أثر الأجهزة ذات الرفع العالي على معاملات الطائرات أثناء المراحل الحرجة من الرحلات الجوية

مقدمة

إن أجهزة رفع عالية هي من أهم الابتكارات الهوائية في الطيران، مما يؤثر مباشرة على خصائص مناولة الطائرات خلال أكثر مراحل الطيران المطلوبة: الإقلاع، والتسلق الأولي، والنهج، والهبوط، وهذه الحلقات السطحية القابلة للتحرك، والصفارات، والأجنحة الملوّثة، والآليات المماثلة التي تسمح برفع الأجنحة بدرجة أكبر بكثير من سرعة التنظيف.

المبادئ الأيرودينامية خلف الأجهزة العالية الرفع

To appreciate the handling effects of high lift devices, one must first understand the lift equation: Lift = C_L] × 1.52طرق / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط / خط

الكمبر والدائرة

وتمتد الطوافات إلى أسفل المركب، وتزيد من كوابير الجناح زيادة فعالة، ويحول هذا منحنى رفعه إلى أعلى، ويزيد من كل من عناصر السحب السطحي وزاوية الهجوم الصفرية، ويزيد من سرعة الرفع على أي زاوية معينة من زاوية الهجوم، ولكنه أيضاً فترة قوية من الأنف بسبب التحول في مركز الضغط العالي.

أنواع الأجهزة العالية الرفع

وتستخدم الطائرات مجموعة متنوعة من أجهزة رفع عالية، لكل منها آثار جوية واضحة وآثار مناولة، وكثيرا ما تجمع التصميمات العملية بين عدة أنواع لتحقيق الأداء المطلوب عبر مظروف الطيران.

مقطورة (إدج فلابس)

Plain Flaps] — Hinge down from the tracking edge, increasing camber. simple but produce significant drag at large deflections.
Split Flaps] - تضخم سطحي منخفض فقط، مما ينشئ منطقة مضطربة وراء الشعلة؛ مستخدمة على طائرات أقدم.
Slotted Flaps] — Incorporate a gap between the wing and flap, allowing high-energy air from the lower surface to flow onto the upper surface of the flap, delaying separation. These are the most common on transport aircraft.
Fowler Flaps] – Extend aft on tracks before deflecting, increasing both area and camber. They provide the highest lift gains with relatively low drag at moderate settings, but create significant nose-down balling moments.

Leading Edge Devices

Fixed Slots] - الافتتاحيات الدائمة بالقرب من الطرف الرئيسي؛ مستخدمة على متن طائرات خفيفة.
Leading Edge Slats] — Movable surfaces that extend forward and downward, creating a slot effect. They allow the wing to reach higher angles of attack and delay stall. Slats increase C_]Lmax significantly but add drag and a nose-up moment when deployed.
Krueger Flaps] - Hinge forward from the lower leading edge, increasing camber and stalling angle. Common on Boeing aircraft.
Variable-Camber Leading Edges] - Modern designs (e.g., Boeing 787) use drooping nose sections that smoothly change camber without discrete gaps, reducing noise and drag.

النظم المشتركة

ويستخدم معظم شركات الطيران أجهزة حافة رئيسية ومقطوعة في جداول منسقة، وعلى سبيل المثال، تستخدم شركة إيربوس A320 لقطع على الطرف الرئيسي وأجهزة فولير ذات فتحة واحدة على حافة المقطورة، بينما يستخدم البوينغ 737 مقسماً يستخدم طوافات كروغر ومزلاجات مزدوجة، ويخلق التفاعل بين هذه الأجهزة تدفقاً جوياً معقداً يجب التحكم فيه بعناية لتجنب التلاعب غير المستقر.

الأثر على الأداء والتصفح

وأثناء الإقلاع، يختار الطيار قفزة (وصفعة) تحدد مكسب تلك الأرصدة من جرّه، ويزيد القليل من سرعة التناوب وتدفق الأرض؛ ويزيد من الازدهار زيادة الارتفاع الذي قد يحد من درج التسلق، لا سيما مع تشغيل محرك واحد (OEI).

انخفاض حالات التخلّص من الذخائر

ويمكن لأجهزة رفع عالية أن ترتفع الطائرة عند سرعة أقل من الهواء الحقيقي، مما يقلص من عدد خطوط الطيران، فعلى سبيل المثال، يمكن لطائرة نقل أن تستخدم الرافعة 10-15 درجة للإقلاع، مما يولد نحو 30 إلى 40 في المائة من عمليات النقل الجوي _Lmax من الجناح النظيف، مما يقلل مباشرة من طول الطائرة _{[الشحن العالي] (الطريق الحرجي:3)]}

معالجة أثناء التناوب والتسلق الأولي

ويخلق نشر أجهزة التصفيق المتحركة لحظة من القذف بالأنوف، مما يتطلب من الطيار تطبيق مدخل عمود التحكم بالسرقة للتناوب، وفي الطائرات التي لديها نظم للطيران بالسيارة، كثيرا ما تعوض هذه اللحظة بواسطة حواسيب مراقبة الطيران، وبعد رفعها، يجب على الطيار أن يدير جدول السحب بعناية، وقد يؤدي التراجع إلى حدوث تغييرات في وقت مبكر جدا (قبل أن يتم التسلق الإيجابي) إلى سحب الطائرة؛

الأثر على أداء الأراضي ومعالجتها

ومن المثير أن تكون الأراضي هي أكثر المراحل حرجا، مما يتطلب مراقبة دقيقة على السرعة وزاوية النسب ونقطة الانهيار، وتستخدم المزلاجات والقطع الكاملة عادة لتحقيق الحد الأدنى من سرعة النهج وزوايا النهج المتأصلة.

نهج ثابتة والحد من الاندفاع

ومع تمديد فترات الذباب والقطع بشكل كامل، يمكن للطائرة أن تطير بسرعة أعلى من المكبس (V_REF[F] + التصويب الريحي) مما يتيح مسافة هبوط أقصر، كما أن زيادة سحب أجهزة رفع عالية تتيح أيضاً مساراً أكثر حزماً دون أن يُبنى سرعة مفرطة، ويتطلب العديد من المطارات معايير ثابتة للنهج (مثلاً، تجاوز عتبة الرفع).

معالجة النهج النهائي

فالأجهزة الممتدة تزيد من موقف الطائرة المتحرك وتغير ردها على التحكم، على سبيل المثال، تزدهر مسدودة المصعد، ولكن أيضاً تزيد من سحبها والحد من سلطة الطواف إذا تم تمديدها بشكل غير متجانس، ويتطلب تتبع المتطورات إجراء تعديلات دقيقة على الطاقة للتغلب على الجر، وفي جميع التوائم، يمكن أن تسبب زيادة المساحة الجانبية من المزلاجات أثراً في الطقس، يتطلب إدخال المزيد من السائل المتحركة والمرتجلة.

الاعتبارات المتعلقة بالسير

وإذا بدأ العمل في جولة، يجب على الطيار أن يتراجع إلى نقطة الإقلاع بينما يحافظ على السيطرة والتسلق، وقد يكون الانخفاض المفاجئ في معدل الرفع والزيادة في أسعار الصرف عندما يتم سحب المطاط أولا (إذا لم يتم تنسيقه مع الدفع) خطرا، إذ توجد لدى الطائرات الحديثة طرق آلية للتحرك تساعد الطيار، ولكن طلبات التداول اليدوية ما زالت قائمة، ويمكن للانتقاص من الاختراق الدوار (مثلا)

الآثار على استقرار الطائرات ومراقبتها

كما أن أجهزة رفع عالية تؤدي إلى تغيير الوضع الطويل، والارتقاء، والاستقرار التوجيهي للطائرات، ويعتبر فهم هذه الآثار أمرا حيويا بالنسبة للعمليات الآمنة.

الطوابق والترام

وكما لوحظ، فإن قفزات الحافة المتتالية تنتج لحظة من الأنف إلى أسفل يجب أن تُنقَط، وفي المقابل، كثيرا ما تنتج لحظات من الأنف بسبب التحول إلى الأمام في مركز الضغط وزيادة الغسل على ذيل، ويتفاوت الأثر الصافي من خلال المصعد، وفي بعض الطائرات (مثلا، فإن الـ 737 من طراز بوينغ القديم مع تذبذبات كرويغر مقترنة وثلاثية).

زيادة السحب وإدارة السرعة

زيادة عدد أجهزة الإرسال العالية الممتدة، لا سيما في زاويات السحب الكبيرة، وكثيرا ما تستخدم هذه السحب عمدا لإبطاء الطائرة على الطريق (مثلاً، الصراخ الطائر)، غير أن الإفراط في السحب بالسرعة المنخفضة يمكن أن يؤدي إلى حالة تفتقر فيها الطائرة إلى الطاقة اللازمة للقبض على سعر المغسلة أو لتنفيذ عملية السحب، ويجب على الطيار أن يدير عملية الرفع والتكوين للبقاء على منحنى السحب الصحيح.

هيئة مراقبة السطح وفعالية

إنّ نشر الطائرات يؤثر على فعالية الـ(آيرونز) والمفسدين لأنّ تدفق الهواء المحليّ على تغيرات الجناح، على سبيل المثال، قد يكون الـ(آيرون) المُوضع على حافة المقطورة أقل فعالية في انحرافات الذباب العالية بسبب زيادة تدفقها أو التدفق المنفصل، وبعض الأطواف المُمتدة من أجل التعويض،

الاعتبارات والإجراءات التشغيلية

وينظم الاستخدام السليم لأجهزة رفع عالية أدلة الأداء، وإجراءات التشغيل الموحدة، والشروط التنظيمية.

الحدود السريعة

(ج) إن كل عملية قفز ذات سرعة قصوى (V_FE) (الإنجاز V₎) يمكن أن تسبب ضرراً هيكلياً في المنافذ والمحاضرات، مما يؤدي إلى احتمال انتشار أو فشل غير متماثلين، ويجب ألا تُمتد الطيارات فوق

إجراءات النشر غير المتناظرة

وإذا لم يمتد فريق واحد من الطلاءات أو يتراجع (مثلا بسبب الفشل الهيدروليكي أو التشويش أو الكسر الكابلي) فإن الطائرة ستشهد لحظة من الطوافات والياهات، وتشمل الملوثات العضوية الثابتة لحالات الذكاء غير المتناظرة عادة ما يلي:

لا تغيري موقع الذباب إذا تم اكتشاف التماثل بسرعة منخفضة
الحفاظ على السيطرة مع الروددر والآيرونات؛ استخدام الترايم المُقابلة عند الحاجة.
الأرض التي بها التشكيل الحالي إن أمكن، أو تتراجع بشكل متماثل (إذا سمح المصنع بذلك).
Refer to Quick Reference Handbook (QRH) for specific flap asymmetry procedures, which often involve landing at a higher speed.

والتدريب على المبسّط لتصورات الازدهار غير المتناظرة إلزامي بالنسبة لطيارات فئة النقل.

النظم الآلية ومراقبة الفتح/الرقابة

وتشتمل الطائرات الحديثة على حواسيب متحركة وأجهزة مراقبة من الرذاذ (مثل وحدة المراقبة الإلكترونية في الطائرة/الطائرة على متن الطائرات، ومؤسسة " فلاب لود " (Flap Load Relief on Boeing) التي تدير معدلات النشر، وتحد من السرعة، وتمنع الإفراط في الضغط، وتتحول هذه النظم تلقائيا إلى ازدهار إذا تجاوزت السرعة V_{FBT:1] أو تخفض تشكيلة الشحن القصوى إذا كانت غير متوقعة.}

الفشل في الميدارات وتأثيرها في التعامل

وتحظى نظم رفع عالية بالثقة العالية، ولكن الفشل لا يزال يحدث، وتشمل أشد الإخفاقات خطورة انتشار التماثل، أو التراجع غير المقيد، أو عدم التمديد.

الاستخلاص غير المُحكم

وقد يؤدي الفشل في نظام الهيدروليك أو المراقبة إلى الانتكاس فجأة أثناء التصفية أو التجول، وقد يؤدي فقدان الرفع وزيادة سرعة التوقف إلى كارثة إذا لم يُمسك فورا، كما أن الطيارات مدربة على التعرف على الأعراض: التسارع غير المتوقع، والحد من المواقف، والتحذيرات الظواهرية، والعمل الفوري هو الحفاظ على موقف الكم، وتطبيق أقصى قدر من الحركات، ومنع حدوث التراجع في الهواء.

عدم التعرض للتوسع في الهبوط

وإذا لم تُمدد الطائرات على النهج، فإن سرعة التوقف سترتفع وتحتاج إلى سرعة أسرع في سرعة النهض، وسوف تزداد المسافة التي تقطعها الطائرة زيادة كبيرة، ويجب أن ينفذ الطيار نهجاً غير مقصود، وأن يتشاور مع هيئة الصحة العامة لإجراء التمديد البديل المناسب (مثلاً، انخفاض الجاذبية اليدوي أو النظام الهيدروليكي البديل)، ثم يعيد حساب أداء الهبوط، وسيختلف التعامل مع ذلك بسبب عدم وجود نهج سحب الطاقة، مما يتطلب اتباع نهج بديل.

التدريب والتخصص

:: تدريب الطيارات على نطاق واسع على إدارة أجهزة رفع عالية أثناء دورات التقييم الأولي للنوع ودورات المحفز المتكررة، والتركيز على فهم الآثار الهوائية، والاعتراف بالدلائل غير الشاذة، وتقنيات الاسترداد اليدوية، وتشمل مجالات التدريب الرئيسية ما يلي:

- تسلسلات النشر العادية والغير العادية/الغير العادية.
الاعتراف بظروف الذباب غير المتناظرة من خلال انحرافات اللف/النسيج وتحذيرات الكوبيت
إجراءات الذهاب مع القفز في أماكن الهبوط، بما في ذلك إدارة الطاقة والتكوين.
معالجة النُهج الجزئية (مثل الهبوط بالبراغات 20 بدلاً من 40).
الآثار الجوية الضارة: يمكن للثلج المتراكم على أجهزة الحافة الرئيسية أن يتدهور إلى حد كبير فعالية النبات ويزيد سرعة التوقف؛ ويجب على الطيارين استخدام نظم مضادة للأيس وتفادي توسيع نطاق الرواسب في ظروف التكسير دون حماية.

أحدث التطورات والاتجاهات المستقبلية

ويتواصل تطور تصميم الطائرات، بهدف زيادة كفاءة نظم رفع الطائرات مع انخفاض عدد قطع الغيار المتحركة، وانخفاض الضوضاء، وتحسين التعامل.

رائحتي الدفن و الكامبر المتغير

البحث في هياكل المورفينج قد يؤدي إلى ارتفاع سطح البحر الذي يغير الكامبر بسلاسة دون فجوات متفرقة، يقلل الضوضاء وسحبها، إن حافة بوينغ 787 الرائدة خطوة في هذا الاتجاه، هذه النظم ستتطلب قوانين رقابة جديدة لإدارة التغيرات الهوائية الناتجة.

التكامل بين كل منطقة على حدة

في الطائرات ذات الطيارين، يمكن لحواسيب مراقبة الطيران أن تحدد تلقائياً الاصطدام والوزع النباتي من أجل الأداء الأمثل، وغالباً ما لا يكون هناك مدخلات تجريبية للعمليات العادية (مثلاً، يختار (الطائرة) المحركات المُنسَّقة، ويتحكم الحاسوب في الإنفجار الفعلي، ويقلل هذا التكامل من عبء العمل التجريبي، ويخفي أيضاً تغيرات المناولة المباشرة، مما يتطلب من الطيارين فهماً لنظم التلقائية

خاتمة

إن أجهزة رفع عالية لا غنى عنها للطائرات الحديثة، مما يتيح عمليات آمنة وفعالة على سرعتها المنخفضة، كما أن آثارها الهوائية - زيادة رفعها، ولحظات القذف المتغيرة، وارتفاع مستوى الارتفاع - التأثير غير المبرر على المناولة أثناء الإقلاع والهبوط، والذهاب، ويجب أن تتحكم الطيارات في إدارة هذه الأجهزة، وأن تفهم سيناريو الفشل، وأن تتدرب على الظروف غير العادية.

المراجع والقراءة الإضافية

وللمزيد من المعلومات المفصلة، توفر الموارد الخارجية التالية محتوى موثوقا به بشأن تصميم وتشغيل أجهزة رفع عالية: