סחרור (תעופה)

מטוס קל מדגים סחרור של שלושה מחזורים.

סחרור בתעופה הוא מצב של אובדן שליטה המוגדר כהזדקרות לא מתואמת, בה המטוס מקבל מומנט סיבובי בנוסף להיפרדות זרימת האוויר מהכנפיים. התופעה נחשבת למסוכנת בין תופעות איבוד שליטה בגלל הקושי בהיחלצות, והגובה שהמטוס מאבד תוך צניחה.

מאפיינים

תרשים זה מדגים את התנאים של הזדקרות לא מתואמת. כנף אחת כוללת פחות עילוי ויותר גרר מהכנף השנייה.

סחרור הוא מצב של הזדקרות לא מתואמת, קרי כנף אחת מזדקרת לפני הכנף השנייה. במצב זה הכנף שהזדקרה ראשונה חווה פחות עילוי ויותר גרר מהכנף השנייה והיא מושכת את גוף המטוס לכיוונה ולמטה. המטוס מקבל מומנט סיבובי לכיוון הכנף. המומנט הסיבובי החזק גורם להמשך הסחרור, מה שמונע מזרימת האוויר מלהיצמד בחזרה לפרופיל הכנף ולהתחיל ליצור עילוי, ולכן ההיחלצות ממצב זה היא מסובכת יותר ולוקחת יותר זמן מהיחלצות מהזדקרות.

הגדרות

סחרור הוא תנועת סיבסוב מתמשכת בזווית התקפה מעל זווית ההזדקרות. הגדרה זו מצריכה הסבר מאחר שיש תנועות נוספות פרט לסיבסוב. למעשה הגדרה זו מתאימה לסחרור שטוח מושלם, אשר בו זווית ההתקפה היא 90 מעלות והתנועה היחידה היא סיבסוב. אבל רוב הסחרורים אינם כאלו ולכן ככל שאף המטוס נמצא במצב תלול יותר כלפי מטה הרי בנוסף לסיבסוב יתקבלו גם תנועות גלגול ותנועות עלרוד. מכל מקום התנועה הדומיננטית בסחרור היא הסבסוב וגם הוא מגדיר את כיוון הסחרור, סיבוב שמאלה משמעו סחרור שמאלה ולהפך.

זווית הזדקרות זו זווית ההתקפה אשר בה מתקיים לפחות אחד מן התנאים הבאים:

• רעידות מטוס בלתי קבילות.
• תנועות לא מבוקרות של המטוס כגון הזדקרות כנפיים, הרמות הורדות אף פתאומיות, בריחת אף הצידה.
• שיעור שקיעה גבוה.

התבדרות זה שלב טיסה בתחום שמעבר לזווית ההזדקרות, אשר ממנו יתפתחו תנודות שלאחר הזדקרות P.S.G) - Post Stall Gyration), הזדקרות עמוקה (Deep Stall) או סחרור. ההתבדרות מאופיינת בדרך-כלל בתנועת עלרוד או סיבסוב מתמשכת. נטרול הגאים מידי במצב זה יחלץ את המטוס כמעט מיידית מן המצב בו הוא נתון.

תנודות שלאחר הזדקרות P.S.G) - Post Stall Gyration) זה שלב טיסה בתחום שמעבר לזווית ההזדקרות הבא לאחר ההתבדרות אם לא בוצע נטרול הגאים מיידי ולפעמים למרות שבוצע נטרול כזה. הוא מאופיין בתנועות חריפות באחד או יותר מצירי המטוס (עלרוד, סיבסוב או גלגול) והוא נובע מכך שהיציבות הטבעית של המטוס מנסה להחזיר את המטוס לטיסה נשלטת בעוד שכוחות התאוצה מנסים לבדר אותו הלאה.

הזדקרות עמוקה (Deep Stall) זה מצב בתחום הטיסה הבלתי נשלטת אשר בו המטוס מוחזק בזווית התקפה גבוהה בהרבה מזווית ההזדקרות, אבל אינו מפתח תנודות חזקות במיוחד בשאר צירי המטוס (גלגול וסיבסוב). במצב זה המטוס שוקע כלפי מטה בקצב מהיר מאוד, מורגשות רעידות חזקות, יש מעט נדנודי כנפיים וסיבסובים קלים. ברוב המטוסים ההיחלצות ממצב זה היא מיידית עם שחרור או דחיפת הסטיק קדימה. יוצא מן הכלל הוא מטוס ה- F16 אשר לו מוד הזדקרות עמוקה שקשה להיחלץ ממנו ויש צורך בטכניקת הטסה מיוחדת כדי להיחלץ.

סוגי סחרור

באופן כללי ניתן לאפיין שלושה סוגי סחרור עיקריים:

• סחרור שטוח - זה סוג סחרור אשר בו זווית ההתקפה גבוהה מאוד, קרוב ל-90 מעלות, והתנועה הדומיננטית בו היא סיבסוב מהיר מאוד. המטוס משלים סיבוב בכ- 2 עד 4 שניות ושוקע כלפי מטה כמעט בלא תנודות כנפיים או במצב האף. ברוב המטוסים קשה להיכנס לסוג זה של סחרור מאחר שנדרשת אנרגיה גבוהה בשילוב עם תפעול הגאים חריף כדי להגיע למצב זה, ומאחר שמצב זה מאוד יציב גם קשה יותר להיחלץ ממנו. ככל שנותנים למטוס לפתח מספר רב יותר סיבובים בסחרור יידרשו גם יותר סיבובים כדי להיחלץ מן המצב. לעיתים יפעלו על הטייס עומסי G גבוהים מאוד ולא נעימים בעיקר בכיוון של 'עיניים החוצה'' (G אורכי) דבר שיקשה עוד יותר על ביצוע הפעולות הנכונות לצורכי היחלצות.
• סחרור מתנודד - כשמו כן הוא, בדרך כלל סחרור פחות אנרגטי שבו מורגשות תנודות חזקות בשלושת צירי המטוס. מצב האף יהיה תלול יותר ויהיה קשה לעיתים להבדיל בין תנועות הסיבסוב והגלגול. בכל מקרה כאשר הסחרור הוא ישר (זווית התקפה חיובית וגדולה מזווית ההזדקרות) הגלגול והסיבסוב יהיו באותו כיוון שהוא כיוון הסחרור. עבור הטייס גם סחרור זה אינו נח במיוחד בעיקר משום שלעיתים נדמה לו שהמטוס הופך את כיוון הגלגול ובגלל שהסיבסוב אינן דומיננטי מספיק, עלול הטייס לטעות ולחשוב שהשתנה כיוון הסחרור ולשגות בפעולות ההיחלצות.
• סחרור הפוך - זהו סחרור בזווית התקפה שלילית.  סחרור מעין זה יכול להיות שטוח או מתנודד ובכל מקרה בסחרור זה יהיה כיוון הגלגול הפוך לכיוון הסיבסוב והמטוס יהיה הפוך על גבו. לסחרורים אלו קשה להיכנס משום שצריך לזקר את המטוס בזווית שלילית מצב שרוב הטייסים לא מגיעים אליו. מצב אופייני שגורם לכניסה לסחרור הפוך הוא היחלצות לא נכונה מסחרור ישר. ניתן להיכנס לסחרור הפוך גם ממצב של נפילה על הזנב במהירות 0. מרבית המטוסים ייצאו בקלות מסוג כזה של סחרור אם הטייס יעביר את ההגאים למצב ניוטרל.

• 

  תרשים של סחרור אופייני, כלי הטיס סובב סביב ציר, עם אפו פונה מטה.

• 

  סחרור שטוח, במצב זה אף המטוס לא נופל מטה, זה מקשה על היחלצות בגלל זרימה קטנה יותר על מייצב והגה הכיוון.

• 

  תרשים של סחרור הפוך, גחון המטוס פונה מעלה. סוג זה של סחרור נחשב לסוג המסוכן ביותר של סחרור, לרוב לא ניתן להיחלצות.

גורמים משפיעים

מנוע - מרגע שהמטוס התייצב בסחרור תהיה השפעת המנוע עליו זניחה משום היותו כציר מרכז הכובד וחוסר יכולתו לייצר מומנט המתנגד לתנועת הסיבסוב. במקרים רבים יהיה המנוע עצמו מזוקר במצב זה.

מרכז כובד - ככל שמרכז מרכז הכובד של המטוס אחורי יותר, יהיה המומנט להורדת האף קטן, וכתוצאה יהיה הסחרור שטוח יותר, מהיר יותר וקצב איבוד הגובה לסבוב קטן יותר. הרגישות לכניסה לסחרור תהיה גבוהה יותר ואילו ההיחלצות תהיה קשה יותר.

מטענים חיצוניים - מטענים חיצוניים ובעיקר נתיק גחון פוגעים ביציבות הרוחבית של המטוסים. תליות מסוימות אף מזיזות את מרכז הכובד לאחור. מכאן שמטענים חיצוניים מגדילים בדרך כלל את הרגישות לסחרור המקשים על ההחלצות ממנו. במרבית המטוסים לא מומלץ להשליך מטענים תוך כדי סחרור מאחר שהם עלולים לפגוע במטוס או במשטחי היגוי חיוניים כגון מייצב הגובה. מטענים בכנפיים (נתיקים, פצצות) יגרמו לסחרור פחות אוסצילטורי.

מטענים אסימטריים - מטענים אסימטריים חיצוניים או דלק הכלוא באחת הכנפיים מגדילים מאוד את הרגישות לסחרור וכאשר הסחרור מפותח הם עלולים לגרום לסחרורים קשה להחלץ מהם. כמו כן כאשר המטוס אסימטרי הסחרורים יהפכו כמעט תמיד למתנודדים גם אם התחילו כסחרורים שטוחים.

היחלצות מסחרור

כלי טיס מסוימים ידרשו תפעול מסוים בשביל להיחלץ מסחרור, בעוד אחרים יחלצו ממצב זה ללא תפעול עקב תכונות היציבות הסטטית והדינמית של כלי הטיס. עם זאת, מטוסים מסוימים מסתכנים בכשל מבני חמור עם כניסה לסחרור, וחלקים מכלי הטיס עלולים להישבר במהלכו.

סחרור בטיסה רגילה הוא אופייני להטסה שגויה בגישה לנחיתה, בפנייה במהירות נמוכה וזווית גלגול גבוהה במהלך הקפה ובמיוחד לקראת צלע הפיינל. במצב זה לרוב למטוס אין אפשרות להיחלץ שכן גובה ההיחלצות הוא רב יותר מגובה המטוס מהקרקע. הסיכון לסחרור גובר במהלך טיסה לא מתואמת.

במטוסי קרב סחרור יכול להיגרם תוך כדי תמרון חריף. כמו כן הנטייה להסתחרר מחריפה אם ישנו מטען לא מאוזן בין הכנפיים, אם לדוגמה מטוס הפיל פצצה מכנף אחת או שיגר טיל אחד.

זיהוי הסחרור

ניתן לזהות סחרור מיוצב בכך שזווית ההתקפה תחיה מיוצבת פחות או יותר וגבוהה מזווית ההזדקרות (חיובית או שלילית). המהירות תהיה קרובה לאפס או נמוכה מאוד. שיעור השקיעה יהיה גבוה מאוד ושיעור הסבסוב גבוה. כל עוד לא מתקיימים תנאים אלו המטוס עדיין לא בסחרור או שכבר יצא ממנו. חשוב לוודא שאכן המטוס בסחרור מיוצב לפני שמתחילים בפעולות החלצות משום שהכנסת הגאים בשלב מקדים לסחרור או הימנעות מאיזון הנאים כאשר המטוס כבר נחלץ מן הסחרור עלולים לגרום לסחרור. כיוון הסחרור ניתן לזהות על ידי תמונת העולם החיצוני או על ידי מחט מד שיעור הפניה (מצביעה לכיוון הסבסוב).

השפעת ההגאים

• הגה הגובה - אפקטיבי בעיקר בשלב ההזדקרות והתנועות שלאחר הזדקרות. דחיפת סטיק קדימה בשלב זה תקטין בדרך כלל את זווית ההתקפה והמטוס ייחלץ מן המצב. בשלב הסחרור המיוצב לא מצליח הגה הגובה להתגבר על הכוחות האינרציאליים ולחלץ את המטוס מן הסחרור. דחיפת הסטיק קדימה, יוצרת שיווי משקל חדש בין הכוחות שגורם בדרך כלל למצב אף תלול יותר ולקצבי סיבוב מהירים יותר. לאחר שיוקטן קצב הסיבוב על ידי הגאים אחרים ויחד איתו יקטנו הכוחות האינרציאליים תהיה דחיפת הסטיק קדימה אפקטיבית ותקטין את זווית ההתקפה מתחת לזווית ההזדקרות.
• הגה הכיוון - האפקטיבי ביותר בפעולתו בהקטנת הסבסוב בצורה ישירה. ככל שהסחרור שטוח יותר תהיה השפעת הגה הכיוון קטנה יותר אך בכל מקרה יש להכניס רגל כנגד הסבסוב בכל סוגי הסחרורים בכל סוגי המטוסים.
• מאזנות - הכנסת מאזנת לכיוון הסיבוב תגרום למטוס מומנט גלגול שיהפוך בחלקו למומנט מוריד אף בגלל תופעת הצימוד האינרציאלי. במטוסי הקרב המאזנת היא המשפיעה ביותר על חילוץ המטוס ממצב של סחרור. לרוב הגה הכיוון מוסתר והיות שהמהירות קדימה קרובה לאפס וזווית ההתקפה גבוהה, הגה הגובה לא משפיע. בסחרור שטוח הכנף החיצונית לסחרור רואה מהירות לא מבוטלת ולכן המאזנות הן ההגה המשמעותי ביותר בשלב ההחלצות מן הסחרור.

ראו גם

• יציבות כלי טיס
• הזדקרות
• אסון תעופה

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא סחרור בוויקישיתוף

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

31749586סחרור (תעופה)