משטחי היגוי (תעופה)

משטח אווירודינמי המשמש לשליטה במטוס במעופו באוויר

משטחי היגויאנגלית: Flight Control Surfaces וכן Flight Controls) הם משטחים אווירודינמיים המשמשים לשליטה במטוס במעופו באוויר. משטחי היגוי מתחלקים לשתי קבוצות עקרוניות: משטחי היגוי ראשיים ומשטחי היגוי משניים — משטחי עזר.

דוגמה לממשק ניהוג קלאסי של מטוס
תרשים דוגמה למשטחי היגוי במטוס בואינג 727

משטחי היגוי ראשייםעריכה

 
פרוט של משטח מאזנת

משטחי היגוי ראשיים הם משטחי היגוי השולטים במטוס בצירי התנועה הראשיים - עלרוד, גלגול וסבסוב. ההגאים הללו מופעלים ישירות על ידי ממשק ההיגוי של הטייס - מוט היגוי ודוושות.

מאזנותעריכה

  ערך מורחב – מאזנות

מאזנות הן משטחים המותקנים על קצוות שפת הזרימה של הכנפיים ונעים בצורה הפרשית — אחד נגד השני. משום שהם נמצאים בקצוות הכנפיים הרחק ממרכז הציר האורכי, ולכן הם מסובבים את כלי הטיס סביב הציר הזה ושולטים על המטוס בציר הגלגול. במטוסי סילון הטסים במהירויות גבוהות לרוב משתמשים בהגאים נוספים בשביל לעזור בגלגול בתנאים אלו הכנפיים מסוגלות להתעוות יתר על המידה. לעיתים משתמשים במאזנות מהירות גבוהה — משטחים קטנים באמצע אורך הכנף במקום בקצה ובמחבלים.

הגאי גובהעריכה

  ערך מורחב – הגה גובה

הגאי גובה המותקנים בזנב המטוס הרחק ממרכז המסה של המטוס ועל גבי שפת הזרימה של מייצבי הגובה ועל ידי עלייה או ירידה יוצרים מומנט סיבובי סביב הציר הרוחבי של המטוס ועל ידי זה שולט על זווית העלרוד של המטוס. לעיתים הגאי גובה נבנים כמשטח סנפיר גדול המשלב את מייצב הגובה ונעים כמקשה אחת.

הגה כיווןעריכה

  ערך מורחב – הגה כיוון

הגה כיוון הוא משטח המותקן על גבי מייצב הכיוון בזנב המטוס והרחק ממרכז המסה של המטוס. על ידי תנועה ימינה ושמאלה של המשטח הוא יוצר מומנט סיבובי סביב הציר האנכי. למרות היותו אחד המשטחים העיקריים הוא לא משמש כמשטח המכוון את כלי הטיס בציר הכיוון שכן פניות מתבצעות על ידי גלגול ולא על ידי כיוון. במקום זאת המשטח משמש בשביל ביטול החלקות ויצירת טיסה ופניות מתואמות, ביטול גרר מאזנות.

הגאים משולביםעריכה

ישנם מספר סוגי הגאים ראשיים המשלבים עקרונות פעולה של מספר הגאים ראשיים ומשניים:

  • פלפרון (Flaperon) - כאשר הכנף כוללות משטח היגוי אחד לכל אורכה ניתן לשלב פעולה של מאזנת ומדף במשטח זה, כאשר מוסיפים תנועה הפרשית על גבי שלב הפריסה של המשטח.
  • אלוון (Elevon) - במטוסי כנף דלתא ללא זנב שבה כנף הדלתא נמשכת עד לסוף מבנה המטוס ההגה בשפת הזרימה של הכנף ישלב פעולה של הגה גובה ומאזנות, כאשר ההגאים זזים בצורה סימטרית, המטוס יגיב בעלרוד, כאשר ההגאים זזים בצורה הפרשית המטוס יגלגל.
  • טיילרון (Taileron) - במהירות גבוהה מאזנות יכולות לעוות את הכנפיים יתר על המידה, בעוד במטוסי נוסעים נוהגים להשתמש במחבלים או מאזנות מהירות גבוהה, במטוסי קרב, במיוחד אלה בעלי כנף גאומטריה משתנה, לא מסוגלים לשלב משטחים מיוחדים למהירות גבוהה. במקום זאת, במהירות גבוהה מטוסים בעלי משטחי הגה גובה אחידים ישתמשו בתנועה הפרשית בשביל לגלגל את המטוס.
  • ספוילרון (Spoileron) - במטוסים גדולים ומטוסים בעלי כנף גאומטריה משתנה מחבלים מסייעים או אף מהווים את ממשק השליטה העיקרי בגלגול. באופן פעולה זה של מחבלים רק בכנף אחת המחבל יפתח, העילוי עליה ייהרס והיא תרד מטה, תוך גלגול של המטוס.

משטחי היגוי משנייםעריכה

משטחי היגוי משניים מספקים יכולת מסוימת של שליטה על מעטפת הטיסה של כלי הטיס כדי שכלי הטיס יוכל להשיג ביצועים שלא אפשריים במצב רגיל. לדוגמה, מדפים עוזרים למטוס לטוס במהירויות נמוכות בהן תצורת כנפי המטוס לא מאפשר טיסה - בהמראה או נחיתה. לרוב משטחים אלה נשלטים על ידי הטייס על ידי מפסקים או ידיות בתא הטייס, או בצורה אוטומטית על ידי מערכת בקרת הטיסה של המטוס.

מדפיםעריכה

 
תמונה הממחישה את שני סוגי משטחי המדף. בקדמת הכנף פרוש מדף שפת התקפה מסוג כנפון, ובשפה האחורית של הכנף פרוס מדף שפת זרימה מחורץ
  ערך מורחב – מדף (תעופה)

מדפי שפת התקפהעריכה

מדפי שפת התקפה מקלים על זרימת האוויר להיצמד לכנף ועל ידי כך מגדיל את זווית ההתקפה הקריטית של הכנף, שימושי בעיקר בשלבי ההמראה והנחיתה. במטוסי קרב המשטח נשלט על ידי מערכת בקרת הטיסה ומסייע בתמרונים חריפים.

מדפי שפת זרימהעריכה

מדפי שפת הזרימה מגדילים את קמרון הכנף ואיתן מגדילים עילוי וגרר ומאפשרים לכנף לתפקד במהירויות נמוכות יותר, שימושי בעיקר בשלבי ההמראה והנחיתה, נשלט לרוב על ידי ידית מדפים בתא הטייס.

מחבלי זרימהעריכה

  ערך מורחב – ספוילר (תעופה)

מחבלי זרימה הם משטחים המותקנים בשפה העליונה של הכנף שתפקידם להקטין את עילוי כלי הטיס וכן מוסיפים גרר. במטוסי נוסעים מחבלי זרימה מסייעים לכלי טיס להאט ומונעים את הסיכון בהתרוממות לאוויר במהלך נחיתה לאחר הנגיעה בקרקע. במהלך שאר הטיסה, מסייעים המדפים בגלגול.

מעצור אווירעריכה

  ערך מורחב – מעצור אוויר

מעצור אוויר או מעצור צלילה מאפשר שליטה על הגרר של כלי הטיס ומאפשר להקטין את המהירות במהלך הנמכה, נחיתה או צלילה. במטוסי קרב מעצור האוויר נשלט על ידי מפסק על גבי המצערת.

לוחוני קיזוזעריכה

  ערך מורחב – קיזוז (תעופה)

לוחוני קיזוז הם משטחים קטנים המותקנים על גבי המשטחים הראשיים ועל ידי תנועה לאחד הצדדים, המשטח משנה את נקודת האיזון של המשטח מבחינת הגרר ועל ידי כך משנים את מצב האמצע של ההגאים ומאפשרים להקטין את העומס על הטייס שיכול במקום לתפעל את ההגאים הראשיים בצורה מתמדת לקזז את כלי הטיס למצב היציב ולתת לכלי הטיס להטיס את עצמו.

קנארדעריכה

  ערך מורחב – קנארד
 
תמונה הממחישה קנארד נע - מטוס יורופייטר טייפון בהמראה עם משטח הקנארד פונה לכיוון זרימת האוויר

במטוסים בעלי כנף דלתא משתמשים במשטח קנארד המסייע בייצוב זרימת האוויר בצידו העליון של הכנף, מוסיף מעט עילוי בקדמת מרכז המסה ומקטין את הנטייה של מטוסי כנף דלתא להיות יציבים יתר על המידה.

סוג נוסף של קנראד נקרא קנראד נע המסוגל לנוע ומגדיל את יעילותו על ידי הכוונתו לכיוון זרימת האוויר (על פי זווית ההתקפה).

ראו גםעריכה

קישורים חיצונייםעריכה

  מדיה וקבצים בנושא משטחי היגוי בוויקישיתוף