איך עובד פרופלור של מטוס
מנועי בוכנה המסובבים פרופלורים, שלטו בתעופה עד לשנות ה 50 של המאה הקודמת, אז נכנס לשימוש מנוע הסילון. אבל גם היום, השימוש בפרופלורים להנעת מטוסים הוא נפוץ מאוד, וכולל גם שילוב עם מנועי סילון המסובבים אותם ונקראים מנועי טורבו-פרופ. הסיבה לכך היא היעילות שלהם, אשר עולה על היעילות של מנועי סילון 'טהורים' בטווחים קצרים ובגבהים נמוכים.
מנועים עם פרופלורים מניעים היום:
- מטוסים
- כלי טיס בלתי מאויישים – כטבמי"ם
- מסוקים
- רחפנים
- תחנות לייצור חשמל מהרוח.
הפרופלור של מטוס הוא חלק מורכב מאוד, ומחשבה רבה מושקעת בתכנון, ובבניה של פרופלורים למטוסים. המשיכו לקרוא אם אתם רוצים ללמוד יותר.
לפרטים נוספים או להזמנת טיסה צלצלו עכשיו למספר 050-5518080 או מלאו את הטופס ונחזור אליכם:
איך עובד הפרופלור?
הפרופלור הוא אביזר, המורכז משני להבים או יותר, בעלי פרופיל אווירודינמי, שתפקידו להפוך את כוח המנוע שמסובב אותו, לכוח סחב אשר מניע את המטוס קדימה.
זוהי סכמה של להב אחד של פרופלור:
כאמור, הפרופלור הוא בעל פרופיל אווירודינמי, וכאשר הוא מסתובב הוא יוצר כוח עילוי ניצב למיתר הפרופיל. אתהכוח הזה אפשר לחלק לשני רכיבים:
- רכיב אופקי אשר פועל בכיוון הטיסה והוא הכוח אשר מושך את המטוס קדימה. הרכיב הזה נקרא כוח הסחב של הפרופלור.
- רכיב אנכי אשר פועל נגד כיוון התנועה הסיבובית של הפרופלור, כאילו מפריע לו להסתובב, ומכונה המומנט של הפרופלור.
מאחר וקצות הפרופלור נעים במהירות גדולה יותר מאשר שורש הפרופלור, העילוי הנוצר הולך וגדל ככל שמתקרבים לקצה הפרופלור, וכך גם העומס הנוצר עליו. כדי לפתור את הבעיה הזאת, להבי הפרופלור מפותלים כך שיצרו זווית התקפה הולכת וקטנה ככל שמתקרבים לקצה הלהב. הפיתול הזה גורם לכך שהפרופלור ייצור עילוי שווה לכל אורכו.
ההבדל בין זווית הפרופלור לזווית ההתקפה
- זווית הפרופלור היא הזווית שבין הלהב למישור הסיבוב של הפרופלור. כאשר זווית הפרופלור גדולה, אנו יכולים להגיד שהוא בעל 'פסיעה גסה', ואילו כאשר הזווית קטנה, אנו אומרים שהפרופלור הוא בעל 'פסיעה עדינה'.
- זווית ההתקפה של הפרופלור היא הזווית שבין הרוח היחסית שפועלת עליו, לבין מיתר הפרופיל שלו. זווית ההתקפה מושפעת משני גורמים: מהירות הסיבוב של הפרופלור, ומהירות ההתקדמות של המטוס.
בתמונה הזאת, הלקוחה מתוך האתר של רשות התעופה האמריקנית – FAA תוכלו לראות המחשה של זווית הפרופלור וזווית ההתקפה של הלהב.
השפעות מהירות סיבוב הפרופלור ומהירות הטיסה על זווית ההתקפה של להבי הפרופלור
בכל פעם שמשתנה מהירות הסיבוב של הפרופלור, או מהירות הטיסה של המטוס, משתנה גם זווית ההתקפה של להבי הפרופלור.
- אם מהירות הטיסה נשארת קבועה, אבל מהירות הסיבוב של הפרופלור גדלה, זווית ההתקפה תלך ותגדל, עד שבמקרים מסויימים הלהבים יזדקרו. (קראו כאן על מה זאת הזדקרות)
- אם מהירות הסיבוב של הפרופלור נשארת קבועה, אבל מהירות הטיסה גדלה, זווית ההתקפה של הלהבים תלך ותקטן עד שהיא תגיע לערכים שבהם הפרופלור לא יספק יותר סחב.
במטוסים משוכללים, לטייס ישנה שליטה על זווית להבי הפרופלור, כדי להתאים אותה למצבי טיסה שונים. הפרופלורים האלה נקראים בעלי 'פסיעה משתנה' או פרופלורים בעלי מהירות קבועה – CSU. במטוסים פשוטים יותר, כגון הססנה 172 הנפוץ, הפרופלורים הם בעלי פסיעה קבועה שאינה ניתנת לשינוי.
פרופלורים בעלי פסיעה קבועה.
כפי שתיארתי קודם – בפרופלורים בעלי פסיעה קבועה, לא ניתן לשנות את זווית הלהבים והיא נשארת קבועה.
במטוסים בעלי פרופלורים עם פסיעה קבועה, זווית ההתקפה תלך ותגדל ככל שמהירות הסיבוב של הפרופלור תגדל, וכאשר הם טסים לאט, בכוח מנוע מלא, (למשל בנסיקה תלולה), יש סכנה שהזווית תעבור ערך קריטי מסויים והלהבים יזדקרו.
לעומת זאת בטיסה במהירות גבוה, בכוח מנוע מינימלי (למשל בהנמכה תלולה), זווית ההתקפה של להבי הפרופלור תקטן לערכים שבהם הוא לא יספק יותר סחב, ואפשר גם להגיע למצב – Wind Milling שבו זרם האוויר מסובב את הפרופלור, ואיתו את המנוע.
למרות המגרעות האלה, פרופלורים בעלי פסיעה קבועה נפוצים מאוד במטוסי התעופה הכללית, בעיקר בגלל שהם פשוטים ועלותם נמוכה. לכל מטוס נבחר פרופלור שאמור לספק לו את הביצועים הטובים ביותר במצבי הטיסה השכיחים ביותר הצפויים לו. למשל: למטוסים אשר יטוסו למרחקים ארוכים יבחר פרופלור עם פסיעה גסה, ואילו למטוסים שצפויים לטיסות בהן הם נוסקים וצוללים רוב הזמן, יבחר פרופלור עם פסיעה עדינה.
פרופלורים בעלי פסיעה משתנה.
כדי להפוך את הפרופלורים ליעילים בכל מצבי הטיסה, משתמשים בפרופלורים בעלי פסיעה משתנה.
כאשר במטוס מותקן פרופלור בעל פסיעה משתנה, לטייס ישנה אפשרות לשלוט על זווית הלהבים באמצעות ידית בתא הטייס. הזזה של הידית קדימה מגדילה את מספר סיבובי המדחף, ואילו משיכתה אחורה, מורידה את מספר הסיבובים (RPM).
לאחר שנקבע מספר הסיבובים הרצוי, יחידה הנקראת Constant Speed Unit או CSU, דואגת לשמור על המספר שנקבע, ללא תלות במצב הטיסה. למשל, אם מהירות הטיסה גדלה, היחידה מגדילה את זווית הלהבים כדי להשאיר עליהם את זווית ההתקפה שבה הם היעילים ביותר.
אחת התכונות החשובות במטוסים (עם יותר ממנוע אחד) אשר מצויידים בפרופלורים עם פסיעה משתנה, היא היכולת לבצע "הנצה" – feathering (מלשון נוצה) שבה, כאשר ישנה תקלה ואחד המנועים מפסיק לפעול, ה CSU מעמיד את הלהבים בצורה שבה הם הכי פחות מפריעים לזרימת האוויר, ובכך הם מפחיתים את הגרר שהיו יוצרים הלהבים אילו היו נשארים במקומם.
כפי שאתם רואים – הפרופלור הוא אביזר מתוחכם אשר ממשיך לשמש כחלק ממערכת ההנעה של כלי טיס רבים. אתם מוזמנים ליצור קשר ולבוא לטוס איתי באחד המטוסים המצויידים בפרופלור.
ט י ס ה נ ע י מ ה !!
