כיוון זנב במסוקים, בעיות זנב ופתרונן – כל התורה כולה

[Friman]

לפני שאכתוב ולו מילה אחת - אתחיל בזה שללא ספק יש מטיסי מסוקים מנוסים פי כמה וכמה ממני בכיוון מסוקים וביתר פירוט בכיווני זנב. אני כותב את הבסיס שלימדו אותי בתחילת הדרך בצירוף הנסיון שצברתי בשנה וחצי האחרונות בתחום, עם לא מעט כיווני זנב בדרך... אני מזמין בשמחה את הותיקים והמנוסים ממני להעיר, לתקן ולהוסיף כל מה שנראה לכם חשוב בעניין זה, במטרה לגבש בסיס ידע מגובש בנושא מורכב זה של כיווני זנב במסוקים...

המאמר הזה התחיל בפוסט שכתבתי בתגובה לשאלה בנושא בעיית זנב במסוקים, ולאור התגובות לאותו הפוסט החלטתי לרכז מאמר מרוכז לטובת המתחילים בתחום המסוקים בנושא כיוון זנב ופתרון בעיות זנב. אכן יש סיבה מדוע שאלות בנושא שמירת זנב ובעיות זנב חוזרות כל כך הרבה – כיוון שמדובר במכלול המורכב ביותר והמועד ביותר לבעיות במסוקים.
אז אתחיל בהסתייגות קטנה – כל הכתוב לעיל נועד להעשיר את הידע של מטיס מתחיל +, בכדי לעזור להגיע לאופטימיזציה של תיפקוד הזנב ולסייע בפתרון בעיות. יחד עם זאת מטיס "ירוק" לחלוטין מומלץ שייעזר במטיס מנוסה יותר בכיוונים הראשוניים לזנב; גם למטיס "ירקרק" שנתקל בבעיות זנב אני ממליץ בחום להיעזר במטיסים מנוסים יותר כיוון שהמידע שאציג כאן לא מחליף את הנסיון בפועל שצוברים ככל שמטיסים, מכוונים ומתקנים יותר. אין תחליף לנסיון, ובמשולב עם המידע המתאים תקבלו נוסחא מנצחת.
נתחיל בהסבר פשוט על מנגנון הזנב ומדוע בעצם הכל כל כך מורכב.. בסיבוב הלהבים הראשיות בצירוף הפסיעה (זווית הלהבים) בלהבים הראשיות, מתקבל כח העילוי של המסוק. לא ניכנס לנושא, זה לא מעניינינו כאן. מה שכן מעניינינו כאן זה שמעבר לעילוי, ככל שמהירות הראש גבוהה יותר וכן ככל שהפסיעה גדולה יותר (וזה לא משנה אם מדובר בפסיעה חיובית או שלילית), נוצר כח נוסף המשפיע על המסוק וזה מומנט סיבובי שמסובב את גוף המסוק בניגוד לכיוון תנועת הלהבים. ברוב המסוקים הלהבים הראשיות נעות עם כיוון השעון, משמע המומנט הסיבובי שנוצר נוטה לסובב את המסוק עצמו כנגד כיוון השעון (אף שמאלה, זנב ימינה) ולתנועה זו בא מנגנון הזנב להתנגד. מנגנון הזנב מתחיל מסרבו הזנב שמושך פושרוד - מוט פלדה שמחובר לסרבו מצד אחד בבול לינק ומצד שני לזרוע 90 מעלות (ועובר בתוך מובילי פושרוד מפלסטיק שמוודאים שהתנועה ישרה), והזרוע 90 מעלות ממירה את התנועה של הפושרוד לאורך הבום, לתנועה ניצבת לבום – היא מניעה סליידר על ציר הזנב, והסליידר בתורו באמצעות זרועות מושך את הגריפים של הזנב פנימה או החוצה וכך משנה את הפסיעה של להבי הזנב. מהירות רוטור הזנב תלויה במסוקים 6 ערוצים במהירות הראש ולמעשה השינוי בהתנגדות הזנב למומנט הסיבובי תלויה בפסיעה של להבי הזנב (למעט מסוקים בהם הזנב מונע במנוע נפרד אך אלו היוצאים מהכלל, ולא אתייחס אליהם כאן). תנועה של הסליידר פנימה לכיוון הבום תביא ברוב המסוקים לסבסוב ימינה ואילו תנועת הסליידר החוצה תביא ברוב המסוקים לסבסוב שמאלה.
מה תפקידו של הג'יירו? כתוצאה מסיבות יזומות על ידי המטיס כמו גם סיבות חיצוניות בלתי נשלטות, עשוי להיות שינוי בעומס לו צריך רוטור הזנב להתנגד. הסיבות היזומות הן בעיקר שינוי בפסיעת להבי הראש ומהירות הראש כתוצאה משינויים במצערת, עלייה בשני גורמים אלו מביאים למומנט סיבובי גדול יותר של גוף המסוק ולכן רוטור הזנב צריך להתנגד יותר לסבסוב באמצעות הגדלת הפסיעה בלהבי הזנב. גורמים חיצוניים עשויים להיות רוח צד שמכה במסוק בהפתעה ומסובבת את הזנב, אפקט הקרקע ועוד. בכל אופן הג'יירו הינו רכיב היודע להמיר תנועה סיבובית לכדי אות חשמלי, ומורה בעצם לסרבו הזנב באיזו מידה לשנות את הפסיעה בלהבי הזנב באופן רציף כדי לשמור את הזנב ישר בהתאם לכיוון שבוחר המטיס, מעבר לשינויים במומנט הסיבוב ומעבר לגורמים החיצוניים. יש שני פרמטרים שחשוב לציין בנוגע לג'יירואים לפני הכל – מצב, והגבר (GAIN):
מצב העבודה של הג'יירו: ישנם שני מצבים בסיסיים, "שומר זנב" ו"לא שומר זנב". אני לא מציין את השמות באנגלית כי הם שונים בין שלטים שונים, תבינו את ההבדל בין המצבים ותדעו לזהות בשלט שלכם איזה שם מתייחס לאיזה מצב (ברוב הג'יירואים בהם נתקלתי במצב "שומר" יש נורה ירוקה דולקת ובמצב "לא שומר" דולקת נורה אדומה, אבל אני לא בטוח שבכל הג'יירואים שקיימים בשוק זה ככה, תבדקו בהוראות היצרן על מנת לוודא). במצב "שומר זנב" השמירה על כיוון הזנב ביחס למרחב הוא אבסולוטי, כלומר גם אם המסוק טס הצידה, הג'יירו ישאף לשמור על כיוון האף לאותו כיוון במרחב בלי קשר לאיזה כיוון טס המסוק במרחב. על מנת להפשיט, קחו את המסוק ביד ו"הטיסו" אותו לאחד הצדדים, בציר הAILERON – כשהאף נמצא תמיד קדימה. במצב "שומר זנב" הג'יירו ישאף לשמור על האף בצורה זו, תמיד מצביע לאותו כיוון אבסולוטי ללא קשר לכיוון תנועת המסוק עצמו. לעומת זאת במצב "לא שומר זנב" הג'יירו ישאף שהאף יפנה תמיד לכיוון התנועה של המסוק במרחב – כלומר אם תטו את המסוק הצידה בציר הAILERON האף יסבסב לאותו הכיוון שהמסוק עצמו נע בו במרחב. אופציה זו נוחה מאד בטיסנים ומשפרת בעיה של פניות לא מתואמות ומסייעת בנחיתות, במסוקים היא פחות נפוצה; אנו משתמשים במצב "לא שומר זנב" לכיוון מכאני של הזנב (שם אנחנו לא רוצים שהג'יירו ישמור על כיוון האף במרחב על מנת שנוכל לוודא שהכיוון המכאני שלנו נכון ושומר את האף בכיוון הנכון גם ללא עזרת הג'יירו). יש סגנונות הטסה בהם נוח להשתמש במצב "לא שומר זנב" בטיסה עצמה אבל כיוון שזה פחות נפוץ בארץ אני לא אפרט כאן, מה גם שאני לא ממש בקיא בנושא. מצב הג'יירו נקבע מהמשדר באמצעות מתג, גם כאן אני לא אכנס לכיצד מפעילים פונקציה זו כיוון שזה שונה משלט לשלט; עיינו בהוראות היצרן של השלט שלכם, סביר שתמצאו שם הסבר כיצד להשתמש בתפריט הג'יירו.
הגבר (GAIN): המידה שבה הג׳יירו מגביר את תגובת סרבו הזנב כדי לתקן ולפצות על תנועת סבסוב. נהוג לומר בהפשטה שזו מידת הרגישות של הג׳יירו אבל למעשה זה לא מדוייק, הג׳יירו רגיש תמיד באותה המידה רק מידת התגובה שלו לכל שינוי משתנה על פי הגיין שנקבע. בג׳יירו רגיל במסוק פלייבר יש גיין רק למישור הסבסוב, במערכות פלייברלס יש גיין נפרד לכל אחד ממישורי התנועה. בכל אופן הגיין הספציפי לזנב מוגדר כמעט תמיד מערוץ נפרד במשדר, גם במסוקי פלייברלס וגם במסוקי פלייבר. ברוב המשדרים המודרניים יש אפשרות להגדיר גיין נפרד למצבי הטיסה השונים כיוון שבאיידל כשמהירות הראש גבוהה יותר נדרש פחות גיין דיגיטלי (לרוב באיידל 1 מכוונים 2-3% פחות גיין מבנורמל)- זאת עקב האפקט הצנטרפוגלי הגבוה יותר במהירות ראש הגבוהה יותר באיידל, שמגביר את היציבות ולכן נדרש פחות הגבר מהג׳יירו. יש ג׳יירואים מסויימים שניתן לכוון בהם את הגיין גם בג׳יירו עצמו באופן ידני. אגב כשאני מתייחס כאן לכיווני ג'יירו זה היינו אך לגבי ג'יירו חד צירי רגיל של מסוק פלייבר, או פונקציית ג'יירו הזנב במערכת פלייברלס – בהן יש לפונקציית ג'יירו הזנב תפריט נפרד לרוב והגיין ומצב ג'יירו הזנב נקבעים מהשלט בדיוק כמו בג'יירואים הרגילים של מסוקי פלייבר.

אז לכיוון הזנב עצמו, נתחיל במה חשוב לוודא בבדיקות לפני טיסת הכיוונים, ולפני שמנסים לפתור כל בעיה שהיא שקשורה למנגנון הזנב:
1. נבדוק את כל תמסורת הזנב, וודא שהתנועה חלקה לכל אורכה: שהפושרוד נע חלק במובילים שלו, שאין ״בטן״ בפושרוד לכל אורכו גם כשהסרבו הכי פנימה וגם כשהכי החוצה, שציר הזנב ישר ושהסליידר נע עליו חלק בלי תקיעות, שזרוע ה90 מעלות לא נתקעת. רצוי לשמן את מובילי הפושרודים ואת ציר הזנב; אני מעדיף ספריי שימון על בסיס סיליקון שלא נדבר אליו אבק ולא מותיר שאריות שמנוניות, אבל גם שמן מכונות תפירה יעשה את העבודה. יש כאלו שמורחים מעט גריז על ציר הזנב עצמו.
2. אם הסרבו יושב על הבום בתושבת סרבו תלויה נבדוק שאין החלקות של התושבת על הבום, לא קדימה אחורה ולא בסיבוב על גבי הבום. אם הבום יושב בתושבת בתוך הגוף נוודא שהוא מקובע היטב למקומו ולא זז בתושבת.
3. נבדוק שאין לך TRIM ולא SUB TRIM (ראה הערה מס' 1) על ערוץ הזנב. לא משתמשים בטרים על ערוץ זה, זה מבלבל את הג׳יירו שמפרש את הטרים כתנועה מכוונת מהמשדר ומוריד את רגישות התיקון לשינויים לא יזומים על ידי המטיס במצב זה. בניגוד לטיסנים, במסוקים פחות מומלץ להשתמש בTRIM לכיוונים, עדיף לכוון לפני הכל מכאנית, ובמיוחד בזנב - אם צריך לכוונן את הזנב עושים זאת מכאנית ולא דיגיטלית.
• כלל הזהב אומר שבמסוקים תמיד נעדיף כיוון מכאני על פני כיוון דיגיטלי – אם הכל מכוון נכון מכאנית, הכיוונונים הדיגיטליים הם רק FINE TUNINNG, הפינאלה של הפינאלה. אם לעומת זאת מנסים לחפות על בעיה בכיוונון המכאני באמצעות TRIM ו SUB TRIM מוגזמים נקבל הגבלה בתנועת הסרבואים, אי סימטריות בטווח התנועה של הסרבואים, ירידה בנצילות הרוטור הראשי ועוד ועוד שלל בעיות שניתן ורצוי לפתור לפני הכל בכיוונונים מכאניים נכונים וטובים.
4. נבדוק את עקומות המצערת שלנו. עקומת המצערת בנורמל אמורה לעלות מ0 בתחתית הסטיק עד איזור ה70-80% באמצע סטיק (נקודת הריחוף) ומשם והלאה להשאר יחסית שטוחה, גג לעלות ב10% עד קצה הסטיק העליון. קפיצות במצערת במהלך הטיסה מבלבלות את הג׳יירו כיוון שבשינויים בסטיק הקולקטיב נקבל לא רק שינוי בפסיעה עימה מתוכנן הג'יירו להתמודד, אלא גם שינויים במהירות הראש; שינוי פתאומי גם בפסיעה וגם במהירות הראש יחד מביא לשינוי מהיר וחזק מדי בטורק הסיבובי, חזק מכדי שהג'יירו יצליח לתקן אותו.
• הערה בעניין עקומות – לכל מסוק יש מהירות ראש מומלצת לנצילות מיטבית וליציבות מירבית. הדרך לחישוב אחוז המצערת הנכון במצב ריחוף ובמצב טיסה מעבר לריחוף היא באמצעות הכפלת מתח תא בודד 3.7V במספר התאים, הכפלת נתון זה בנתון הKV של המנוע, הכפלת מספר זה במספר השיניים של הפיניון וחלוקת המספר שמתקבל במספר השיניים שעל הגג"ש הראשי. נקבל את מהירות הראש המקסימלית שהמסוק שלנו יכול לייצר ב100% מצערת. כעת נשווה למהירות הראש המומלצת על ידי היצרן (לפי מצבי הטיסה השונים, נורמל איידל 1 ואיידל 2) ונמצא את אחוז המצערת הנדרש כדי שמהירות הראש שלנו תהיה מיטבית בכל מצב טיסה.
5. נבדוק את שלמות להבי הזנב, שלא משופשפים מדי, שמאוזנים במשקל ביניהם, שלא שבורים וסדוקים. בדוק שהם מהודקים אך לא יתר על המידה, צריך להיות חופש תנועה כדי לאפשר ללהבים להתיישר מכח האינרציה הסיבובית כשרוטור הזנב מסתובב, אבל שלא יהיה ״מידלדל״. גם הידוק יתר של להבי הזנב וגם רפיון מוגזם גורמים לבעיות בזנב. גם בלהבי הראש אגב צריך לשמור על חופש תנועה קל, אך לא מעבר לכך.
6. להבי ראש לא מאוזנות עשויות לגרום ויברציות שמבלבלות את הג׳יירו וגורמות לרעידות אקרעיות בזנב. כדאי לבדוק שלהבי הראש מאוזנות ועל הדרך לבדוק גורמי ויברציות אחרים - האם הצירים ישרים, מאשינג נכון במנוע(ראה הערה מס' 2), שהמיסבים הראשיים תקינים. אם יש טורק טיוב לוודא שהמאשינג שם תקין והתנועה חלקה.
7. בשימוש בבקר של אליין, נוודא שלא הגדרנו אותו על מצב גוברנור (ראה הערה מס' 3). הגוברנור המובנה בבקרים של אליין בעייתי מאד, הוא מייצר שינויים מהירים מדי במהירות הראש, והשינויים המהירים הללו מבלבלים את הג'יירו. בברירת מחדל של בקרי אליין לא מוגדר מצב גוברנור, אז זה רק אם כיוונת בעצמך. אם לא הגדרת בקר זה הזמן לעשות זאת ולכייל טווח מצערת. במידה והבקר שברשותך הינו של CASTLE CREATIONS או כל בקר אחר עם פונקציית גוברנור מובנה איכותית – מומלץ מאד להשתמש בפונקציית הגוברנור, זה יעשה את הטיסה יותר נוחה וחלקה באופן כללי וגם ישפר את שמירת הזנב, שוב רק במידה והגוברנור המובנה בבקר מוצלח; בבקרי קאסל הגוברנור מצויין ומומלץ בחום להשתמש בו.
8. באמצע סטיק הזנב (במצב לא שומר זנב בג׳יירו), זרוע הסרבו צריכה להיות כמה שיותר קרוב ל90 מעלות. אם לא בדיוק - לא מתקנים בסאב טרים! רצוי לשאוף להגיע כמה שיותר קרוב ל90 מעלות באמצעים מכאניים – לנסות הורנים שונים, לסובב את ההורן בכמה זוויות שונות – לפעמים יש אי סימטריות במבנה ההורן וסיבוב שלו לצד השני (כמובן רק בהורנים עם כמה זרועות, כך שנותרת זרוע במיקום המתאים לשליטה בפושרוד הזנב) יביא את הזרוע הרלוונטית קרוב יותר ל90 מעלות. אם לא מגיעים בדיוק בדיוק ל90 מעלות – עדיין לא מתקנים בSUB TRIM! הנזק מתיקון בSUB TRIM בזנב גדול יותר מאשר סטייה קלה של ההורן מ90 מעלות במרכז הסטיק.
9. באמצע סטיק זנב להבי הזנב צריכים להיות בהטיה קלה ימינה, ברוב המסוקים זה אומר שהסליידר של הזנב מעט פנימה לכיוון הבום ביחס לאמצע. אני מדבר על זווית קטנה בין הלהבים.. דרך טובה לבדוק זה לקפל את הלהבים בזנב כלפי מעלה ב90 מעלות לאותו כיוון, באמצע הסטיק במצב לא שומר צריכה להיכנס ביניהם בקצה אצבע קטנה במסוק 450, בערך. זו נקודה סבירה להתחיל ממנה כיוונון זנב מדוייק יותר באוויר. במסוק 500 – בוהן ממוצעת... עם הזמן תפתחו את התחושה הנכונה להעריך מהיכן להתחיל את כיוון הזנב המכאני, כמובן זה לא במקום כיוונון מדוייק יותר באוויר, רק "כלל אצבע" (משחק מילים משעשע ) לנקודת פתיחה להתחיל ממנה.
• חשוב להעיר שהחוברות של אליין מנחות לכוון את זווית להבי הזנב כך שבאמצע סטיק הזווית היא 0 בין להבי הזנב, והסליידר בדיוק באמצע ציר הזנב. מהנסיון שלי ההמלצה הזו בעייתית, ולא פגשתי עדיין מטיס אחד שמכוון ככה את הזנב. לא יודע למה אליין ממשיכים לדבוק בהנחיה הזו בחוברת שלהם, זו אחת ההסתייגויות הבודדות שיש לי מהחוברות שלהם.

10. לפני העלייה לטיסת כיוון זנב, נוודא שהגיין בג׳יירו מוגדר לערך הצפוי, גם במצב שומר וגם במצב לא שומר. אצלי באורורה 9 זה עומד על סביב 34%, אבל זה משתנה משלט לשלט וממסוק למסוק. מומלץ לצפות בסרטון של מוטי ברטוב על כיוון זנב ובמיוחד בנושא גיין אמיתי בג׳יירו, ואיך מחשבים מה הגיין הנדרש בשלט כדי להגיע לגיין האמיתי שצפוי להיות הנכון למסוק שלך. הנה קישור לשרשור של מוטי, הסרטונים הם בגדר צפיית חובה לכל בונה מסוקים מתחיל: http://www.efly.co.il/forums/showthr...E4%EB%F0%FA%E9. בהזדמנות זו המקום האישי שלי להודות למוטי ברטוב על תרומתו הענקית לכל מתחיל בתחום המסוקים עם סרטוני ההדרכה המפורטים והמקצועיים... המאמר הנוכחי לא בא במקום הסרטונים של מוטי עליהם כאמור אני ממליץ לכל מתחיל, אלא בהרחבה להם.
כדאי לוודא שהשינוי שאתה מבצע בהגדרות בשלט בא לידי ביטוי בג׳יירו עצמו כי לפעמים מסתבר בסוף אחרי הרבה כאב ראש שביזבזת את זמנך ועצביך לחינם בנסיונות עקרים לכיוון הגיין ולפתרון בעיות הקשורות בגיין, כיוון שפונקציית הג'יירו פשוט לא הוגדרה נכון בשלט (זה קרה לי בתחילת הדרך) – הבדיקה (על הקרקע) פשוטה, כוון לערך גיין גבוה וסבסב פיזית את הזנב, שים לב באיזו מידה סרבו הזנב משנה את פסיעת רוטור הזנב כפיצוי לסבסוב שביצעת. כעת הנמך את הגיין בשלט לערך נמוך מאד וחזור על התנועה, הסרבו אמור לתקן כעת הרבה פחות. אם אכן שינוי בגיין המוגדר בשלט מביא לשינויים במידת התיקון של סרבו הזנב כתגובה לסבסוב המסוק (זו למעשה משמעות המושג GAIN= מידת ה"הגבר") – זה אומר שאכן שינויי הגיין מהמשדר מגיעים נכון אל הג'יירו. אם זה לא קורה, מצא את חוברת ההפעלה של השלט שברשותך וחפש מה לא הגדרת נכון. חשוב לוודא שכיוון התיקון של הג׳יירו נכון ולא הפוך. בהזדמנות זו נוודא גם שהDELAY מוגדר נכון בהתאם לגודל המסוק, לרוב יש בחירה בין "מסוקים קטנים" (250-450) ל"מסוקים גדולים" (500 ומעלה) בבחירת הDELAY. אני לא מכיר מספיק את נושא הDELAY ולכן לא ארחיב בנושא, מה גם שאם פשוט בוחרים על פי גודל המסוק אין כל כך מה להתעסק עם זה.
11. בשלב זה נדרשת הגדרת לימיטים בזנב לג׳יירו, על פי הוראות היצרן של הג'יירו. לימיטים משמעם הגדרה לג'יירו מה הגבול המקסימלי לתיקון, שמעבר אליו תנועה נוספת של הסרבו לא תביא לשינוי נוסף בפסיעת רוטור הזנב, אלא תאמץ לחינם את סרבו הזנב בנסיון לדחוף עוד את הסליידר שהגיע לקצה הטווח שלו. כיוון נכון של לימיטים הינו (במצב כיוון לימיטים, שוב – בכל ג'יירו זה מוגדר אחרת) הגעה עד לקצה הציר בכיוון מסויים, ואז חזרה קלה אחורה, כך שכשנניע את סרבו הזנב ימינה ושמאלה לא יישמע שהסרבו מתאמץ מאמץ יתר באף אחד מהקצוות. כמובן את כיוון הלימיטים עושים לשני הכיוונים בנפרד, לימיט שמאל לרוב ראשון ואחריו לימיט ימין (כך זה מוגדר בכל הג'יירואים שנתקלתי בהם).