הבדלים בין גרסאות בדף "מושגי יסוד באירודינמיקה"

גרסה אחרונה מ־15:03, 17 בפברואר 2010

מאת: איתי אלמוג, 2006.

מבנה כנף רכה:[עריכה]

כנף רכה הינה כנף אווירודינמית לכל דבר, החסרה שלד קשיח. כנף זו מקבלת את צורתה באמצעות ניפוח הכנף באוויר. הכנף עשויה בד מיוחד, בעל מאפיינים המתאימים אותו לתפקידו: משקל נמוך, חוזק קריעה גבוה (בתוך האריג שזורה רשת מסיבים מחוזקים המונעים התפשטות של קרע, אם קרה), התנגדות למתיחה ואטימות למעבר אוויר.

הכנף בנויה מתאים, שכל אחד מהם יוצר פרופיל אווירודינמי בעל פתח בשפת ההתקפה המאפשר כניסת אוויר. שפת הזרימה של התאים תפורה וסגורה, ולא מאפשרת בריחת אוויר מתוך התא. בתחילת תנועתה של הכנף חודר אוויר דרך הפתחים, מנפח את הכנף ומעניק לה את צורתה. לאחר הניפוח הראשוני, כל עוד נעה הכנף לפנים, קיים לחץ תמידי של אוויר על פתחי הכנף. לחץ זה מונע מהאוויר הלכוד בתוך הכנף לצאת, ושומר את הכנף מנופחת.

מיקום הפתחים בשפת ההתקפה נקבע כך שנקודת הפיצול של זרימת האוויר לעבר שני צידי הפרופיל (העליון והתחתון) תהיה במרכז הפתח. בנקודה זו זרימת האוויר במקביל לפרופיל היא 0, מה שגורם ללחץ הסטטי בנקודה זו ע"ג הפרופיל להיות הגבוה ביותר, דבר החיוני לשמירת לחץ פנימי מקסימלי בכנף. נקודה זו נקראת "נקודת הסטגנציה הקדמית". הנקודה בשפת הזרימה בה מתחברות זרימות האוויר שמעל ומתחת לפרופיל נקראת "נקודת הסטגנציה האחורית".

במחיצות שבין התאים קיימים פתחים, המאפשרים זרימת אוויר בין התאים ומבטיחים לחץ אוויר שווה בכל התאים. במקרה של קריסתם של מספר תאים וסגירת פתחיהם (כתוצאה ממערבולת אוויר חזקה, למשל), יזרום אוויר מהתאים הפתוחים, בהם לחץ האוויר גבוה, אל התאים ששפת ההתקפה שלהם קרסה ולחץ האוויר בהם ירד. עליית הלחץ הפנימית תנפח את התאים הסגורים ותגרום לפתיחה מחודשת של פתחי שפת ההתקפה.

תרשים: מבנה כנף רכה

מצידה התחתון של הכנף מחוברים המיתרים. למיתרים שני תפקידים: האחד הינו חיבור הטייס לכנף, והשני הוא הענקת תמיכה למבנה האווירודינמי של הפרופיל. יש חשיבות רבה לשימוש במיתרים מתאימים, הן מבחינת חוזק המיתר והן מבחינת אורכו. מיתר חלופי שאורכו אינו מתאים יגרום לעיוות בצורת הפרופיל ולשינוי מאפייני הטיסה שלו, דבר העלול להיות מסוכן.

אירודינמיקה:[עריכה]

לפני הכל - בשביל מה צריך את זה?[עריכה]

ההסברים המובאים להלן עלולים לגרום לאנשים מסוימים להתקפי פיהוקים בלתי נשלטים ועוויתות במוח. נשאלת השאלה- למה צריכים את זה?

פיתוח מצנחי הרחיפה מתנהל בשני מישורים עיקריים: שיפור הבטיחות והביצועים. למרבה הצער, פוגע שיפורו של תחום אחד ברמתו של השני, וניתן לראות לאורך ההיסטוריה של הספורט דפוס עקבי של שיפור לסירוגין, פעם בתחום הבטיחות ופעם בתחום הביצועים.

הגדרת המושג "בטיחות" מסבירה את עצמה: כמה בטוח המצנח לשימוש - ולאיזו רמת טייס הוא מתאים. כדי לקבוע את דרגת הבטיחות של דגם מצנח חדש, נערכת סדרת ניסויי טיסה ע"י מכון בדיקה נייטרלי, ותוצאותיה קובעות את תקן הבטיחות של המצנח.

הגדרת הביצועים בעייתית בהרבה, ומורכבת מפרמטרים שונים ומשונים: מהירות אופקית (חדירה), קצב שקיעה, יכולת פנייה, שקיעה בפנייה, קלות התמרון (הפיכת פניות, יכולת טיסה בתרמיקות) וכד'. מטבע הדברים לא נוטה הפיזיקה לעשות לנו חיים קלים, ושיפור פרמטרים מסוימים פוגע באחרים.

השורה התחתונה של ביצועי הכנף, אותו ערך שאותו שואפים היצרנים להביא למקסימום האפשרי, הוא יחס הגלישה.

יחס הגלישה הנו היחס בין המרחק אותו עובר הדאון לגובה שהוא מאבד. (דאון= כל כלי טיס שאינו ממונע- כולל מצנח רחיפה) הוא שווה גם ליחס בין מהירותו האופקית (ביחס לקרקע) של הדאון למהירותו האנכית (קצב השקיעה), ובמקרים מסוימים- שווה גם ליחס בין כוח העילוי הפועל על הכנף לכוח הגרר- אך על כך בהמשך.

לפני קריאת הפרקים הבאים יש לשתות הרבה מים ולהכין 2 אקמול ומגבת לחה.

הכוחות הפועלים על הכנף:[עריכה]

אנו מכירים 3 כוחות עיקריים הפועלים על כנף בתעופה:

משקל, גרר ועילוי.

המשקל פועל כלפי מטה, והוא כוח ידוע מראש שאינו משתנה במהלך הטיסה (אלא אם כן נפטרנו מהטייס, מארוחת הבוקר או מחלקי ציוד מיותרים). למשקל השפעה על התנהגות כלי הטיס, ובמקרה של מצנחי רחיפה - ההשפעה ניכרת גם בהפרשים קטנים. לכל דגם מצנח יש מספר מידות, ולכל מידה יש תחום עומס מותר, בו נבדקה התנהגותו של המצנח וניתן לו תו התקן המאפיין את בטיחותו.

העמסת המצנח שלא בתוך תחום העומסים בו הוא נבדק עלולה לגרום לשינוי קיצוני בהתנהגות המצנח, בעיקר במצבי טיסה חריגים. בתוך התחום המותר קיים הפרש מהירויות של כ- 1.5 קמ"ש בין טיסה בעומס מקסימלי למינימלי. מעבר לשינוי במהירות הטיסה גורם השינוי במסה לשינוי באינרציה, דבר שמשפיע על התנהגות המצנח בכל תחומי הטיסה (המראה, נחיתה, פניות, מצבים חריגים).

ככלל, טיסה בעומס נמוך תאופיין בתגובות חופה איטיות אך ברגישות גבוהה יותר לקריסות, בעוד שטיסה בעומס גבוה תאופיין בתגובות חופה חריפות ומהירות, אך רגישות החופה לקריסות קטנה.

הגרר (החיכוך עם האויר) פועל תמיד הפוך לכיוון התנועה (עם כיוון זרימת האויר), וגודלו הוא ביחס ישר לשטח ההיטל בניצב לכיוון התנועה של הגוף הנע, וביחס ריבועי למהירותו.

הגרר פוגם בביצועי הכנף, ובאופן כללי מעצבן ומיותר. קיימים שמות שונים לגרר הנוצר באופנים שונים:

גרר צורה - הגרר הנוצר כתוצאה ישירה של צורתו הגיאומטרית של הגוף הנע דרך האוויר. אם צורת החזית הניצבת לכיוון התנועה היא שטוחה (כמו קיר הנע לפנים), יווצר גרר רב בהרבה מאשר באם צורת החזית הניצבת לכיוון התנועה הינה מעוגלת (כמו כדור).

גם לפאה האחורית של הגוף הנע יש השפעה על כמות הגרר שהוא יצור: חצי כדור (פאה קדמית עגולה ואחורית שטוחה) ייצור יותר גרר מכדור שלם, ואילו כדור שלם ייצור יותר גרר מגוף המעוצב כטיפה (חזית עגולה ו"זנב" מחודד).

לחישוב הגרר מאפיינים את השפעת הצורה במספר הנקרא "מקדם גרר" (CD- Coefficient of Drag). ערך זה נע בין 0 ל- 1, וככל שהוא נמוך יותר, כך גרר הצורה שאותו גוף ייצור יהיה נמוך יותר. לוח שטוח הנע כשהוא ניצב לכיוון התנועה מאופיין בגרר הצורה הגבוה ביותר, ומקדם הגרר שלו יהיה 1.

מקדם הגרר של כדור הוא כ- 0.5, ואילו זה של טיפה (פרופיל אוירודינמי) יכול להגיע לערכים נמוכים עד כדי 0.04.

גרר חיכוך - הגרר הנוצר כתוצאה ישירה של חיכוך פרודות האוויר במשטח לאורכו הן זורמות. ככל שאורכו של המשטח יהיה גדול יותר, כך ייוצר עליו יותר גרר.

ניתן לראות הבדלים מהותיים ברוחב החופה בין מצנחים בסיסיים בעלי מיתר פרופיל ארוך (ראה תרשים 4) למצנחים תחרותיים, המאופיינים במיתר פרופיל קצר, דבר התורם להקטנת הגרר ולשיפור הביצועים.

גרר מושרה - גרר שאינו נוצר ישירות מחיכוך הכנף באוויר או מצורתה הפיזית של הכנף, אלא ממערבולות הנוצרות בשל השאיפה לאיזון הפרשי הלחצים בין תחתית הכנף לצידה העליון. השפעות הגרר המושרה יידונו בהרחבה בהמשך.

העילוי, תמצית השאיפות של הטייס, הוא תוצאה של הפרש לחצים סטאטיים משני צידי הכנף. לחץ סטאטי הינו גודל סקלארי (ללא כיוון מוגדר, או וקטור), ובאזור בו קיימת זרימה הוא נמדד בניצב לכיוון הזרימה, ע"מ שלא להיות מושפע מהלחץ הדינמי (גודל וקטורי, בעל כיוון).

חוק ברנולי קובע שככל שהזרימה המקבילה למישור (שהיא למעשה לחץ דינמי) מהירה יותר, הלחץ על המישור (שהוא למעשה לחץ סטאטי) נמוך יותר.

כמו הגרר, גם העילוי נמצא ביחס ישר לשטח הגוף הנע, וביחס ריבועי למהירותו.

חשוב! רבים וטובים (וגם לא כל כך טובים) טועים בהגדרתו האווירודינמית של כוח העילוי ומתייחסים לרכיב האנכי של הכוחות הפועלים על המצנח כאל כוח העילוי. חשוב לזכור כי מבחינה פיזיקלית הכוח המוגדר במושג "עילוי אווירודינמי" הינו תוצאה של הפרש הלחצים הסטטיים מעל ומתחת לכנף ולכן כיוונו נמדד ב- 90 מעלות לכיוון הזרימה\תנועה (לחץ סטטי נמדד ב- 90 מעלות ללחץ דינמי- במקרה זה זרימת האוויר על הכנף). מכיוון שהכנף אינה טסה אופקית אלא בגלישה אלכסונית כלפי מטה, כוח העילוי יפעל בכיוון אלכסוני למעלה וקדימה.

הדברים מתחילים להתחבר:[עריכה]

במבט מהיר על מבנה פרופיל הכנף רואים כי העקימון העליון ארוך מהעקימון התחתון. בזמן תנועתו מסיט הפרופיל את פרודות האוויר כלפי מעלה וכלפי מטה. מכיוון שמנקודת ההפרדה של האוויר על פרודות האוויר הנעות כלפי מעלה לעשות דרך ארוכה יותר מזו של הפרודות הנעות כלפי מטה, נוצר מצב של הצטופפות קווי זרימת האוויר מעל הפרופיל לעומת קווי הזרימה מתחתיו.

למעשה, מופרעת זרימת האוויר החופשי על ידי הפרופיל, ונוצרת הצרה במעבר הפתוח לזרימה: האוויר המוסט נדחק למעבר צר הנוצר בין חלקו העליון של הפרופיל לבין המאסה של האוויר שאינו מושפע כבר מהפרופיל והזורם בקווים ישרים. כאשר חומר זורם עובר ממעבר רחב למעבר צר, מואצת מהירות זרימתו (אפקט ונטורי).

האצת הזרימה במקביל למשטח העליון של הכנף גורמת להפחתת הלחץ הסטטי על משטח זה. כיוון שזרימת האוויר מעל הכנף מהירה מהזרימה מתחת לכנף, קטן הלחץ הסטטי הפועל על המשטח העליון של הכנף מזה הפועל על המשטח התחתון.

הפרש הלחצים הסטטיים מפעיל כוח הפועל ב 90 מעלות לכיוון הזרימה, כלפי מעלה. כוח זה הינו כוח העילוי.

תרשים 1: הצטופפות קווי הזרימה מעל פרופיל אווירודינמי

זה הזמן לקחת את האקמול הראשון ולהעביר ויש מהיר על המצח עם המגבת הלחה.

אחת המגבלות המשמעותיות של כנף שאינה אורגנית (ושאינה מחוברת לציפור או עטלף) היא חוסר היכולת לנפנף. מגבלה זו אינה מאפשרת לכנף ליצור מהירות אוויר "מלאכותית" (ללא תנועה של הגוף), ומגבילה את מהירות הטיסה של הדאון לתחום יעיל מסוים, שלא ניתן לחרוג ממנו מבלי לאבד את כושר הנשיאה של הכנף. קצהו העליון של תחום זה, המהירות המקסימלית, יקבע במקום שבו יווצר מספיק גרר כדי לאזן את כוחות העילוי והמשקל על המצנח. הסבר מפורט יותר יבוא מייד עם תחילת ההשפעה של הכדור… הקצה התחתון של טווח המהירויות עלול להוות מפגע בריאותי חמור, ועליו נרחיב מעט את הדיבור לפני שיהיה מאוחר מידי.

הזדקרות:[עריכה]

כפי שראינו, כוחות העילוי והגרר הנוצרים על הכנף מושפעים ממהירות זרימת האוויר הסדירה ע"ג הכנף. כוחות אלה יתקיימו כל עוד זרימת האוויר הינה מקבילה למישור הכנף וזורמת מכיוון שפת ההתקפה אל שפת הזרימה. אם מסיבה כלשהי תתנתק הזרימה המסודרת ממישור הכנף העליון, לא תיווצר הפחתה בלחץ הסטטי מעל מישור זה ולא יהיה הפרש לחצים סטטיים בין צידה התחתון לצידה העליון של הכנף, מה שלמעשה מבטל לאלתר את כוח העילוי. בניגוד לכל כנף אחרת הנהנית משלד קשיח ושומרת על צורתה גם בלילה ובחורף, מצנח הרחיפה שומר על צורת הכנף רק כשהוא טס בתחום המהירויות היעיל שלו. ירידה אל מהירות נמוכה מדי תגרום לו להזדקר, לאבד לחץ ולאבד צורה ואישיות. בניגוד לתחומי טייס אחרים, אין לבצע תרגולי הזדקרות עם מצנחי רחיפה אלא תחת הדרכה מתאימה. הסברים מעמיקים בנושא- לאחר האקמול השני בהמשך.

בכנף דואה, חסרת מנוע, נוצרת התנועה כתוצאה מהמשקל המעמיס את הכנף. אם נתלה כנף ללא תנועה באוויר, ונשחררה, יחל תהליך של נפילה (למעשה, עד שמתפתחת זרימה מסודרת על הכנף היא נמצאת בהזדקרות) שיגרום לזרימה של אוויר על גבי הכנף. בתחילה מושך המשקל כלפי מטה, ותחילת התנועה היא בנפילה אנכית. בזמן הנפילה הכוח העיקרי הפועל על הכנף הינו הגרר (החיכוך בין הכנף לאוויר), וכיוון פעולתו יהיה תמיד עם כיוון הזרימה ונגד כיוון התנועה.

תרשים 2: תחילת תנועה בנפילה אנכית

בשל מבנהו של כלי הטיס (במצנח הרחיפה - מיתרים קדמיים קצרים במעט ממיתרים אחוריים) נמוכה חזית הכנף (להלן- "שפת ההתקפה") מצידה האחורי (להלן- "שפת הזרימה"). בשל כך תיווצר הסטה לאחור של פרודות האוויר הפוגעות במשטח הכנף התחתון, ואילו הכנף עצמה תחל לגלוש לפנים. בתרשים מס' 3 ניתן לראות כי במצב גלישה כיוון הזרימה אינו ישר מלפנים, כי אם מזווית מסוימת מלפנים ולמטה. זווית זו, הכלואה בין כיוון תנועת הכנף לבין האופק, הינה זווית הגלישה של הכנף. וככל שהכנף תהייה יעילה יותר, בעלת עילוי גבוה יותר וגרר נמוך יותר, כך תקטן זווית הגלישה, ויחס הגלישה (היחס בין הגובה שהכנף מאבדת בפרק זמן נתון לבין המרחק אותו היא עוברת באותו פרק זמן) יגדל.

ברגע שהחלה הגלישה לפנים, הזרימה כבר אינה מגיעה אנכית מלמטה, אלא מכיוון זווית הגלישה. הגרר, הפועל תמיד עם כיוון הזרימה עובד כעת לכיוון אחורה ולמעלה, ומכיוון שכעת מתקיימת זרימה במקביל למישורי הכנף, נוצרת ירידה בלחץ הסטטי על מישורי הכנף. כפי שראינו קודם לכן, הזרימה מעל הכנף מהירה מהזרימה בצידה התחתון, מה שגורם ללחץ הסטטי בצידה העליון להיות נמוך מהלחץ הסטטי בצידה התחתון. הפרש לחצים זה יוצר את כוח העילוי. העילוי יפעל תמיד ב 90 מעלות לקו הזרימה (שהוא גם קו התנועה והקו שלאורכו פועל הגרר).

תרשים 3: הסטת הזרימה לאחור ותחילת הגלישה לפנים

תרשים מס' 4 מראה את מערך הכוחות הפועלים על הכנף. החץ הירוק מסמן את כיוון התנועה. מאחר והמשקל קיים תמיד, ואילו העילוי והגרר הינם כוחות הנוצרים כתוצאה מתנועת הכנף דרך האוויר, הרי שככל שתאיץ הכנף את מהירותה כך יגדלו כוחות העילוי והגרר (יש לזכור כי הגרר מתנגד לתנועה), בעוד שהמשקל נותר ללא שינוי. בשלב מסוים ישתווה שקול הכוחות של העילוי והגרר (2 כוחות בעלי רכיב אנכי הפועל כלפי מעלה) למשקל (כוח הפועל כלפי מטה) והכנף תפסיק להאיץ ותשמור על מהירות קבועה. לכן מצנח נתון יטוס יחסית מהר בעומס גבוה, ויחסית לאט בעומס נמוך. יש לציין כי ככל שנעמיס את הכנף במשקל גבוה יותר, כך מהירות הגלישה שלה תגדל, אך היחס בין העילוי לגרר לא ישתנה. יחס זה שווה גם ליחס בין רכיב המהירות האופקי של הכנף לבין רכיב המהירות האנכי שלה. ביום ללא רוח (על השפעת הרוח- בהמשך) שווה יחס זה ליחס הגלישה של הכנף, והוא נקרא גם L/D . לדוגמא: אם העילוי הנוצר על הכנף גדול פי 6 מהגרר הנוצר עליה, ביום ללא רוח יחס הגלישה של אותה כנף יהיה 1 ל 6.

תרשים 4: הכוחות הפועלים על הכנף

זווית ההתקפה:[עריכה]

הזווית הכלואה בין מיתר הפרופיל לבין כיוון הזרימה נקראת זווית ההתקפה. ככל שזווית ההתקפה גדלה, כך נאלץ האוויר המוסט מעל הפרופיל לעשות דרך ארוכה יותר לעומת האוויר המוסט אל מתחת לפרופיל והפרש הלחצים הסטטיים משני צידי הכנף גדל, דבר הגורר גידול בכח העילוי. בנוסף, גדל גם שטח ההיטל של הכנף בניצב לכיוון הזרימה, דבר הגורם לעליה בגרר הנוצר על הכנף. באופן רגעי, בשל הפרת האיזון בין הכוחות, תחל הכנף בתאוטה (בשל הגידול בגרר המתנגד לתנועה). האטת המהירות תגרום לירידה בעילוי ובגרר (שני כוחות שגודלם עומד ביחס ריבועי למהירות), עד לחזרה למצב בו שקולים העילוי והגרר שוב כנגד המשקל. אז תפסיק הכנף להאט ותשמור על מהירות קבועה. בהקטנת זווית ההתקפה יקטנו העילוי והגרר, מה שיביא להגברת המהירות, מה שיגרום ולהגדלת העילוי והגרר, מה שיביא לחזרה למצב בו שקולים העילוי והגרר שוב כנגד המשקל. אז תפסיק הכנף להאיץ ותשמור על מהירות קבועה.

השפעת העומס על הביצועים:[עריכה]

השפעת המשקל היא ליניארית, ומסיטה את גרף הביצועים של המצנח בשלמותו. גרף ביצועים (גרף פולארי) הינו תרשים המתאר את מאפייני מעטפת הטיסה הנורמאלית של הכנף. העקומות מתארות את הקשר בין מהירות הגלישה לבין קצב השקיעה ואילו הקו היוצא מראשית הצירים משיק לעקומות בנקודה בה תפיק הכנף את יחס הגלישה המיטבי (מהירות הטיסה בה יהיה היחס בין רכיבי המהירות האנכי והאופקי הגבוה ביותר). הזווית הנראית בין קו זה לבין ציר המהירות האופקי הינה זווית הגלישה של הכנף.

ניתן לראות שלמרות שקצב השקיעה והמהירות האופקית גדלו כאשר גדל העומס על המצנח, הרי שהיחס ביניהם בנקודת ההשקה של הגרף עם הישר היוצא מראשית הצירים נשמר זהה.

מכאן אנו למדים כי עם הגדלת העומס על המצנח יגדלו מהירות ההזדקרות (על הזדקרות- בהמשך) והמהירות הסופית של המצנח באותו ערך, ויחס הגלישה יישאר ללא שינוי.

מהירות הטיסה משתנה ביחס לשורש הריבועי של המשקל:

S1= מהירות ידועה במשקל נתון

S2= מהירות חדשה לאחר שינוי במשקל

W1= משקל לפני השינוי

W2= משקל לאחר השינוי

לדוגמה, המשקל הכולל של המצנח (חופה, טייס, רתמה, סנדביצ'ים עם אבוקדו וקמיע של הבבא סאלי) הוא 100 ק"ג. בעומס זה, מהירותו המקסימלית של המצנח נמדדה כ- 36 קמ"ש.

מה תהיה המהירות המקסימלית עם קמיע של הרב כדורי במשקל כולל של 110 ק"ג?

S1 = 36 קמ"ש

W1 = 100 ק"ג

W2 = 110 ק"ג

עקב השפעות של גורמים נוספים כגון גרר נלווה, שינוי מבנה החופה כתוצאה מעומסים שונים ועוד כהנה וכהנה משתנים שלא לקחנו בחשבון, התוצאה הנ"ל אינה מדויקת, אך נותנת סדר גודל המאפשר לנו להעריך אם נצליח לחדור את הרוח במבוא חמה, או שנקפוץ לביקור לא מתוכנן בסוריה, למשל.

הגורמים המשפיעים על העילוי: קיימים מספר גורמים המשפיעים על עוצמת העילוי. שינוי באחד או יותר מגורמים אלה יביא בהכרח לשינוי בכוח העילוי.

הנוסחה, למי שמתעניין:

מקדם העילוי של הפרופיל תלוי בצורת הפרופיל (שמשתנה עם הפעלת ידיות הניהוג), ובזוית ההתקפה (שמשתנה גם היא עם הפעלת ידיות הניהוג), שהיא הזווית המתקבלת בין כיוון הזרימה או התנועה לבין מיתר הפרופיל (הקו הישר העובר בין שתי הנקודות המרוחקות ביותר זו מזו ע"ג היקף הפרופיל).

לפי הנוסחה הנ"ל, ככל שנגביר מהירות- כן יגדל העילוי. לצערנו, הגברת המהירות בדאון (כל כלי טיס הכבד מהאויר וחסר מנוע) מתבצעת ע"י הפחתת זווית ההתקפה, מה שמפחית את מקדם העילוי של הפרופיל, ובאופן כללי גורם לירידה בעילוי, רחמנא ליצלן.

הזדקרות, הפעם לעומק:[עריכה]

למעשה, כל שינוי בזווית ההתקפה גורם לשרשרת תגובות שבסופן מתייצבת המהירות כאשר כוחות העילוי, הגרר והמשקל מגיעים לשיווי משקל (סכום הווקטורים שווה 0). בשחרור הברקסים המהירות (גם אופקית וגם אנכית) תגדל עד להתייצבות, וככל שנפעיל יותר ברקס, כך תקטן המהירות ותתייצב על קצב שקיעה נמוך יותר ומהירות אופקית נמוכה יותר. עד לגבול מסוים, כמובן. ושלא תגידו שלא אמרנו לכם. אז ככה: זווית ההתקפה של המצנח ללא משיכה בברקסים נעה בין- 2 ל- 3. בזוית של בין 15 ל- 21 מתנתקת זרימת האויר הסדירה מעל גבי הפרופיל, כח העילוי נפרד ממך לשלום, וקצב השקיעה הופך להיות מרשים ביותר. במצב זה אין כל שליטה על הכנף, ועל מנת להיחלץ ממצב כזה יש להוריד מייד את זווית ההתקפה ע"מ לאפשר את חידוש זרימת האוויר על הכנף וחזרתה למצב טיסה.

המצב נקרא הזדקרות (STALL), והוא בדרך כלל מפתיע, בלתי סימפטי, ועלו לגרום לחשבון הוצאות רפואיות מנופח.

כנף מזוקרת אינה נעה לפנים, אלא נופלת כלפי מטה, כך שלמעשה הכוח היחיד המתנגד לנפילה הוא כוח החיכוך עם האוויר (הגרר). בהיעדר העילוי, שבטיסה נורמלית (בנוסף לגרר) גורם לכנף להגיע לאיזון כוחות כבר במהירות אנכית נמוכה, בהזדקרות על הכנף להגיע למהירות נפילה מאוד גבוהה כדי שהגרר (הגדל עם המהירות ופועל כלפי מעלה- הפוך לכיוון הנפילה) ישתווה למשקל והנפילה תפסיק להאיץ.

במקרה של כנף רכה, המקבלת את צורתה האווירודינמית כתוצאה מלחץ האוויר הקיים בתוכה, תגרום עצירת התנועה קדימה (כתוצאה מההזדקרות) לאובדן לחץ האוויר על פתחי הכניסה ולאיבוד צורתה האווירודינמית של הכנף. ע"מ לחזור לטיסה נורמלית על הכנף להתנפח ולקבל תחילה את צורתה האווירודינמית בחזרה, לפני שתחל לנוע לפנים ולצבור שוב מהירות זרימה ליציאה מהזדקרות.

על כל טייס להיות מודע למגבלת זווית ההתקפה המקסימלית המאפשרת טיסה בטוחה ולהימנע מטיסה בקרבת הזווית הקריטית. שינוי בזווית ההתקפה גורר בהכרח שינוי במהירות, ובעומס נתון תביא טיסה בזווית התקפה נתונה תמיד לאותה המהירות (כלומר, אם מהירותו של כלי נתון הטס עם עומס נתון בזווית התקפה של 3 מעלות היא 35 קמ"ש, כל שינוי בזווית ההתקפה יביא את הכלי למהירות המתאימה לאותה זווית חדשה, וכשיחזור הכלי לזווית התקפה של 3 מעלות תחזור המהירות ותתייצב על 35 קמ"ש).

עובדה זאת מאפשרת לנו לדעת כי אנו מתקרבים לזווית ההזדקרות ע"י מדידת מהירות האוויר של הכלי.

משיכה מוגזמת של ברקס אחד בלבד תגרום להזדקרות אותו צד ולעצירת מהירותו האווירית, בעוד שהצד השני ממשיך לטוס ומקיף את הצד המזוקר בהיסטריה.

התמרון החביב הנ"ל נקרא סחרור (SPIN, NEGATIVE SPIN, BACK-SPIN וכו'), והתוצאות המידיות הן תחלופת נוף מהירה ומשעשעת, מלווה בסחרחורת, דופק מואץ, קצב שקיעה מרשים ובמידה ולא בוצעו פעולות היחלצות (שחרור הברקס של הצד המזוקר), ראה סעיף הוצאות רפואיות לעיל.

בכנף בעלת מבנה קשיח תביא זווית ההתקפה נמוכה מאוד לצלילה כלפי הקרקע, ומסף תחתון מסוים לתופעת אי יציבות אווירודינמית- הכנף תתהפך. בכנף רכה תביא זווית ההתקפה נמוכה מאוד לקריסת הכנף.

גרר מושרה - מערבולות קצה הכנף:[עריכה]

בזמן הטיסה קיים מצב של לחץ אוויר גבוה בצידה התחתון של הכנף, ולחץ אוויר נמוך בצידה העליון.

בטבע קיימת שאיפה לאיזון כוחות, ולכן תמיד תיווצר זרימה מאזורים של לחץ גבוה לאזורים של לחץ נמוך. בשל תנועת של הכנף לפנים, נמנעת מהאוויר האפשרות לזרום מלמטה למעלה מעבר לשפת ההתקפה. בשפת הזרימה קיימת התחברות של זרימות משני צידי הכנף- העליון והתחתון, והשוואת לחצים טבעית. בשני קצות הכנף אין מה שיעצור את האוויר מלזרום מאזור הלחץ הגבוה שמתחת לכנף לעבר אזור הלחץ הנמוך שמעליה. למעשה נוצר מצב בו זרימת אוויר מתחתית הכנף אל צידה העליון גורמת להשוואת לחצים ולביטול כח העילוי על גבי קצות הכנף. תופעה זו גורמת לכנף "לסחוב" עמה שני קצוות שאינם יעילים מבחינה אווירודינמית, אך יוצרים גרר הפוגע בביצועים. זהו הגרר המושרה.

בשל תנועת הכנף לפנים, יוצרת הזרימה המעגלית מתחתית הכנף אל צידה העליון מערבולות סיבוביות הנותרות כשובל מאחורי שני קצות הכנף. ככל שהכנף מהירה יותר- כך יהיו מערבולות אלה חזקות יותר. על הטייס להיות מודע לקיומן של מערבולות קצה הכנף. טיסה לתוך שובל מערבולות שהשאיר אחריו כלי טיס תגרום לחוסר יציבות ובמקרה קיצוני עלולה לגרום לכנף לקריסה. יש לזכור שבעת סיבוב של 360 מעלות ללא שינוי בגובה יכול כלי טייס להיכנס אל שובל המערבולות שהוא עצמו יצר…

תרשים 7: זרימת האוויר מעבר לקצה הכנף

תרשים 8: מערבולות קצה הכנף והשפעתן

כדי לשפר את יעילות הכנף ולהקטין את השפעתן של מערבולות קצה הכנף ניתן להוסיף מכשול מכני לזרימת האוויר מסביב לקצה הכנף, בדמות כנפונים או סנפירים אנכיים. בנוסף ניתן לחלק את שטח הכנף באופן שונה: ע"י הגדלת מוטת הכנף והקטנת מיתר הפרופיל ניתן ליצור כנף בעלת שטח זהה, שקצותיה רחוקים יותר זה מזה. כך ישפיעו המערבולות על שטח יחסי קטן יותר מהכנף.

היחס בין מוטת הכנף למיתר הפרופיל נקרא "מנת ממדים" (אם לדייק - מנת מימדים – Aspect Ratio - שווה למוטה בריבוע חלקי השטח). ככל שמנת הממדים תגדל, כך ישתפרו ביצועי הכנף. אם זאת, מנת ממדים גדולה גורמת לבעיות יציבות, רגישות גבוהה למערבולות וגזירות רוח, ורמת הבטיחות של המצנח יורדת. כמו כן עלות הייצור של חופה בעלת מנת ממדים גדולה היא יקרה בשל ריבוי החלקים ביחס לחופה בעלת מנת ממדים קטנה.

תרשים 9: השפעת מנת הממדים על הביצועים

מהירות אווירית ומהירות קרקעית:[עריכה]

הכוחות האווירודינמיים (עילוי וגרר) הפועלים על הכנף נוצרים כתוצאה מזרימת אוויר על הכנף.

מבחינה אווירודינמית אין משמעות לתנועת הכנף ביחס לקרקע. גם אם יחסית לקרקע הכנף אינה נעה כלל, אך הרוח (רוח = תנועת אוויר ביחס לקרקע) גורמת לזרימת אוויר ע"ג הכנף משפת ההתקפה אל שפת הזרימה, יתקיימו הכוחות האווירודינמיים ע"ג הכנף. כפי שראינו, דאון משיג את מהירותו בשל המשקל המועמס עליו. תחת עומס קבוע, ובזווית התקפה קבועה, תמיד יזרום האוויר ע"ג הכנף במהירות קבועה. מהירותה של זרימה זו הינה מהירות האוויר של הכנף, והיא אינה תלויה כלל בקיומה או היעדרה של רוח ואינה משתנה כתוצאה משינויים בעצמת הרוח.

ניתן להקביל את הדבר לאדם ההולך במהירות קבועה של 5 קמ"ש ע"ג מסוע סרט. אם המסוע אינו זז, מהירותו של האיש ביחס למסוע (5 קמ"ש) תהיה גם מהירותו ביחס לקרקע. אם המסוע נע במהירות של 3 קמ"ש עם כיוון התנועה של האיש- מהירותו של האיש ביחס למסוע עדיין תהיה 5 קמ"ש, בעוד שמהירותו ביחס לקרקע תהיה 8 קמ"ש (שקול למצב של כנף הטסה עם כיוון הרוח).

אם המסוע נע במהירות של 3 קמ"ש נגד כיוון התנועה של האיש- מהירותו של האיש ביחס למסוע עדיין תהיה 5 קמ"ש, בעוד שמהירותו ביחס לקרקע תהיה 2 קמ"ש (שקול למצב של כנף הטסה כנגד כיוון הרוח).

במצב בו יטוס המצנח נגד הרוח תקטן מהירותו הקרקעית (מהירותו האווירית לא תשתנה!) ובמצב בו יטוס עם כיוון הרוח תגדל מהירותו הקרקעית (שוב, מהירותו האווירית לא תשתנה!).

אם יטוס המצנח כנגד רוח השווה במהירותה למהירותו האווירית של המצנח - תהיה מהירותו הקרקעית 0. ואם תתגבר הרוח ותהיה מהירה ממהירותו האווירית של המצנח, יסחף המצנח לאחור ביחס לקרקע. עדיין כמובן, לא יהיה שינוי במהירותו האווירית.

השפעת הרוח על יחס הגלישה:[עריכה]

קצב השקיעה (המהירות האנכית) של המצנח אינו מושפע מרוחות אופקיות. מכאן שללא תלות במהירות הרוח, ממשיך המצנח לשקוע בקצב קבוע ובסופו של דבר ינחת.

מהירותו הקרקעית לעומת זאת משתנה בהתאם לכיוון ועצמת הרוח, כך שבטיסה כנגד הרוח הוא עובר פחות דרך בזמן נתון, ואילו בטיסה עם הרוח הוא יעבור יותר דרך באותו הזמן. זאת אומרת שיחס הגלישה משתפר ככל שהרוח חזקה יותר בטיסה עם הרוח, ומתקלקל ככל שהרוח חזקה יותר בטיסה כנגד הרוח.

ע"מ לשפר את יחס הגלישה בטיסה נגד הרוח, נגביר את מהירות האוויר (נשחרר את הברקסים) כדי להגביר את מהירותנו הקרקעית (לדוגמא: אם אנו טסים במהירות אוויר של 32 קמ"ש כשהברקסים משוכים מעט, כנגד רוח של 32 קמ"ש, לא נתקדם כלל ביחס לקרקע, אך נמשיך לשקוע עד לנחיתה. יחס הגלישה- 0. אם נשחרר את הברקסים ונגדיל את מהירותנו האווירית ל 37 קמ"ש, תגדל מהירותנו הקרקעית ל 5 קמ"ש, ועד לנחיתה נעבור דרך מסוימת. משמע- הגדלנו את יחס הגלישה.

ע"מ לשפר את יחס הגלישה בטיסה עם הרוח, נקטין את מהירות האוויר (ע"י משיכה בברקסים) כדי להקטין את קצב השקיעה (לדוגמא: אם אנו טסים במהירות מקסימלית כשהברקסים משוחררים , וקצב השקיעה הוא 2 מטר לשניה עם רוח של 30 קמ"ש, ייקח לנו זמן נתון לאבד את הגובה ולנחות, במהלכו נעבור דרך מסוימת. אם נמשוך את הברקסים ונקטין את קצב השקיעה למטר אחד לשניה, נשהה באוויר זמן כפול ובמהלכו נעבור דרך רבה יותר (למרות שאנו מפסידים מהירות בשל המשיכה בברקסים, הרי שהשיפור בקצב השקיעה באחוזים גדול בהרבה מההאטה במהירות האופקית, בשל המהירות הקרקעית הגבוה שנותנת הרוח). משמע- הגדלנו את יחס הגלישה.

פניות:[עריכה]

הפניית המצנח נעשית ע"י האטה לא סימטרית של הכנף. ע"י משיכת הברקס של צד אחד בלבד (או משיכת שני הצדדים במידה לא שווה) אנו יוצרים גרר גבוה בצד בו זווית ההתקפה גבוהה יותר. צד זה מאט את מהירותו בעוד שהצד השני ממשיך במהירותו המקורית, ומקיף את הצד האיטי.

קודם לכן הוזכר נושא ההזדקרות כמאפיין טיסה המסוכן לבריאותנו. ראינו כי זיקור הכנף נעשה ע"י האטת המהירות באופן מוגזם. בזמן פנייה אנו מאיטים את הכנף באופן א-סימטרי, וניתן להגיע למצב בו הכנף הפנימית לפנייה איטית מידי והיא מזדקרת. הכנף המזוקרת מאבדת את כוח העילוי והמצנח ייכנס למצב הנקרא סחרור, מצב בו הכנף הטסה מקיפה את הכנף המזוקרת במהירות גבוהה וברדיוס קטן, וקצב השקיעה גדל באופן משמעותי.

הסחרור הינו מצב מסוכן ובלתי נשלט , וחשוב (וקל) להימנע מלהגיע אליו. חשוב להקפיד לא להגזים במשיכת הברקסים בעת ביצוע פניות. יש להטות את משקל הגוף לכיוון הפנייה, דבר המאפשר השגת אותו קוטר פנייה ע"י משיכה קלה יותר של הברקס (על הסחרור בהרחבה- בפרק מצבי החירום).

בשל האינרציה הגבוהה יותר על גוף הטייס מתחילה החופה בשינוי כיוון הטיסה לפני שהטייס משנה כיוון. קוטר הפניה שעושה החופה קטן מזה שהטייס עושה והכוח הצנטריפוגלי הפועל על המערכת יוצר זווית גלגול גדולה. ככל שהפניה תהיה חדה יותר כך תגדל זווית הגלגול, יגדל הכוח הצנטריפוגלי ויגדל העומס על החופה, דבר שיביא לגידול במהירות האוויר ובקצב השקיעה.

עם השוואת מצב הברקסים תשתווה מהירותם של שני קצות הכנף וכח המשיכה יחזיר את הטייס למקומו מתחת לכנף.

בשל הגידול במהירות ובקצב השקיעה במהלך הפניות יש להימנע מביצוע פניות בקרבה יתרה לקרקע.

יציבות- אפקט המטוטלת:[עריכה]

בשל מרכז הכובד הנמוך והיות הטייס כבד מהחופה ובעל שטח קטן ממנה, תתייצב המערכת מרוב המצבים כשהטייס למטה, מתחת לחופה. שלב המעבר ממהירות אחת לשניה (תאוצה ותאוטה) יצור טלטול, בשל הפרשי המאסות בין חופה לטייס.

החופה הנה בעלת מאסה נמוכה וקל לשנות את מצבה מעמידה לתנועה ולהפך. לטייס מאסה גבוהה, ויש לו תנופה (אינרציה) גבוהה, כך שלוקח לו יותר זמן להאט או להאיץ את תנועתו.

כשהטייס והחופה טסים שניהם באותה המהירות, והטייס מושך בברקסים, החופה מאיטה מייד, בעוד שלטייס לוקח יותר זמן להאט, והוא מטולטל קדימה (החופה "רצה" לאחור). לאחר ההתייצבות, כשישחרר הטייס את הברקסים תאיץ החופה מייד בעוד שהטייס יישאר מאחור (החופה "רצה" קדימה).

תופעה דומה קורה אם החופה מאיטה עקב כניסה לתרמיקה או משב רוח אופקי, או כשהחופה מאיצה ביציאה מתרמיקה או בכניסה למפל רוח.

טלטול צידי נגרם בזמן פניות, עקב הכוח הצנטריפוגלי הפועל על הטייס.

רתמות:[עריכה]

לרתמת המצנח השפעה ניכרת על מאפייני הטיסה שלו, ולכן יש משמעות גדולה לרתמה בה נבחר, מעבר לשיקולי הנוחות והאופנה. רתמה טובה צריכה לספק, מעבר לנוחות הטייס, גם מיגון הולם (גב, אגן וצד) ולא להשפיע לרעה על ביצועי המצנח ו\או רמת הבטיחות שלו. קיים הבדל גדול בכל המישורים בין הרתמות המודרניות (4-3 שנים) לבין הרתמות המיושנות שיוצרו לפני כן.

מאפיינים עיקריים:[עריכה]

ככלל, כל הרתמות יכילו 2 נקודות חיבור לV-lines (למצנח), שתי רצועות רגליים ורצועת חזה\בטן. החל משנת 92 נעלמו מהנוף הרתמות הבסיסיות שהיו בנויות מרצועות בלבד, ובמקומן נכנסו כאלה המשלבות משטח ישיבה (לרוב מעץ או פלסטיק), ומערכות שונות של רצועות נוספות לשיפור היציבות (רצועות צולבות למיניהן).

לקראת שנת 2000 חלה התפתחות משמעותית בטכנולוגיית המיגון והחומרים מהם נבנות הרתמות, כמו גם בתפישת הבטיחות והתכנון של הרתמה, והחלו להופיע מערכות המשלבות את כל שלשת הרצועות העיקריות (רגליים וחזה) בצורה שתחייב נעילת כל הרצועות יחד- או אף לא אחת, דבר שבא למנוע מהטייס לשכוח רצועה פתוחה.

גם כשרכשנו לעצמנו את המילה האחרונה בתחום- עדיין יש מה לדעת על צורות הכוונון השונות בהן ניתן להשתמש ברתמה, ואיך ישפיעו הכיוונונים השונים על אופי הטיסה והתנהגות\בטיחות המצנח.

תפקידן של רצועות הרגליים הוא אחד: למנוע את נפילת הטייס מהרתמה.אלו גם הרצועות אותן אתם בשום אופן לא רוצים לשכוח לסגור. זו הרגשה מטופשת במיוחד ליפול ממצנח בגלל פרט כה שולי וזניח...

רצועת החזה תורמת אמנם לתחושת הביטחון שמשהו מחזיק אתכם, אך היא לא תמנע מכם ליפול באם שכחתם לסגור את רצועות הרגליים (אלא אם כן יש לכם סנטר מטיטניום...). לעומת זאת, למידת ההידוק של רצועת החזה השפעה ישירה על יציבות, ניהוג ובטיחות המצנח.

קצת רקע, להבהרת התמונה:[עריכה]

אם ניקח מבנה רתמה בסיסי, המורכב מלוח ישיבה, שתי רצועות אנכיות המחוברות לקצותיו (כמושב נדנדה) ורצועה רוחבית אחת (רצועת החזה). מבנה זה נראה מלפנים כמרובע.

ע"י הטיית משקל הגוף לאחד הצדדים, יתקרבו שתים מהפינות הנגדיות של המרובע זו לזו ואילו שתי הפינות האחרות יתרחקו (המרובע הפך למקבילית), דבר היוצר הפרש גבהים בין שתי נקודות החיבור של ה V-Lines.

הפרש זה יגרום למצנח לגלגל ולפנות. במקרה של כוח חיצוני שירים צד אחד של המצנח- הרתמה תקבל את אותו הפרש גבהים מדובר. כתוצאה מכך יופל משקל הטייס לאותו כיוון והפנייה הלא מתוכננת תחריף. בדורות קודמים של מצנחים נהוג היה להגביל את יכולת הרתמה להגיע למצב של מקבילית עם הפרש גבהים גדול בין נקודות החיבור למצנח, ע"י מתיחת רצועות אלכסוניות (צולבות) בין נקודות החיבור אל המושב, בהצלבה (נקודת חיבור ימנית עליונה לפינה שמאלית תחתונה ולהפך).

עם התפתחות הטכנולוגיה יצאו דגמים חדשים של מצנחים, שבטיחותם נפגעה משימוש ברצועות צולבות, דבר שהביא להעלמותן של הרצועות הצולבות מהנוף. למרות זאת, עדיין הייתה דרישה למערכת שתייצב את הרתמה בזמן הטיסה, ללא הגבלה קיצונית מדי של יכולת הטיית המשקל. היצרנים מצאו שיטה פשוטה ליצירת תמיכה אלכסונית, שאינה מחייבת שימוש באבזמים נוספים: שיטת ה- ABS (Auto Bracing System).

בשיטה זאת תופרים רצועות מגשרות בין פינות המושב לנקודות מחושבות ע"ג רצועת החזה, כך שהאבזם הנועל את הרצועה יימצא בין נקודות אלו. ככל שרצועת החזה הדוקה יותר, המרחק בין נקודות החיבור של הרצועות המגשרות קטן ונוצר אפקט של רצועות צולבות.

השפעת כוונוני הרתמה על רמת הבטיחות והיציבות של המצנח:[עריכה]

ברתמות ישנות מאוד ניתן למצוא רתמות בהן ניתן לשנות את גובה נקודות התליה (נקודות החבור ל – V lines) ,אם התפתחות הטכנולוגיה הבינו היצרנים את חשיבותו הרבה של גובה נקודות התליה ועברו לרתמות בעלות נקודות תליה קבועות.

נקודת תליה גבוהה (ביחס למושב המרחף): נותנת לנו יציבות רבה יותר בזמן טיסה אך מקטינה מאוד את השפעת משקל גופנו על כיוון טיסת המצנח (לא ניתן לנהג את המצנח ע"י הטיית משקל גופנו לצדדים).

נקודת תליה נמוכה (כל הרתמות החדשות): הופכת את הרתמה רגישה יותר לתנודות וטלטולי המצנח ,דבר העוזר לנו לחוש את המצנח טוב יותר ומאפשר השגת פניות יעילות ומדויקות יותר בעזרת משקל גופנו ובשילוב ברקסים.

רצועת החזה:[עריכה]

לאחר ההסבר המפורט לגבי תרומתה ליציבותנו ברתמה בזמן רחיפה יש לזכור שתפקידה של רצועה זו הוא לקבוע את המרווח בין שתי רצועות ה - Vlines (ימין ושמאל). המצנחים השונים עוברים תקינת בטיחות, כשהרווח הסטנדרטי הממוצע בין נקודות התליה הוא 43 עד 48 ס"מ.

רווח קטן מזה ייתן תחושה יציבה ובטוחה יותר אך בעצם יקטין את רמת הבטיחות של המצנח בזמן קריסה חלקית של החופה (תיפתח לאט יותר עקב חוסר עומס בצד שקרס) או במהלך סחרור (עקב קרבת ה - Vlines זה לזה קל להם יותר להיכרך זה סביב זה מצב הנקרא פיתול- twist).

למתחכמים: כמות הידוק רצועת החזה משפיעה על קימור המצנח דבר המשנה את יעילותו האווירודינמית (עילוי, יחס גלישה, מהירות, פניות).

אינרציה ומומנט הפיתול:[עריכה]

ניתן לכוון את הרתמות השונות בין מצב ישיבה זקוף ועד למצב שכיבה, כל אחד והמצב הנוח לו, אך יש להבין עד כמה גדולה השפעת צורת הישיבה על רמת הבטיחות שלנו!

הכוח הדרוש כדי לשנות את כיוון תנועתו של גוף מסוים, ומשך פעולתו של כוח זה, תלויים במספר גורמים, ביניהם מהירות התנועה, מאסת הגוף, ואיך מאסה זאת ממוקמת במרחב. בהתייחס למצנח הרחיפה, אם ניקח לצורך הדוגמה את המהירות והמאסה כקבועות, השינוי הוא במיקום המאסה במרחב כפונקציה של מצב כוונון הרתמה- ישיבה זקופה (מאסה ממוקמת לאורך ציר אנכי) או שכיבה (מאסה ממוקמת לאורך ציר אופקי).

ככל שריכוז המאסה של גוף נתון (במקרה שלנו גוף הטייס והרתמה בה הוא יושב) קרוב יותר לציר הסיבוב, כך יהיה קל יותר לסובב את הגוף סביב צירו. מכיוון שאנו שואפים לקוטר פנייה קטן סביב ציר אנכי, יהיה קל יותר לבצע את הפנייה כאשר הרתמה מכוונת למצב של ישיבה זקופה.

כדי לפשט את העניין ננסה להסבירו בקצרה ע"י דוגמאות מחיי היום יום: אם ננסה לסובב מקל מטאטא העומד בצורה אנכית סביב ציר אנכי, בעזרת שתי אצבעות, כשאנו מחזיקים בקצהו העליון, לא נידרש למאמץ גדול. אותו מאמץ יידרש גם לעצירת הסיבוב. לעומת זאת אם נחזיק את המקל כשהוא שוכב בצורה אופקית, שוב, בשתי אצבעות במרכזו, יידרש מאתנו מאמץ וכוח גדולים בהרבה על מנת לסובב את המקל סביב אותו ציר אנכי , וכך גם כדי לעצור את הסיבוב.

אותו עקרון עובד גם על מרחף היושב זקוף או שוכב: בזמן טיסה נעים גוף הטייס וחופת המצנח במהירות שווה ביחס לקרקע. כאשר יבצע הטייס תמרון חריף ימינה או שמאלה (יתכן גם מצב חירום שיגרום לפנייה לא רצונית, כמו קריסה גדולה או סחרור) החופה, בעלת המאסה הנמוכה, תגיב מיד ותפנה, ואילו לטייס ייקח זמן רב יותר לשנות את כיוון תנועתו בשל המאסה הגבוהה שלו. במידה והטייס שוכב ייקח לגופו זמן ארוך בהרבה להיכנס לפנייה (ראו דוגמת מקל המטאטא). במקרים קיצוניים ייתכן מצב שבו החופה תשלים 180 מעלות של פנייה בעוד גוף הטייס עדיין נע בכיוון המקורי- ויווצר פיתול (Twist). במקרה של סחרור מהיר יווצר פיתול גם כאשר נשב זקופים אך הוא יהיה פשוט יחסית ויפתח מהר.

לסיכום:[עריכה]

העיקרון האווירודינמי הפועל על הכנף הינו פשוט, אך יש להבינו לעומק ע"מ להיות מסוגל לצפות ולהעריך את התנהגותו של כלי הטייס בתנאי טיסה שונים. כנף רכה מעניקה יתרונות רבים (כגון משקל נמוך, נפח אחסון קטן, עלות נמוכה ואחזקה זולה) אך גוררת חסרונות ומגבלות רבות (אורך חיים קצר, רגישות לגורמים חיצוניים, ביצועים נמוכים, מגבלות יציבות). עלינו להכיר לעומק את המגבלות ואת תכונות הטיסה כדי להפיק את מירב ההנאה מהטיסה, מצורה הבטוחה ביותר.