מהו "P Factor"?

המסמך הוגש ל- AOPA  מאת קרל דבורמן   CarlDworman@gmail.com , כפוף לזכויות יוצרים 2019, דרושה הרשאה בכתב בכדי להעתיק או לצטט קטעים מהמאמר "P Factor" של AOPA.

"אולי הגורם הוא "P Factor"?"

חלפו הימים הטובים שבהם אם משהו השתבש, ממש רע, בתחילת לימודי הטיס שלך ועשית עבודה לא כל כך טובה תוך כדי לימוד עם המדריך שלך בעת שלמדת לשלוט במטוס. מיידית וללא היסוס יכולת בקלות להאשים את ? ניחשתם נכון, "P Factor"!

למרבה הצער, או אולי למרבה השמחה, הדינמיקה והגורמים ל- "P Factor" כמעט ונבלעו ונוטרלו בעיצוב מחודש של מטוסי אימון המודרניים לטייס המתחיל. כמה ניסיונות לעיצוב מחדש, לדעתי, הלכו למעשה רחוק מדי מעבר לרצף בכך שהם מייצרים אפקט הפוך. אתן דוגמא לכך מאוחר יותר  מבלי להביך את יצרני המטוסים.

חזרה לפקטור "P". האם אתה יכול לזכור בעצם למה זה מיועד? בהתחלה חשבתי שהמילה הזו היא שם של מעין משהו מיסטי ומסתורי שמדריכי הטיסה המתחילים וחסרי הניסיון ישתמשו, כשחשבתי שאולי שדים משתלטים כשאני מוסיף כוח להמראה במטוס הקטן שלי בעל 65 כוחות סוס Luscombe ואנחנו התחלנו להתפתל ולהסתובב כאילו למטוס יש מוח משלו כשהתחיל לסטות במורד המסלול שאורכו 8,000 רגל ורוחבו -500 רגל בקונסט פוינט (OQU), רוד איילנד. זה היה מפחיד. לבסוף היה לי מזל כשעברתי למדריך טיסה ותיק ומנוסה ששמו ג'ין.

מישהו אמר לי שג'ין למעשה לימד את אחד האחים רייט, אם כי זה אולי לא נכון. שאלתי את ג'ין למה זה קרה לי, והאם זה רק אני? הוא פנה בעדינות אליי מהמושב הימני, גיחך ואמר ברכות, "P Factor"

ראשית חשבתי שהוא מתלוצץ ועושה ממני צחוק. ואז הוא אמר שהגיע הזמן להדרכה קרקעית רצינית. החנינו את המטוס וקשרנו אותו. כשהתחלתי לחזור לכיתה הוא קרא: "וואו, עכשיו הכיתה שלך היא מטוס הלוסקומב הקטן שלך הוא מטרת ההדרכה שלנו."

ג'ין התחיל באומרו שאם היה אי פעם מטוס שנועד להראות את כל ההיבטים של  "P Factor" המטוס  Luscombe 8A הקטן היה צריך להיות זה. כדי להתחיל לפתור את התעלומה ג'ין החל בהסבר כי ה- "P" פקטור נובע מכל הכוחות השונים שגורם המדחף.

כוחות שונים? שאלתי את עצמי "איזה כוחות שונים?" בעיניי זה לא היה ברור ולא גלוי. שאלתי את ג'ין איזה כוח אחר יכול המדחף לייצר מלבד לגרום למטוס להתקדם?

ג'ין צחק ואמר שאם היינו סופרים גם את הכוח הזה, נקבל שישה כוחות, כוח אחד שיגרום למטוס להתקדם, וחמישה כוחות נוספים עליהם היינו צריכים להיות מודעים וכנראה נצטרך לבטלם על מנת ולשלוט היטב במטוס.

אני בטוח שאתה כבר מכיר את חמשת הכוחות האלה, אבל ממש נדהמתי לשמוע זאת ודי נרגש ללמוד מדוע ולמה כל זה קורה למטוס שלי, ולי!

בהתחלה, ג'ין הסביר כי הלוסקומב הוא בעל עמידה מאוד מאוד צרה, מכיוון שהגלגלים הראשיים אינם רחוקים זה מזה. בניסוח של טייסים שהטיסו את הלוסקומב, המטוס על הקרקע מתנהג כמו סנאי (מתפתל). הלוסקומב במיוחד לא רוצה בהסעה לנוע בקו ישר גם אם הטייס עושה הכל נכון. אבל זה לא קשור לפקטור "P".

הבעיה הבאה, הלוסקומב הוא מטוס בעל גלגל זנב. ללא גלגל אף, הזנב יושב נמוך לאדמה. מכל ההיבטים, המטוס אינו מיוצב אופקית כמו מטוס עם גלגל אף, אלא ניצב על הקרקע כאשר האף שלו כבר מכוון כלפי מעלה לאוויר. ג'ין אמר שכאן אנו מתחילים לראות מאיפה מתחילים גורמי "P Factor".

גורם "P" מספר 1:

כולנו למדנו כתלמידים שמטוס עם גלגל זנב, על מנת שישיג מספיק מהירות להמראה, צריך להרים את הזנב. זה יביא את המטוס למצב אופקי לקרקע ובכך יפחית את כוח הגרירה. אז מה? בואו נסתכל על המדחף הזה שמסתובב עם כיוון השעון מהתא הטייס. אתה מסתכל על ג'ירוסקופ ענק. כדי להדגים מה קורה כשמרימים את זנב המטוס, תשיג פטיפון גדול ומיושן עם תקליטי ויניל מחנות עתיקות או מעליית הגג של דודך הגדול (תהיה בטוח שזכית בכל הקופה אם תמצא אלבום מקורי של הביטלס), דחוף עיפרון דרך החור, החזק את התקליט לפניך ביד שמאל מוטה מעט כלפי מעלה בכדי לחקות את מיקום המדחף. כעת כשאתה אוחז בתקליט עם העיפרון, סובב את התקליט בכיוון השעון ומיד לאחר מכן הרם במהירות את העיפרון במקביל לקרקע.

וואו! היי! מה קרה הרגע? דיסק התקליטור נע בכיוון 90 מעלות שמאלה. זה עתה חווית נקיפה ג'ירוסקופית. אז מה היא נקיפה ג'ירוסקופית?

ההסבר הפשוט ביותר שאני יכול לתת לך הוא מה שאמר לי המורה לפיזיקה, מר אוקונל בכיתה י. אם אתה מפעיל כוח (מרים את העיפרון) בניצב למומנט הזוויתי (תסובב ימינה) הוא יוסט ב 90 מעלות (שמאלה). אם ברצונך לקבל הסבר מפורט יותר על נקיפה ג'ירוסקופית, אני מציע לך ללמוד קורס בן שני סמסטרים בפיזיקה בהרווארד או ב- MIT.

אז עכשיו אתה מבין כשאתה מתחיל את ריצת ההמראה, ודוחף את המנוע לכוח מלא במטוס הקטן שלך, כדאי שתתחיל לחשוב להוסיף קצת לחץ על הגה הכיוון לפניה ימינה ע"י לחץ על הפדל הימני כדי לנטרל את הסבסוב הג'ירוסקופי לכיוון שמאל בזמן שאתה מרים את זנב המטוס.

"P Factor" מס '2

דחף אסימטרי מס '1, המטוס נקשר בבטחה ומתג המגנטו נבדק שנמצא במצב מופסק. ג'ין אומר לדמיין תחילה שהמטוס במצב אופקי, אתה רואה שהשיפוע של הצד השמאלי של המדחף שווה והפוך לשיפוע בצד הימני של המדחף. המשמעות היא שכל צד של המדחף נוגס בכמות אוויר שווה. כן, אבל זה כשהמטוס במצב אופקי. ברגע שנהיה באוויר, אנו מרימים את האף כדי להתחיל בטיפוס. מצב זה זהה למצב המטוס על האדמה. עכשיו בואו נראה את כמות האוויר שהלהב מושך בצד שמאל ובצד ימין של המדחף. הממממ. נראה שהשיפוע בצד שמאל כמעט שטוח. אבל בצד ימין בעל שיפוע עמוק. המסקנה היא שהצד הימני של המדחף יעיל בהרבה מהצד השמאלי ומושך את המטוס שמאלה מכיוון שהצד הימני בעל כוח רב יותר מהצד השמאלי. נראה שכדאי להוסיף לחץ הגה הכיוון מצד ימין בכדי למנוע מהמטוס לפנות שמאלה.

 "P Factor" מס '3

דחף אסימטרי מס' 2, אז עכשיו המטוס הקטן שלנו מטפס. כשאנחנו מטפסים באוויר יצרנו רכיב זרם אוויר נוסף שווה והפוך לכיוון הטיסה כלפי מעלה. אתה יכול להשתמש באותה אנלוגיה כמו שלהב מסוק נע באוויר. הצד הימני של הלהב יעיל יותר מכיוון שהתנועה היחסית של האוויר גדולה יותר מהצד השמאלי של הלהב הנסוג השמאלי. בשפת מסוקים, זו הסיבה שלמסוקים רגילים המהירות קדימה מוגבלת בגלל סכנת התנתקות בלהבים הנסוגים.

ככל שהמטוס שלנו מטפס, הצד השמאלי של המדחף שלנו פחות יעיל בגלל העובדה שלצד המדחף יש עוצמת רוח נמוכה יחסית על הלהב הנסוג שלו. התוצאה היא מה שידוע דחף א-סימטרי. מוטב להוסיף מעט לחץ לימין על הגה הכיוון כדי לפצות על הכוח הלא מאוזן מצד שמאל ה"חלש" יותר של המדחף.

"P Factor" מס '4

"Slipstream", כאשר המדחף מסתובב סביבו, גורם לזרימת אוויר מעגלית הגורמת לסיבוב כל גוף המטוס בכיוון השעון. זרימה זו של אוויר מעגלי נקראת "slipstream". כאשר מסת האוויר הנע מסתובבת ופוגעת במייצב האנכי בחלק האחורי של המטוס, היא דוחפת את הזנב ימינה, ומכריחה את אף המטוס לפנות שמאלה. נראה שאנחנו צריכים להוסיף כוח על דוושת הגה ימין כדי לנטרל גם את כוח הסיבוב הזה.

"P Factor" מס '5

שמרתי את הקלה ביותר לסוף. אני בטוח שכבר ניחשתם את זה מחוק התנועה השלישי של ניוטון. כפי שמר אוקונל היה מזכיר לנו בצורה כה נאותה, "כוח הוא דחיפה או משיכה הפועלים על עצם כתוצאה מהאינטראקציה שלו עם אובייקט אחר. … שני הכוחות האלה נקראים כוחות פעולה ותגובה והם משויכים לחוק התנועה השלישי של ניוטון. במילים פשוטות, החוק השלישי של ניוטון הוא: "לכל פעולה יש תגובה שווה והפוכה."

זה נכון. כוח המדחף פונה ימינה, וגורם לכל המסה של גוף המטוס לרצות לפנות בכיוון ההפוך לשמאל. אני מניח שעדיף להוסיף לחץ מסוים לימין על הגה הכיוון, בכדי למנוע מהמטוס לפנות שמאלה.

אז מה עשתה תעשיית המטוסים בכדי להילחם בגרמלינים הללו?

ראשית, הם נתנו לנו מטוס עם גלגל האף. אין צורך להרים את הזנב יותר. – שלום לנקיפה הג'ירוסקופית.

המנועים הותקנו עם נטייה קטנה ימינה מתחת למכסה המנוע. אמרו שלום לדחף א-סימטרי.

עיצוב מחדש של הכנף בצורת דיהדרל, שלום למשיכה שמאלה של המטוס.

הוספה פיסת מתכת להגה הכיוון עם מעט נטייה קבועה, שלום להשפעה זרימת האוויר הבלתי מאוזנת דרך המדחפים.

הם מעולם לא עשו דבר בהקשר לחוק התנועה השלישי של ניוטון. עדיין.

ומה עם אותו מטוס אימון חדש עם הזנב הגבוה; הוסיפו כוח מלא ובמקום שהאף יופנה למעלה כפי שהייתם מצפים ורוצים כשמוסיפים כוח מלא, האף פונה כלפי מטה. לא נראה לי שאני זוכר מי יצר את המטוס הזה.

מאחל לך שמיים בהירים ורוח גב. שמור את הצד הכחול למעלה. בדוק את הגלגלים למטה, אתה מורשה לנחות.

קרל דבורמן