זנב T ...הידעת של בזוקה כזה

[ראובן ניסן]

זנב T ...הידעת של בזוקה כזה

שאלה נשאלת מאוד אצל טייסים (ובזה נזכרתי כשקראתי את הדיון על הקומנדור) היא מדוע למטוסים יש זנב T ...? ניתן לראות הבדלים במטוסי לאנס השונים, במטוסים של ביצ´קראפט אם אינני טועה , ועוד המון מטוסים אחרים. בכל פעם ששאלתי מישהו הוא אמר לי שזה "עניין של עיצוב" או "אופנת ייצור" ועוד כאלו וכאלו משגלי-מוחין דלוחים. אז יום אחד עיינתי במגאזין תעופה אחד כשלפתע הוארו עיני: כותרת ענק WHY T? וכמובן שלא היה אכפת לי מכלום - נשארתי שם וקראתי את כל הכתבה. הכתבה ארוכה היתה, ארוכה ומיגעת... לכן עבדכם הנאמן יקצר ויסביר שפשוט ישנם מטוסים שבהם נדרש מייצב כיוון גדול במיוחד (עקב סיבות שונות : מנוע עם הספק גדול,מאזנות גדולות במיוחד ותכנונים אווירודינמיים שונים) אבל אף אחד לא רוצה לטוס במטוס שנראה כמו ברווז, ובטח לא במטוס שלא נכנס להנגר ושאי אפשר לעבור איתו בטיסה הפוכה מתחת לגשר הירקון.... (הגזמתי? טוב אז על הקריטריון האחרון אני מוותר) ולכן היה צריך למצוא פיתרון. כולנו מכירים את העניין של WINGTIPS ... אותם כנפונים אנכיים בקצה הכנף שמונעים השוואת לחצים בין המיתר העילי והתחתי,ובכך משפרים פלאים את היעילות האוירודינמית. אז העיקרון הוא זהה: שים את המייצב גובה,במקום למטה,בשורש הזנב, מעליו - וכך תשפר (חינם כביכול) את היעילות האוירודינמית של הזנב,ולכן תוכל,על חשבון השיפור הזה , להקטינו. (תודה בשם הנהלת הירקון , אגב) אבל ירידה וקוץ בה. מסתבר (ולקח זמן להסתברות הזו לצוף) שהקונפיגירציה הזו,עקב המיקום המחודש של הגה הגובה,והשפעות זרימה עליה, מחדדת את נטייתו של המטוס להכנס לסחרור ועוד יותר מחדדת את הנטייה שלו לא לצאת ממצבים אלו. (אולי זו גם הסיבה להתנהגות המוזכרת של מטוסי הסקיפר..אם כי אני מסופק מלשון ספק כמובן,טוב,גם לא מלשון ספק) במטוסים גדולים שלא מציירים דובוני איכפת לי בשמיים ופשוט משמשים לתובלה של נוסעים וכדומה - זה ממש לא משנה. במטוסים קטנים שלפעמים רוצים קצת להתאבד איתם , זה בהחלט מקל על ההתאבדות. אלו היו שישים שניות על זנבות T . אני מבקש את הנייר של הבזוקה להשליך לפח.

 

[ארז רביב]

Tיזכרו את זה.....

היי ראובן, יש כמה דברים שאני למדתי אחרת על זנבות הT. הסיבה הראשונה לעשות זנב T היא לא לשם יציבות אורכית. בשביל זה יש את ההארכה של הזנב מקדימה. הסיבה העיקרית לייצר זנב T היא להרחיק את המייצב מההשפעה של הכנף (שכאמור מזיזה קצת את האוויר). לגבי סחרור (ואת זה אני יודע מטיסנים) זנב T יוצא ממש גרוע מסחרור הפוך! לגבי שאר הסחרורים הוא פשוט אידיאלי. מה שקורה בסחרור בד"כ זה BLANKETING (כיסוי) של הזנב ע"י המייצב. כלומר המייצב מייצר מערבולות ש"מכסות" את הזנב ומקשות את היציאה מסחרור. זה למה שמהנדסי אוירונאוטיקה דואגים בד"כ להעביר את הגה הכיוון דרך המייצב כמו בצסנה. אז מה הקונפיגורציה הגרועה ביותר? אתה מכיר אותה. זה הזלין. תהית לפעמים למה כ"כ קשה לצאת מסחרור בזלין אחרי 2 סיבובים? זאת בדיוק הסיבה. עוד בעיה של זנב T היא מבנה. יופי של רעיון לשים משקולת בריאה בקצה של הזנב... בדיוק איפה שהיא יכולה לשבור אותו. נזכרתי בעוד יתרון של זנב T... אפשר להתחבא מתחתיו כאשר יורד גשם. (רמז לכל הנוסעים לאושקוש

)

 

[flugzeug]

ראובן ידידי, זה מזכיר לי את הבדיחה

הידועה: " הכל נכון, רק שזה יעקב ולא מוישה, מכונית ולא אופנוע, ולא קנה אלא גנבו לו". ( פלוני משיב לאלמוני ששואל "תגיד, זה נכון שמוישה קנה אופנוע חדש?") אז ככה. 1. ההסבר שקראת על זנב T מטעה . אני נותן את הקרדיט לכותב המאמר המקורי , שהעדיף לכתוב דברים לא מדוייקים אבל שיהיו ברורים לקהל הרחב. הטענה שזנב T משפר את "יעילות" המייצב האנכי ולכן מאפשר את הקטנתו פשוט לא נכונה. (כאן אני מדבר על "יעילות" באותו מובן של הכנף, כלומר אני בפירוש מתייחס למה שכתבת.) הפרכה- למעט כאשר טסים בהחלקה, אין עומס על מייצב הכיוון. אין עומס- אין השוואת לחצים. אין השוואת לחצים- אין גרר מושרה. Q.E.D. ועכשיו תשאל " ומה קורה בהחלקה, כשיש עומס" ? אז יש קצת גרר. אז מה. אני לא זוכר שראיתי בשום מקום התייחסות לתכן של מייצב אנכי כדי להשיג מינימום גרר מושרה. זה דבר ששמור בד"כ לכנפיים בלבד. אני לא אומר שאין שום קשר בין גודל הזנב האנכי והמיקום של המייצב האופקי. אבל בהחלט לא מדובר במשהו חותך וחד כמו הטענה שבדבריך. (בלי שום קשר, רק על מנת להפריך את הטענה , מטוסים בעלי זנב T דווקא מתאפיינים בזנב אנכי גדול ומרשים בהחלט.) 2. ואם כבר מדברים על winglets ... הכנפונים האלו רחוקים מלשפר פלאים את היעילות האוירודינמית. עושה רושם שהציבור הרחב מתלהב מהם הרבה יותר מהאוירודינמיקאים בלבד. כנפוני קצות כנף מתוכננים בקפידה רבה, לנקודת עבודה מסויימת וקבועה. בכל מצב טיסה אחר הם יזיקו יותר מאשר יועילו, כל שכן אם נשים אותם על מטוס אחר, למשל. כנפוני קצות כנף משמשים בעיקר כהתקנה על תיכנון קיים על מנת להגדיל טווח/MTOW מבלי להגדיל את מוטת הכנף. אם עומדת בפניך משימה לתכנן כנף חדשה "יעילה" יותר, אתה תבחר להאריך את המוטה , ולא באופציה של הכנפונים. בכל מקרה, הרווחים שמקבלים זעומים. אז למה בכל זאת רואים אותם? כי זה טוב מבחינה שיווקית. אני רציני להחריד.

 

[אריאל אריאלי]

כנפוני קצות כנף

אני חושב כי יש מידה מסויימת של חוסר הבנה של "פעולת" כנפוני קצות הכנף. בדרך כלל חושבים כי הם נועדו למניעת מערבולות קצות הכנף (בעצם היותם כעין "חייץ" בין חלקה התחתון של הכנף לחלקה העליון) אולם, מסתבר כי יש להם השפעה נוספת, ואולי אפילו חשובה יותר. מאחר והפרופיל של הכנפונים דומה לפרופיל הכנף, נוצר איזור שבו לחץ האויר נמוך בהרבה (כמעט מחצית) עקב העובדה כי באיזור החיבור שבין קצה הכנף האופקית לכנפון ישנה לחץ מופחת גם בשל העקימון העליון של הכנף עצמה וגם בשל העקימון הפנימי של הכנפון. כך שהערך המוסף של הכנפון מתבטא גם בהפחתת הגרר הנוצר מהמערבולות וגם מקטין את הלחץ מעל הכנף - מגדיל את העילוי האפקטיבי של הכנף. אריאלי

 

[ארז רביב]

ואם נקח את זה טיפה הלאה

הרעיון מאחורי הכנפונים הוא לנצל חלק מהאנרגיה שמתבזבזת ביצירת מערבולות (פועל יוצא של כל כנף) ולהחזיר את זה למטוס. ונכון, האפקט הוא כמו הגדלה של יחס המימדים שזה בעצם אומר הפחתה של מערבולות קצה כנף שזה אומר..... YOU GET THE PICTURE

 

[flugzeug]

לא כל כך מדוייק

האפקט המתואר הוא דווקא אחת הבעיות החמורות עם כנפוני קצות כנף. החל מהנקודה בה הלחץ מתחיל לעלות בחזרה והלאה לכיוון שפת הזרימה, נוצרים ניתוקים חזקים ( בדיוק בגלל גרדיאנט הלחץ המוגבר ) וזה מוסיף המוווון גרר. לכן בתכנונים חדשים רואים כנפונים שמתחברים אל הכנף בקשת עם רדיוס ניכר, או שיש פיירינג יפה . וזה בדיוק מהסיבות הנ"ל. דרך פעולת הכנפונים די דומה למה שארז מתאר. כידוע, בקצה הכנף יש מערבולת המשרה זרימה פנימה מעל הכנף, וזרימה החוצה מתחת לכנף. לכן, אם נשים מעל הכנף כנפון מסובב קצת החוצה, נקבל רכיב של עילוי בכיוון קדימה, כלומר-דחף. כנ"ל מתחת לכנף, שם הכנפון מסובב פנימה. עם קצת דמיון, אפשר לומר שבעצם צמד הכנפונים הם מעין מדחף, רק שכאן המדחף עומד והזרימה סובבת. אפשר לנמק את פעולת הכנפונים בכך שהם "מסדרים" את הזרימה ומחלישים את מערבולות קצה הכנף. ובכן, זה בדיוק אותו הדבר. כדי ליצור דחף דרושה אנרגיה, והאנרגיה הזו נלקחת ממערבולות קצה הכנף. השיוויון הנ"ל נובע מהמשוואות הבסיסיות של מכניקת הזורמים. ופה יש רמז לבאות. אם הכנפונים מייצרים דחף , הרי שהם מייצרים... מערבולות משל עצמם. כלומר- שכרנו יצא בהפסדנו. שוב אנחנו למדים ש"אין ארוחות חינם", ו"בשביל כבוד צריך לעבוד". אי אפשר לייצר עילוי בלי לייצר גרר מושרה, ואת זה אפשר היה לנבא מתוך התבוננות בשימור אנרגיה והחוק השני של התרמודינמיקה בלבד.