ميكانيكيون وديناميكات
أثر ارتفاع مستوى الرفع الأجهزة على متن الطائرات الأراضي العابرة للقرن
Table of Contents
مقدمة
وتأتي هذه العمليات التي تُستخدم في عملياتها، وتُستخدم في عملياتها، وتُستخدم في عملياتها، وتُستخدم في عملياتها، وتُستخدم فيها عمليات السطو على الطرق البرية، وتُستخدم في الوقت نفسه، وتُستخدم فيها وسائل التحكم في الأرض، وتُستخدم في إطارها وسائل التحكم في الآبار، وتُستخدم في ذلك في إطار عمليات الارتداد، وتُحدث في الوقت نفسه آثاراً على سرعة الارتفاع.
أساسيات الأجهزة العليا
وتعمل أجهزة رفع عالية بزيادة معامل رفع الجناح الأقصى، مما يسمح للطائرة بالطيران بسرعة أقل دون توقف، وفي تشكيلة الهبوط، تمتد هذه الأجهزة من الطرفين الرئيسيين والمتقطنين، مما يغير من حجم الكامبر وطول الشورت، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في حجم المواصلات بتكلفة زيادة الجر، وتمتد العائلتان الرئيسيتان من أجهزة رفع عالية إلى أطراف ذات فتحات وقطع مختلفة.
Leading-Edge Slats
فالأسطح المتحركة التي تنتشر من الطرف الرئيسي للجناح، وعندما تمتد، تخلق هذه الصفائح فترة ضيقة بين القشرة والجنحة الرئيسية، كما أن الهواء العالي الضغط من تحت الجناح يتسارع من خلال هذا المكان ويزيد من طبقة الحدود على السطح العلوي، ويؤخر فصل التدفق إلى زوايا هجومية أعلى، ويزيد هذا الأثر من معدل الترميز الأقصى في المرفأ ويحسن من السمات.
مقطورات
إن الأعلام سطح مشرقة على حافة الجناح المتاخمة، وهي أقل من أن تزيد من الكامبر، مما يجعل الجناح أكثر تمانة ويولد المزيد من الرفع في سرعة جوية معينة، وهناك عدة أنواع من الذباب:
- Plain flaps] — simple hinged panels that increase camber but produce moderate lift gains and high drag.
- Split flaps - a lower surface deflects downward while the upper surface remains fixed; they create a turbulent wake that increases drag and lift.
- Slotted flaps] - incorporate a gap between the flap and the wing, allowing high-energy air to energize the flap’s upper surface, delaying separation and improving lift.
- Fowler flaps - ترجمة السطو عند نشره، وزيادة المساحة المكمبرحة والجناح على حد سواء، وهي توفر أعلى نسبة من المصعد إلى الدراجة بين أنواع الذبابات، وهي شائعة على طائرات تجارية كبيرة.
وأثناء الهبوط المتقاطع، يؤثر اختيار الشعلة تأثيرا مباشرا على رد فعل الطائرة على العجائز الجانبية، ويخفض ارتفاع البقعة سرعة التوقف، ولكنه يزيد أيضا من حساسية الجناح إزاء التغيرات في الجانب، مما يؤثر على الاستجابة السريعة.
أجهزة أخرى
(ب) بعض الطائرات تستخدم [(FLT:0]Krueger flaps على الطرف الرئيسي، الذي ينتقص من زيادة الكامبر بدلاً من نشره، وهي أكثر بساطة هيكلياً ولكنها أقل كفاءة من الناحية الهوائية من النوافذ. وبالإضافة إلى ذلك، ينبغي أن تتفاعل أجهزة التبديل .
الديناميكية الهوائية للأراضي العابرة للقارات
ومن أجل تقدير دور أجهزة رفع عالية، يجب أولا أن يفهم المرء القوى الهوائية واللحظات التي تعمل على طائرة أثناء نهج متقاطع، ويخلق الريحان مجالا للسرعة غير المتناظرة عبر الحاسوب الجوي، ويجمع محرك الرياح مع الحركة الأمامية للطائرة لإنتاج زاوية جانبية، وتولد القوة الجانبية الناتجة لحظة متجددة بسبب التفاضل الرأسي في الفتحات الهوائية.
القوات والمحركات في كروسويند
والشاغل الرئيسي في الهبوط المتقاطع هو الحفاظ على مسار الطائرة المتوائم مع خط المجرى المركزي مع إبقاء مستوى الجناحين في حالة هبوط، وتقنيتين تجريبيتين رئيسيتين - مخترقتين وموجهتين إلى جانبيهما مختلفتين عن هاتين القوتين:
- ]Crab technique: يضع الطيار عنوانا في الرياح بحيث يبعد أنف الطائرة عن خط المجرى المركزي، ولكن المسار الأرضي لا يزال متوازا، وفي هذه الطريقة، تبقى الأجنحة في مستوى، ويستوعب الجانب الجانب إلى حد كبير من العنوان ويصل التحدي قبل أن يهبط مباشرة عندما يوقف الطيار الرافعة في وقت واحد من الصمام.
- ]Sideslip technique: يستخدم الطيار (أو الطيار الآلي) مزيجا من الرودر وAileron لإبقاء محور الطائرة الطويل متوافقا مع المدرج بينما تُصرف الأجنحة في الرياح، وهذه الطريقة تبقي الطائرة متماسكة ولكن تضع الجناح الأعلى في زاوية هجومية أعلى، ويمكن أن تُعطل إذا ما تم ربطها بالريح.
ويتطلب كلا الأسلوبين إدارة دقيقة للاستقرار الجانبي للطائرة، كما أن مشتقات الاستقرار - C]() (أثر ثنائي) و() [الأجهزة الجانبية المتغيرة]
المشتقات وتفاعل الأجهزة العالية
وعند إطفاء الذباب والقطع، فإن مركز الضغط في الجناح يتغير، ويتغير محرك المصعد في اتجاه ذي قيمة أعلى من فؤوس الطائرة، كما أن الأثر الضار الذي يوفر استقراراً دائرياً، هو وظيفة موصلات الجناح وكمية الضغط، حيث تعمل أجهزة رفع عالية في ارتفاع C([FLT):
كما أن الاستقرار المباشر، الذي يوفره أساساً المثبت الرأسي والزلاجة، متأثر أيضاً، إذ أن المزلاجات الممتدة تخلق غسيلاً هبوطياً يُحدّد تدفق الهواء فوق ذيل الطائرة، ويمكن أن يزيد ذلك أو يقلل من فعالية الطرود، ففي كثير من شركات الطيران، والخطوط الأمامية، ويزيد من سرعة الهبوط، ويعزز سلطة السحب عند الحاجة إليها.
الأجهزة العليا والقابلية للاختراق
ويمكن تقسيم الأثر المباشر لأجهزة رفع عالية على استقرار الهبوط المتقاطع إلى ثلاث فئات: هامش سرعة التوقف، وفعالية الرقابة الأفقية، والاستجابة للثعلب.
ستيل سبيد مارجن
ومن أهم هوامش الأمان خلال أي هبوط هو الهامش فوق سرعة التوقف، ويستلزم النهج المتقاطع عادة اتباع نهج أعلى قليلا لتوفير سلطة التحكم، وحصر علكة الرياح، وأجهزة رفع عالية تقلل سرعة الطيار، مع الحفاظ على هامش مناسب، كما أن طائرة ذات محركات متوقفة قد تعطل بسرعة 120 عقدة، بينما قد تكون نفس الطائرة ذات الكشكات المغلقة أقل.
فعالية الرقابة اللاحقة
فالتغير في فعالية الأيلرون والمفسد مع الرفوف لأن توزيع الرفع الذي يُرفع من الجناح يغير اللحظة المتجددة التي تولدها أسطح السيطرة، ومع هبوط المطاط وسرعته الأدنى، يعني أن الانكماشات التي تصيب العجلات تُنتج معدلا أقل نسبيا، وبعض الطائرات لا تعوض عن ذلك إلا عندما تُنشر الطلقات الدوارة، وتصبح استجابة الطائرات لمدخلات العجلات أبطأة أكثر تباطؤا.
الاستجابة على أساس الأغلب
فالضغوطات التي تعمل على الجناح تنتج تغييرات عابرة في المصعد، إذ أن أجهزة رفع عالية تضخم هذه التغييرات لأن الجناح يعمل في معامل رفع أعلى، وقد تؤدي الزيادة المفاجئة في زاوية الهجوم التي تسببها علكة عمودية إلى ارتفاع أعلى عندما يتم توسيع نطاق الرفوف، وهذا يترجم إلى لحظة أكثر طفحا إذا كانت الضواح تعمل على أساس التحلل (مثلا، فإن الثلوجات التي تضرب جناحا أولا).
الاعتبارات التشغيلية
وفي العمليات اليومية، يجب على الطيارين أن يقرروا أي موقع يُستخدم في الهبوط المتقاطع على أساس نوع الطائرة، والعنصر المتقاطع، والظروف السطحية للمطارات، وارتفاع المطارات، وعادة ما تحدد إجراءات التشغيل الموحدة حدا أقصى للخلل من الريحتين المتقاطعتين فوق عتبة معينة، ويمكن أن يؤدي تجاوز هذه الحدود إلى فقدان السيطرة.
اختيار موقع مناسب للصفوف
فغالبية أدلة الطيران توفر عنصرا متداخلا لا يمكن إثباته إلا في ظل ظروف محددة، فعلى سبيل المثال، قد يكون للطائرة النفاثة الصغيرة الحجم نموذجا محددا من الرؤوس يبلغ ٣٨ عقدة مع الرفوف ٣٠، ولكن ٤٠ عقدة ذات مطاط.
مخاطر النشر غير المتناظرة
ومن الشواغل الرئيسية المتعلقة بالسلامة عدم قياسية نشر أجهزة رفع عالية، وإذا لم يمتد أو يتراجع جزئياً بينما يمتد الجزء الآخر، فإن الطائرات تجتاز حالة تصاعد غير متماثلة وسحب، ويجب أن يقارن الطيار على الفور الطواف الناتج ويهتز بالضوابط المعاكسة، ويعرض استقرار الطائرة لخطر شديد، وفي سيناريو متقاطع مع قوى كشفية كبيرة بالفعل، فإن هذا الفشل يمكن أن يؤدي إلى فقدان نظم التحكم في الطائرات.
ووند شيرار وتوربولنس
كما أن أجهزة رفع عالية تؤثر على استجابة الطائرات لفتحات الريح - تغيير مفاجئ في سرعة الرياح أو اتجاهها، ويمكن أن تؤدي القذيفة الشتوية القريبة من الأرض، ولا سيما أثناء وجود ريح، إلى انحراف الطائرة عن مسارها المقصود بصورة كبيرة، كما أن النباتات والمزلاجات توفر بعض الحماية بزيادة هامش الهجوم على التعطل، ولكنها تزيد أيضا من الجر الذي يمكن أن يقلل من قدرة الطائرة على التسلق إلى الوراء إذا تسببت نظم الهبوط الآلي في حدوث هبوط.
دراسات الحالات والحوادث
وتبرز الحوادث التي وقعت في العالم الحقيقي نتائج الإدارة غير السليمة لأجهزة الرفع العالية أثناء الهبوط المتقاطع، ففي إحدى الحوادث الملحوظة، تعرضت طائرة توربورب الإقليمية لفقدان السيطرة على الاتجاه بعد هبوط كامل في مفترق متقطع، وقد اختارت الطائرة الحد الأقصى من المغازلة للحد من سرعة النهج، ولكن ما أسفر عنه ذلك من انخفاض في سلطة القذف جعل من المستحيل التصدي لضوء مفاجيء.
وتعلقت حالة أخرى بطائرة كبيرة سقطت في حالة طفح غير متناظرة دون علم، وحال الفشل الميكانيكي دون أن توزع الذبابات اليسرى بالكامل بينما تمتد الطوافات اليمنى عادة، وحاول الطيار، الذي لا يعلم بالمشكلة، الهبوط في ريح معتدلة، وتدفقت الطائرة بشكل حاد إلى اليمين في مرتفعات الذباب، وضربت الطائرة اليمينية، مما أدى إلى حدوث أضرار جسيمة.
وقد أدت الدروس المستفادة من هذه الحوادث إلى تغيير التصميم، بما في ذلك آليات أقوى لذوي النفوذ، والاختبارات الزائدة، وتحسين الإنذارات التجريبية، إذ أن هذه البرامج، بالنسبة للمجتمع التنفيذي، تعزز القاعدة التي يجب اختيارها على أساس بيئة الرياح، وليس فقط على الرغبة في اتباع نهج أبطأ.
التصميم والتصديق
وتتناول معايير إصدار شهادات الطائرات صراحة أداء الهبوط المتقاطع وسلوك الأجهزة العالية المصعد، وفي إطار FAR 25 (وما يعادل ]CS-25)، يجب على المصنعين أن يثبتوا أن الطائرة يمكن أن تهبط بأمان في مقاطعات متقاطعة حتى مكون معين دون أن تتطلب مهارات تجريبية استثنائية، وتشمل هذه الاختبارات أسوأ عمليات القذف.
وأثناء عملية التصديق، يقوم طيارو الاختبار بالهبوط عبر الرياح، وتعديل البقعات، واتباع السرعة اللازمة لإيجاد أقصى عنصر متداخل لكل تشكيلة، وتنشر النتائج في دليل الطيران، كما يجب أن تثبت الطائرة أنها تستطيع أن ترفض الهبوط (الدور) من أي مكان ضيق دون أن تخسر فيه السيطرة، حتى في وجود جهاز متداخل، ويجب أن تكون أجهزة الإرسال العالية مصممة على أساس التكتم الكامل:
وتتيح أدوات المحاكاة الحديثة للمهندسين نموذج أداء أجهزة رفع عالية في التوائم قبل الاختبار المادي، وقد أدى هذا النهج إلى خفض عدد مراتب اختبار السوائل الحاسوبية والمنشطات التجريبية في الوقت الحقيقي إلى تحسين قياسات الطوابق الأرضية وزوارق التشريح، ومراقبة التخصيب السطحي، وأدى هذا النهج إلى خفض عدد مراتب اختبار الطيران وتحسين القدرات المتقاطعة على أنواع جديدة من الطائرات.
التطورات المقبلة
والجيل القادم من أجهزة رفع عالية الوعود بجعل الهبوط المتقاطع أكثر أماناً. Active high lift systems] يمكن أن تستخدم أجهزة الاستشعار لكشف ظروف التدفق المحلي وتعديل مواقع السلاط أو المزلاج في الوقت الحقيقي، فعلى سبيل المثال، يمكن للجناح الذي يعاني من ستار على جانب واحد أن يتراجع عن مساره في هذا الجناح حتى لتقليل اللحظات المتحركة، وتعوض قبل ذلك.
(ب) تمثل أجنحة الرخام حداً آخر، بدلاً من الرش والقطع المفصّلة، يتغير سطح الجناح نفسه شكله من خلال الجلد المرن والمكتّبات الداخلية، ويمكن أن يوفر جناح الدفن تغييراً مستمراً في الكامبر والكريم، مما يؤدي إلى التوزيع المثالي لأي حالة من الحالات المتقاطعة.
وأخيرا، ][ التكامل على أساس كل بطاقة على حدة ][ يسمح لحواسيب الطائرة لمراقبة الطيران بأن تختار تلقائيا أفضل وضع للرياح السائدة، أما بالنسبة لطائرتي الهليكوبتر A350 وBeing 787, فإن مهام تخفيف الحمولة يمكن أن تعدل بالفعل مساحات المراقبة لخفض الاستجابة للثدييات، مما يؤدي إلى زيادة تركيز هذا المفهوم على عدد كبير من المركبات البصرية التي ترفع من الأجهزة، مما يؤدي إلى تحميل بعض عبء العمل العقلي من
خاتمة
إن أجهزة رفع عالية الجودة ليست مجرد أدوات لتحقيق سرعة أبطأ؛ فهي تسهم بنشاط في استقرار الطائرات ومراقبتها في عمليات الهبوط المتقاطعة، ومن خلال زيادة المماطلة، وتأخير الاستقرار الجانبي، والارتفاع في الحساسية، والارتفاع في مستويات الارتفاع، والارتفاع في مستوى الارتفاع، والارتفاع في مستوى الارتفاع اليدوي، والارتقاء بمستوى الارتفاع في الارتفاع اليدوي.