משטחי בקרה, לשוניות והתקני עילוי – מבחן אווירודינמיקה רת״א

משטחי בקרה ראשיים

משטח	ציר	הערות
הגאים (Ailerons)	גלגול	בכיוונים הפוכים: הגה שמאל למעלה, ימין למטה – גלגול שמאלה
הגה גובה (Elevator)	עלרוד	מוט אחורה – הגה גובה למעלה – האף עולה
הגה כיוון (Rudder)	סבסוב	דוושה ימנית – הגה ימינה – האף ימינה

כיוון תנועת הגאים – כלל

הזיזו את ההגה ימינה (גלגול ימינה): ההגה הימני עולה, השמאלי יורד. הכנף השמאלית מקבלת יותר עילוי ועולה.

סבסוב שלילי (Adverse yaw)

בגלגול, ההגה שיורד מגדיל את העילוי – וגם את הגרר המושרה של הכנף העולה. התוצאה – האף פונה לכיוון ההפוך לפנייה.

פתרונות:

פתרון	איך
הגאים דיפרנציאליים	ההגה העולה זז יותר מההגה היורד
הגאי Frise	שפת ההתקפה של ההגה העולה בולטת מתחת לכנף – מוסיפה גרר בצד הנכון
חיבור הגאים-הגה כיוון (Interconnect)
ספוילרים	בכנף העולה – מקטינים עילוי ומוסיפים גרר בצד הנכון
תיאום עם הגה כיוון	הטייס

משטחים משולבים

משטח
Stabilator	מייצב אופקי שזז כולו – במקום הגה גובה. לרוב עם לשונית נגד-סרוו (Anti-servo) שנותנת ״תחושה״ ומונעת רגישות יתר
Ruddervator	זנב V – כל משטח עושה עבודה של גובה וכיוון. מערבל (Mixer) מכני
Elevon	כנף דלתא – הגה גובה והגאים
Flaperon	מדף והגה
Taileron	מייצב אופקי שזז בנפרד בכל צד – גם לגלגול

לשוניות (Tabs)

לשונית	מה עושה	כיוון ביחס למשטח
טרים (Trim tab)	מחזיקה את המשטח בעמדה בלי כוח מהטייס. מכוונת מהתא	הפוך
מאזנת (Balance tab)	מחוברת למבנה – זזה אוטומטית הפוך וכך מקטינה כוח	הפוך
נגד-מאזנת (Anti-balance / Anti-servo)	זזה באותו כיוון – מגדילה כוח; לייצוב ותחושה (Stabilator)	אותו כיוון
סרוו (Servo tab)	הטייס מזיז רק את הלשונית, והזרימה מזיזה את המשטח	הפוך
קפיץ (Spring tab)	עוזרת רק כשהכוח גבוה (מהירות גבוהה)	הפוך
לשונית קבועה (Ground adjustable / Fixed)	מכופפת בקרקע לתיקון נטייה קבועה	–

דוגמה: לשונית טרים של הגה גובה

כדי שהאף יעלה (הגה גובה למעלה): הלשונית יורדת – הזרימה דוחפת אותה למעלה, והיא מעלה את קצה ההגה.

איזון משטחים

איזון אווירודינמי: חלק מהמשטח לפני הציר (Horn / Inset hinge) – מקטין את הכוח לטייס.
איזון מסה (Mass balance): משקולת לפני הציר – מעבירה את מרכז הכובד של המשטח קדימה – מונעת רפרוף (Flutter).

התקני עילוי גבוה

מדפים (Flaps)

סוג	תיאור	השפעה
פשוט (Plain)	חלק מהשפה האחורית מתכופף	עילוי + גרר
מפוצל (Split)	רק החלק התחתון יורד	הרבה גרר
מחורץ (Slotted)	חריץ בין המדף לכנף – אוויר מהיר זורם דרכו ומעכב הפרדה	יותר עילוי
פאולר (Fowler)	נע אחורה וגם יורד – מגדיל את שטח הכנף וגם את הקמבר	הכי הרבה עילוי
מחורץ כפול / משולש	מטוסי נוסעים

השפעות הורדת מדפים: עילוי עולה, מהירות ההזדקרות יורדת, גרר עולה, האף נוטה לרדת או לעלות לפי המטוס, וזווית ההתקפה הקריטית יורדת מעט.

התקני שפת התקפה

התקן	תיאור
חריץ קבוע (Fixed slot)	פתח בשפת ההתקפה – אוויר זורם לחלק העליון
חרטום נע (Slat)	נפתח קדימה – יוצר חריץ. אוטומטי (בלחץ אווירודינמי) או מופעל
מדף קרוגר (Krueger flap)	נפתח מתחת לשפת ההתקפה קדימה
שפת התקפה משתנה (Droop)	השפה מתכופפת למטה

התקני שפת התקפה – מאפשרים זווית התקפה קריטית גבוהה יותר.

ספוילרים ובלמי אוויר

ספוילרים (Spoilers): על הכנף – מקטינים עילוי ומגדילים גרר. בטיסה – לגלגול ולירידה (Flight spoilers); בנחיתה – Ground spoilers / Lift dumpers – מעבירים משקל לגלגלים לבלימה טובה.
בלמי אוויר (Speed brakes): גרר בלבד.

מחוללי מערבולות (Vortex generators)

להבים קטנים על הכנף – מערבבים אוויר מהיר לשכבת הגבול – מעכבים הפרדה, משפרים יעילות הגאים, ובמהירות גבוהה מעכבים הפרדה אחרי גל הלם.

מערכות בקרה

מערכת	תיאור
מכנית – כבלים	כבלים, גלגלות ומוטות. הנפוצה במטוסים קלים
מכנית – מוטות דחיפה (Push-pull rods)	מוטות קשיחים – פחות כוונון
מוטות פיתול (Torque tubes)	צינור שמסתובב
הידראולית עם סרוו	מטוסים גדולים. תחושה מלאכותית (Artificial feel)
Fly-by-wire	חשמלית/דיגיטלית – מחשב מפרש את הפקודות. הגנות מעטפה
Fly-by-light	סיבים אופטיים

מאפיינים אווירודינמיים נוספים בכנף

התקן	תפקיד
גדר כנף (Wing fence)	לוחית אנכית על הכנף המשוכה – עוצרת זרימה צידית לכיוון הקצה ומעכבת הזדקרות קצה
שן כלב (Dogtooth / Sawtooth)	מדרגה בשפת ההתקפה – יוצרת מערבולת שפועלת כמו גדר
פסי הזדקרות (Stall strips)	משולשים בשפת ההתקפה ליד השורש – השורש מזדקר קודם
מחוללי מערבולות	מעכבים הפרדה
כנפונים (Winglets)	מקטינים גרר מושרה
חרטום עם הקדמה (Leading edge cuff / Droop)	מגדיל זווית הזדקרות בקצה
Nacelle strakes / Chines	לוחיות על תא המנוע – מערבולת שמשפרת זרימה על הכנף בזווית גבוהה
לשונית Gurney (Gurney flap)	פס קטן בשפה האחורית – עוד עילוי

נקודות למבחן

הגה ימינה – הגה ימני למעלה.
סבסוב שלילי – הגאים דיפרנציאליים, Frise.
לשונית טרים – הפוך למשטח; נגד-מאזנת – באותו כיוון.
סרוו – הטייס מזיז רק את הלשונית.
איזון מסה – משקולת לפני הציר, מונעת רפרוף.
פאולר – מגדיל שטח – הכי הרבה עילוי.
Slat – זווית התקפה קריטית גבוהה יותר.
Ground spoilers – משקל לגלגלים.