|
האתגר במהירויות אוויר לביצועים בדאייה
נכתב על ידי Jim D. Burch. תרגום: דני שטרנפלד
חמישי, 02 נובמבר 2006
האתגר במהירויות אויר לביצועים בדאיה
אחרי שמונה עשרה שנים כבוחן מטעם ה-FAA, הגעתי למסקנה שרבים מטייסי הדאונים והמדריכים אינם מרגישים לגמרי בנוח עם הקשרים שבין ביצועים, מהירויות אוויר ועקומות פולאריות. אם גרפים נראים לך כמו יותר מדי מתמטיקה, יתכן שההסבר הבא יעזור.
נניח שיש לנו ארבעה דאוני שוויצר SGS 1-26, זהים מלבד בצבעם. עבור הניסוי שלנו נטיס אותם במהירויות וקצבי שקיעה כמתואר בטבלה:
מהירות אוויר 13 מ'/ש' 15.5 מ'/ש' 21 מ'/ש' 31 מ'/ש'
קצב שקיעה 0.92 מ'/ש' 0.82 מ'/ש' 0.97 מ'/ש' 1.6 מ'/ש'
אם ארבעת הדאונים יוצאים בו זמנית וטסים באותו כוון, מראה מהצד יראה כך. כעבור דקה, מיקומם יחסית לנקודת ההתחלה יראה ע"י גרף המרחק. מכאן שהדאון הכחול טס 780 מטרים אופקית ו-55.2 מטרים אנכית. בדומה לכך הדאון הירוק טס 930 מטרים אופקית ו-49.2 מטרים אנכית, הדאון הצהוב טס 1260 מטרים אופקית ו-58.2 מטרים אנכית והדאון האדום טס 1860 מטרים אופקית ו 96 מטרים אנכית.
כעת אם נחבר בין הדאונים בקו חלק ונחליף את יחידות המרחק ביחידות מהירות, הרי שנקבל את העקומה הפולארית של השוויצר SGS 1-26.
נניח שהתחלנו את התרגיל כשהדאונים בגובה של 100 מטר מעל הקרקע. הדאון האדום כבר נוחת ( למעשה מתרסק כי לא השארנו לו מרווח לפלייר ). אם נמשיך את ההנמכה עם יתר הדאונים עד שהכחול והצהוב יגיעו גם הם לקרקע, נראה מספר דברים. ראשית, הדאון הצהוב הרחיק טוס מהאחרים כשהוא מאבד 100 מטרים. הדאון הכחול נחת בערך באותו זמן אבל הרחיק הרבה פחות. הדאון הירוק עדיין באוויר, אבל הוא יתרסק על האדום אם זה לא יזוז משם במהירות.
לדאון הירוק יש את קצב השקיעה הנמוך מכולם. הוא ישאיר אותך באוויר למשך הזמן הארוך ביותר אך לא ירחיק טוס. שימו לב שנתיב הטיסה שלו חותך את העקומה הפולארית בשיאה.אם נעלה משיא העקומה אל ציר מהירות האוויר נקבל שהמהירות לשקיעה מינימאלית ( Minimum Sink ) עבור ה SGS 1-26 היא 15.5 מ/ש. אם נלך אופקית שמאלה מנקודת השיא נקבל שהשקיעה המינימאלית היא 0.82 מ/ש .
לדאון הצהוב יש את יחס הגלישה הטוב מכולם. משמעות הדבר היא שהוא ידאה רחוק יותר באוויר עומד מכל דאון אחר,עבור אותו איבוד גובה. קו מהראשית (נקודת ה 0,0 ) של הגרף המשיקה לעקומה הפולארית, מייצגת את נתיב הגלישה של הדאון הצהוב. אם נעלה מהנקודה בה הקו משיק לעקומה אל ציר מהירות האוויר, נגלה שהמהירות שנותנת את הגלישה המיטבית היא 21 מ\ש. אם נזוז אופקית שמאלה מנקודת ההשקה נקבל את קצב השקיעה המתאים, 0.97 מ\ש.
אם האוויר היה עומד ושקט, זה כל מה שהיינו צריכים לדעת על עקומות פולאריות. מהירות לשקיעה מינימאלית הייתה משאירה אותנו באוויר לזמן הארוך ביותר ומהירות לגלישה מיטבית הייתה מאפשרת לנו לגלוש למרחק מירבי. למזלם של טייסי הדאונים, האוויר נע לעיתים קרובות אנכית ואופקית. כשהאוויר עולה מהר מקצב השקיעה שלנו בתוכו, אנו מטפסים. כשהאוויר יורד, עלינו לשנות את מהירות הגלישה המיטבית כדי לשפר את נתיב הטיסה באוויר שוקע.
כדי לראות כיצד משפיע אוויר שוקע על הגלישה שלנו, הבה נשווה בין הדאון האדום לצהוב. אם שניהם נכנסים לאוויר ששוקע בקצב של 1.5 מ\ש, קצב השקיעה שלהם יגדל בהתאם. הדאון הצהוב שוקע עתה בקצב של 2.5 מ\ש ( 1 מ\ש יחסית לאוויר ועוד 1.5 מ\ש של שקיעת האוויר). הדאון האדום שוקע עתה בקצב של 3.1 מ\ש ( 1.6 + 1.5 ). שניהם נכנסים לגוש האוויר באותו גובה; מטרתנו היא לצאת מן העבר השני תוך איבוד גובה מינימאלי. למרות שהדאון האדום שוקע מהר יותר, הוא גם נע אופקית מהר יותר ( 31 מול 21 מ\ש). התוצאה היא שהוא יוצא מגוש האוויר השוקע בגובה רב יותר מהדאון הצהוב. לדאון האדום יש יחס גלישה טוב יותר, יחסית לקרקע לעומת הדאון הצהוב למרות שיחס הגלישה של הדאון הצהוב טוב יותר יחסית לגוש האוויר.
בודאי שמתם לב בינתיים שמהירויות הדאונים שלנו לא נבחרו באקראי. הדאון הירוק טס בקצב השקיעה המינימאלי ( minimum sink ), הדאון הצהוב טס במהירות הגלישה המיטבית (best glide , המכונה גם מהירות L/D מיטבית משום שיחס הגלישה באוויר עומד שווה ליחס שבין העילוי לגרר ) והדאון האדום טס במהירות-לטיסה ( speed-to-fly) המתאימה לSGS 1-26 באוויר השוקע בקצב של 1.5 מ\ש. לעת עתה נגדיר את המהירות-לטיסה כמהירות שתתן את הגלישה השטוחה ביותר גם ברוח וגם בזרמים אנכיים מפני שכך היא הוגדרה ע"י ה FAA. כעת בואו נראה כיצד ניתן לקבוע את המהירות-לטיסה מתוך העקומה הפולארית לכל קצב שקיעת האוויר. בדוגמאות הקודמות העקומה הפולארית הראתה את הביצועים יחסית לגוש האוויר בו טס הדאון. היא הייתה נכונה יחסית לקרקע רק באוויר עומד. כדי להיות נכונה יחסית לקרקע עליה לזוז בכוון ובשיעור של תנועת האוויר. בדוגמא זו האוויר שוקע בקצב של 1.5 מ\ש, לכן עלינו להוריד את העקומה ב1.5 מ\ש.
כדי לקבוע את המהירות-לטיסה לכל התנאים, נעביר משיק מראשית הצירים אל העקומה ואז נעביר קו מנקודת ההשקה אל ציר המהירות. במקרה זה נקבל 31 מ\ש. האם זה מפתיע ?
אילו ניסתם לקבוע את המהירות-לטיסה מעקומה פולארית, הייתם מגלים שזה לא נח לשרטט את העקומה מחדש לכל קצב שקיעת אוויר.
שיטה קלה יותר היא להעלות את ראשית הצירים במידה השווה לקצב שקיעת האוויר ואז להעביר משיק מאותה הנקודה אל העקומה המקורית. לשם עקביות, נניח שהאוויר שוקע בקצב של 1.5 מ\ש - נזיז את הראשית למעלה ב1.5 מ\ש. כעת בעזרת המשיק אנו מוצאים את אותה מהירות של 31 מ\ש שמצאנו בדוגמה הקודמת. בשימוש בשיטה זו יש לזכור שקצב שקיעת הדאון הוא סכום השקיעה יחסית לאוויר ושקיעת האוויר עצמו. במקרה זה 3.1 מ\ש ( 1.6 של הדאון + 1.5 של האוויר ).
נוכל להשתמש בשיטה זו לקביעת המהירות-לטיסה לכל תנועה של גוש האוויר. אם האוויר עולה נוריד את הראשית למטה בשיעור השווה לקצב העליה ונעביר משיק משם אל העקומה. כך נקבל מהירות המתאימה רק אם נטוס בקו ישר דרך העילוי. אם אנו מתכוונים להסתובב בעילוי, גורמים נוספים יקבעו את המהירות המיטבית לטיפוס.לרוח אף נזיז את הראשית ימינה בהתאם למהירות הרוח. לרוח גב נזיז את הראשית שמאלה.
נוכל גם לשלב תנועה אנכית ואופקית של האוויר. דוגמה זו מראה רוח אף עם שקיעה.
אתם בודאי חושבים "כל זה מאד מעניין, אבל איך נוכל להשתמש בזה באוויר. אני לא מתכוון לסחוב איתי שרטוטי עקומות בדאון ולהתחיל להעביר משיקים עבור כל מצב בו אני נתקל". אתם צודקים. את המידע שניתן כאן יש להפוך לתצוגה בתא הטייס או לכללי אצבע לשימוש בזמן טיסה.ראשית הבה נדון ברוחות אף וגב. יש להעריך את עוצמתן כדי להשתמש בכלל אצבע. אם תבדקו מספר מהירויות רוח בצורה גראפית תמצאו שנקודת ההשקה נעה בכמחצית משיעור התזוזה של הראשית. לפיכך, כלל אצבע טוב יהיה "האץ בכמחצית מהירות רוח האף והאט בכמחצית מהירות רוח הגב – יחסית למהירות-לטיסה בעילוי או שקיעה."
לעילוי ושקיעה דאונים מצוידים במכשיר המספק את המידע הדרוש. התהליך לקביעת המהירות-לטיסה נותן לנו את קצב שקיעת האוויר וקצב שקיעת הדאון באוויר. את סכום הערכים האלה ניתן לראות על הוואריו. נוכל לבחור מספר ערכי מהירות-לטיסה מייצגים ולהצמיד לפאנל שליד הוואריו. שיטה טובה יותר היא לרכוש טבעת מהירות לטיסה המתאימה לוואריו ולדאון שלנו. ניתן לכוון את הטבעת, אבל בשביל ההגדרה הנוכחית שלנו למהירות-לטיסה, עליה להיות מכוונת כך שהחץ על הטבעת מצביע על "0" על הוואריו. כשהוואריו מצביע על קצב שקיעה כלשהו, הוא גם מצביע על המהירות-לטיסה שתיתן את הגלישה השטוחה ביותר בתנאים אלה. דוגמא זו מראה מהירות-לטיסה משתנה בין 42 קשר ל 62 קשר עם שקיעה של 3 קשר.
אם כל רצונך הוא לדעת מספיק על ביצועי מהירויות אוויר כדי לעבור את מבחני הFAA תוכל כנראה לעצור כאן. הFAA רוצים שתבין די את המושגים כדי שלא תעשה דברים טיפשיים כמו לנסות להאריך את הגלישה על יד משיכה של הסטיק כשבעצם עליך לדחוף אותו.
את הקרדיט לפיתוח המושג של מהירות-לטיסה ( Speed To Fly ) מיחסים בדרך כלל לפול מקרידי ( Paul McCready ), וטבעת המהירויות שנדונה קודם מכונה לרב טבעת מהירות מקרידי. טיסות קרוס הנעזרות בתרמיקות מורכבות מטיפוס בטרמיקה אחת וגלישה אל הבאה. מקרדי ציין שעל המהירות-לטיסה בין טרמיקות להיות מבוססת על עוצמתן של התרמיקות. אם התרמיקות חזקות, ניתן לטוס מהר יותר מהמהירות-לטיסה שנותנת את הגלישה השטוחה ביותר.כך תאבד יותר גובה, אך תוכל לפצות על כך בכך שתטפס מהר יותר בתרמיקה הבאה. כך תגיע אל ראש התרמיקה הבאה מוקדם יותר מאשר אילו טסת במהירות נמוכה יותר.
אנו יכולים לנתח את המהירות-לטיסה במקרה זה בעזרת אותה טכניקה בה השתמשנו לקביעת המהירות לגלישה השטוחה ביותר באוויר שוקע, אלא שהפעם נזיז את ראשית הצירים לפי קצב הטיפוס לו אנו מצפים למצוא בתרמיקה הבאה במקום לפי קצב השקיעה של מסת האוויר. כדי להדגים את הדמיון בין המקרים, נניח קצב טיפוס של 1.5 מ\ש ונראה שהגרף זהה לזה של שקיעה של 1.5 מ\ש מלבד בכותרות של הצירים. הוא מראה שהמהירות לטיסה בין תרמיקות באוויר עומד היא 31 מ\ש אם מצפים לקצב טיפוס של 1.5 מ\ש בתרמיקה הבאה. יתרון נוסף הוא שניתן להעריך את מהירות הקרוס הממוצעת, כולל הזמן בו מבלים בסיבוב בתרמיקות, לפי הנקודה בה המשיק חוצה את ציר המהירות.
עכשיו אנו מבינים למה ניתן לסובב את טבעת המהירות סביב הוואריו. אם אנו מצפים לקצב טיפוס של 1.5 מ\ש, נכוון את החץ ל1.5 מ\ש. שימו לב שהמהירויות-לטיסה המתקבלות גבוהות יותר לכל קצבי השקיעה. בדוגמה זו, המהירות לטיסה באויר עומד היא 31 מ\ש בדיוק כמו שהראה הגרף. קצב השקיעה באוויר עומד הוא 1.5 מ"ש, בדומה לביצועי הדאון האדום בדוגמאות הקודמות.
יהיו טייסים שיטילו ספק בתבונה שבשימוש בקצב הטיפוס של תרמיקה שטרם הושגה. עליהם לנסות ולהיזכר בפעם האחרונה בה קיבלו החלטה המבוססת על נתונים מושלמים. במקרה זה, ניתן לבסס את ההערכה על קצב הטיפוס בתרמיקה האחרונה תוך שקלול התנאים בהמשך הדרך והאם נראה שהם משתפרים או מתדרדרים. ברגע שנבחר ערך, הוא עדיין נתון לשינויים. דרך טובה לחשוב על ערך מקרידי היא שהוא מייצג את קצב הטיפוס המינימאלי שהטיס מוכן להתעכב בגללו. ככל שהגובה יורד והסיכון לנחיתה מוקדמת גובר, הטייס הזהיר יהיה מוכן לקבל תרמיקות חלשות יותר, ועל טבעת המהירות להיות מכוונת בהתאם. על טיס נואש במיוחד לכוון את הטבעת לאפס כדי להרחיב את השטח לחיפוש תרמיקה.
נתוני הביצועים המובאים כאן מבוססים על SGS 1-26 במשקל כולל של 261 ק"ג כמתואר בנספח A של הספר The Joy of Soaring.
קיימת עקומה פולארית שונה לאותו דאון לכל משקל. ככל שעולה המשקל, נעה העקומה מטה וימינה והופכת שטוחה יותר במקצת, אך עדיין שומרת בקירוב על צורתה. מהירות האוויר וקצב השקיעה עולים עבור אותן נקודות על העקומה אך היחסים ביניהם נשמרים. דאון קל ודאון כבד יגיעו ליחס גלישה מיטבי אך במהירויות שונות. זו הסיבה לנשיאת משקולת (ballast) לשיפור ביצועי הדאיה כשהתרמיקות חזקות מספיק, למרות הפגיעה בקצב הטיפוס.
לחצו כאן כדי לדבר על פרסום זה בפורום תגובות לפרסומים. (0 הודעות)
________________________________________
המאמר המקורי נכתב ע"י Jim D. Burch ותורגם ברשותו.
עידכון אחרון ( ראשון, 12 נובמבר 2006 )
סגור חלון
|
פורום 
