להב פועל כמו כנף, אבל בעוד שבכנף הזרימה היחסית פוגעת בשפת ההתקפה בצורה אחידה, הרי שבמדחף, בגלל המהירות הסיבובית, הזרימה פוגעת בלהב בזויות שונות לאורך הלהב, כפונקציה של מרחק הנקודה משורש הלהב. זוית הפיתול פותרת חלק מבעיה זו, אך לא לחלוטין (מפני שמהירות התנועה קדימה משפיעה גם היא על זוית ההתקפה, והמהירות משתנה וכן הסל"ד משתנה).
אפשר לפרק את הכוחות הפועלים על הלהב ל-
א. עילוי הניצב לזרימה היחסית (כמו עילוי על כנף שהוא בערך בניצב למיתר הכנף). כזכור מדובר רק על רכיב העילוי הפועל אכן בניצב לזרימה היחסית, כשאנו מזניחים את רכיבי העילוי הפועלים בזוית שונה ומתבזבזים או גורמים לגרר מסוים.
ב. גרר הפועל במקביל לזרימה היחסית (אבל לכוון ההפוך).
אפשר גם לפרק את הכוחות הפועלים על הלהב, באופן שונה:
א. רכיב המקביל למישור הסיבוב של המדחף, אבל פועל בכוון (הסבוב) המנוגד לו, כלומר יוצר גרר, ונקרא מומנט הפיתול של המדחף - PROPELLER TORQUE.
ב. רכיב הניצב למישור הסיבוב של המדחף, ונקרא "סחב/דחף". בדרך כלל ציר המדחף נמצא בניצב למישור הסיבוב שלו ואז הדחף/סחב מקביל לציר המדחף וכוון הטיסה.
מומנט הפתול של המדחף הוא הכח המתנגד לתנועתו הסיבובית של המדחף. כמו שכנף מייצרת עילוי כדי להתגבר על המשקל, כך הלהב מייצר סחב כדי להתגבר על מומנט הפיתול של המדחף.
השפעת מהירות הטיסה וסל"ד המנוע על יעילות המדחף במדחף עם פסיעה קבועה:
שנוי באחד ממרכיבי המהירות השקולה, משפיע גם על המהירות השקולה וגם על הזוית בה תוקפת הזרימה השקולה את הלהב, היינו זוית ההתקפה. במילים אחרות: אם נגדיל את מהירות הזרימה הנובעת מההתקדמות קדימה, תקטן זוית התקפה, ולהיפך. מדוע?
יש להבין שהכוון ממנו מגיע הזרימה הסיבובית של האוויר שונה מהכוון ממנו מגיעה הזרימה הנעובעת מהתנועה קדימה.
הזרימה הנובעת מהמהירות הסיבובית, באה מהצד/מלמטה/מלמעלה - אבל לא מקדימה. המדחף סובב והלהבים "חותכים" את האוויר "העומד" סביבם. אין זרימה של אוויר מקידמת המטוס לאחוריו כי המטוס עומד במקום. אם לדוגמא הלהב מצביע על השעה 3 הרי שהוא "חותך" את האוויר המגיע כביכול מכוון השעה 6. אם הלהב מצביע על השעה 12, הרי שהוא "חותך" את האוויר המגיע כביכול מהשעה 3 וכן הלאה.
לעומת זאת, הזרימה הנובעת מהתנועה קדימה, מגיעה מקדימה.
ככל שמהירות המטוס קדימה גדלה, גדלה השפעת הזרימה עקב התנועה קדימה על שקול הזרימה. השקול יטה יותר ויותר קדימה.
בשרטוט שראינו הממחיש את זוית ההתקפה ?, ראינו שזוית ההתקפה כלואה בין מיתר הלהב לבין שקול הזרימה. לכן אם שקול הזרימה נוטה קדימה, זוית ההתקפה חייבת לקטון. ניזכר שוב בשרטוט:
כעת נציג בצורה סכמתית את מה שהסברנו במילים. ראשית נראה סכמה כללית:
למען הקיצור נשתמש בסימונים הבאים:
Vrot - מהירות הזרימה הסיבובית.
Vfwd - מהירות הזרימה עקב התנועה קדימה.
Vres - מהירות הזרימה השקולה.
כעת נראה מה יקרה לזוית ההתקפה - אם נגדיל את מהירות הזרימה עקב התנועה קדימה: כפי שאמרנו, שקול הזרימה יתקרב יותר למיתר הלהב, ולכן זוית ההתקפה תקטן.
כעת נקטין את מהירות המטוס, ונראה כיצד גדלה השפעת המהירות הסיבובית על שקול הזרימה, כלומר שקול הזרימה מתרחק ממיתר הלהב ומגדיל על ידי כך את זוית ההתקפה.
אם הסל"ד קבוע, כוון הזרימה היחסית וזוית ההתקפה נקבעים על ידי מהירות ההתקדמות, אשר עומדת ביחס הפוך לזוית ההתקפה.
מדחף עם פסיעה קבועה מתוכנן ליעילות רק במצב של שילוב אחד מסוים בין סל"ד ומהירות ואז הוא נותן דחף/סחב אופטימלי.
סיכום ביניים:
הגדלת המהירות מסיטה קדימה את הכוון ממנו פוגעת הזרימה השקולה בלהב, כלומר "המרחק" בין מיתר הלהב לזרימה היחסית קטן והתוצאה היא שזוית ההתקפה קטנה.
הגדלת הסל"ד מסיטה הצידה את כוון פגיעת הזרימה השקולה של הלהב, והתוצאה היא הגדלה של זוית ההתקפה.
זוית ההתקפה הגדולה ביותר תושג כאשר המנוע בסל"ד מירבי והמטוס עומד, כמו במצב של לפני תחילת ריצת המראה עם כח מנוע מלא. עם עזיבת הבלמים, עולה מהירות ההתקדמות של המטוס ולכן זוית ההתקפה קטנה. הקטנת זוית ההתקפה מקטינה את הגרר המושרה של המדחף, וכיון שהגרר קטן, הסל"ד עולה.
עלייה במהירות ההתקדמות של המטוס יכולה להוריד את זוית ההתקפה וכתוצאה מכך להקטין את הסחב/דחף עד כדי כך שבשלב כלשהו המטוס יהיה במהירות כזאת שלא תאפשר עוד למדחף לייצר עוד סחב/דחף.
אפשר לפרק את הכוחות הפועלים על הלהב ל-
א. עילוי הניצב לזרימה היחסית (כמו עילוי על כנף שהוא בערך בניצב למיתר הכנף). כזכור מדובר רק על רכיב העילוי הפועל אכן בניצב לזרימה היחסית, כשאנו מזניחים את רכיבי העילוי הפועלים בזוית שונה ומתבזבזים או גורמים לגרר מסוים.
ב. גרר הפועל במקביל לזרימה היחסית (אבל לכוון ההפוך).
אפשר גם לפרק את הכוחות הפועלים על הלהב, באופן שונה:
א. רכיב המקביל למישור הסיבוב של המדחף, אבל פועל בכוון (הסבוב) המנוגד לו, כלומר יוצר גרר, ונקרא מומנט הפיתול של המדחף - PROPELLER TORQUE.
ב. רכיב הניצב למישור הסיבוב של המדחף, ונקרא "סחב/דחף". בדרך כלל ציר המדחף נמצא בניצב למישור הסיבוב שלו ואז הדחף/סחב מקביל לציר המדחף וכוון הטיסה.
מומנט הפתול של המדחף הוא הכח המתנגד לתנועתו הסיבובית של המדחף. כמו שכנף מייצרת עילוי כדי להתגבר על המשקל, כך הלהב מייצר סחב כדי להתגבר על מומנט הפיתול של המדחף.
השפעת מהירות הטיסה וסל"ד המנוע על יעילות המדחף במדחף עם פסיעה קבועה:
שנוי באחד ממרכיבי המהירות השקולה, משפיע גם על המהירות השקולה וגם על הזוית בה תוקפת הזרימה השקולה את הלהב, היינו זוית ההתקפה. במילים אחרות: אם נגדיל את מהירות הזרימה הנובעת מההתקדמות קדימה, תקטן זוית התקפה, ולהיפך. מדוע?
יש להבין שהכוון ממנו מגיע הזרימה הסיבובית של האוויר שונה מהכוון ממנו מגיעה הזרימה הנעובעת מהתנועה קדימה.
הזרימה הנובעת מהמהירות הסיבובית, באה מהצד/מלמטה/מלמעלה - אבל לא מקדימה. המדחף סובב והלהבים "חותכים" את האוויר "העומד" סביבם. אין זרימה של אוויר מקידמת המטוס לאחוריו כי המטוס עומד במקום. אם לדוגמא הלהב מצביע על השעה 3 הרי שהוא "חותך" את האוויר המגיע כביכול מכוון השעה 6. אם הלהב מצביע על השעה 12, הרי שהוא "חותך" את האוויר המגיע כביכול מהשעה 3 וכן הלאה.
לעומת זאת, הזרימה הנובעת מהתנועה קדימה, מגיעה מקדימה.
ככל שמהירות המטוס קדימה גדלה, גדלה השפעת הזרימה עקב התנועה קדימה על שקול הזרימה. השקול יטה יותר ויותר קדימה.
בשרטוט שראינו הממחיש את זוית ההתקפה ?, ראינו שזוית ההתקפה כלואה בין מיתר הלהב לבין שקול הזרימה. לכן אם שקול הזרימה נוטה קדימה, זוית ההתקפה חייבת לקטון. ניזכר שוב בשרטוט:
כעת נציג בצורה סכמתית את מה שהסברנו במילים. ראשית נראה סכמה כללית:
למען הקיצור נשתמש בסימונים הבאים:
Vrot - מהירות הזרימה הסיבובית.
Vfwd - מהירות הזרימה עקב התנועה קדימה.
Vres - מהירות הזרימה השקולה.
כעת נראה מה יקרה לזוית ההתקפה - אם נגדיל את מהירות הזרימה עקב התנועה קדימה: כפי שאמרנו, שקול הזרימה יתקרב יותר למיתר הלהב, ולכן זוית ההתקפה תקטן.
כעת נקטין את מהירות המטוס, ונראה כיצד גדלה השפעת המהירות הסיבובית על שקול הזרימה, כלומר שקול הזרימה מתרחק ממיתר הלהב ומגדיל על ידי כך את זוית ההתקפה.
אם הסל"ד קבוע, כוון הזרימה היחסית וזוית ההתקפה נקבעים על ידי מהירות ההתקדמות, אשר עומדת ביחס הפוך לזוית ההתקפה.
מדחף עם פסיעה קבועה מתוכנן ליעילות רק במצב של שילוב אחד מסוים בין סל"ד ומהירות ואז הוא נותן דחף/סחב אופטימלי.
סיכום ביניים:
הגדלת המהירות מסיטה קדימה את הכוון ממנו פוגעת הזרימה השקולה בלהב, כלומר "המרחק" בין מיתר הלהב לזרימה היחסית קטן והתוצאה היא שזוית ההתקפה קטנה.
הגדלת הסל"ד מסיטה הצידה את כוון פגיעת הזרימה השקולה של הלהב, והתוצאה היא הגדלה של זוית ההתקפה.
זוית ההתקפה הגדולה ביותר תושג כאשר המנוע בסל"ד מירבי והמטוס עומד, כמו במצב של לפני תחילת ריצת המראה עם כח מנוע מלא. עם עזיבת הבלמים, עולה מהירות ההתקדמות של המטוס ולכן זוית ההתקפה קטנה. הקטנת זוית ההתקפה מקטינה את הגרר המושרה של המדחף, וכיון שהגרר קטן, הסל"ד עולה.
עלייה במהירות ההתקדמות של המטוס יכולה להוריד את זוית ההתקפה וכתוצאה מכך להקטין את הסחב/דחף עד כדי כך שבשלב כלשהו המטוס יהיה במהירות כזאת שלא תאפשר עוד למדחף לייצר עוד סחב/דחף.
משה - מדריך טיסה
http://www.tayas.co.il
http://www.tayas.co.il
