נוסעת ומשנים את זווית כף היד ומרגישים את הכוח שהאוויר מפעיל

עד כאן ההבנה שלי נראית לי נכונה, ואשמח לשמוע אם אני טועה.

והשאלה - האם במאזנות יש מצב שבו עוברים מכוח עילוי "ברנולי" (כנראה בזוויות קטנות של המאזנת) לכוח עילוי "ניוטון" (בזוויות הגדולות יותר)?
האם בטיסן 3D עם מאזנות שלוקחות כמעט חצי כנף למשל העילוי מהמאזנות הוא "ברנולי" או "ניוטון"?
או בטיסן שהכנף היא "קרש בלי פרופיל" (טיסן קאפה למשל), האם יש בכלל מה לדבר על "זרימת אוויר" וזווית התקפה, או שזה רק ניוטון טס שם?

אותי זה מאוד מבלבל, ויכול להיות שחסר לי כאן משהו בסיסי בהבנה. יכול להיות שההבדלה שעשיתי כאן בכלל לא רלוונטית... אשמח מאוד להבהרה