إعادة التوازن لأسطح التحكم في الطائرات العمودية

إن أي إصلاحات خلال الزمن على سطح تحكم تضيف وزنًا أمام أو خلف خط مركز الطائرة، حيث يجب بعدها إعادة توازن سطح التحكم، حيث أنه عند إعادة طلاء الطائرة يجب فحص توازن أسطح التحكم؛ وذلك نظراً لأن أي سطح تحكم غير متوازن يكون غير مستقر ولا يبقى في وضع انسيابي أثناء الرحلة العادية، على سبيل المثال الجنيح ذو الحافة الخلفية الثقيلة يتحرك لأسفل عندما ينحرف الجناح لأعلى، ولأعلى عندما ينحرف الجناح لأسفل، وذلك يمكن أن تتسبب مثل هذه الحالة في مناورات غير متوقعة وعنيفة للطائرة في الحالات القصوى، وقد تتطور الرفرفة والانحراف إلى درجة يمكن أن تسبب خسارة كاملة للطائرة.

أنواع التوازن لأسطح التحكم

تتعلق إعادة التوازن لسطح التحكم بالتوازن الساكن والديناميكي، حيث أن سطح التحكم المتوازن بشكل ثابت هو أيضًا متوازن ديناميكيًا.

التوازن الثابت

التوازن الثابت هو ميل الجسم للبقاء ثابتًا عند دعمه من (CG) الخاص به، حيث أن هناك طريقتان قد يخرج بها سطح التحكم عن التوازن الثابت يطلق عليهما اختلال التوازن وفرط التوازن.

عندما يتم تركيب سطح تحكم على حامل توازن، فإن التحرك لأسفل للحافة الخلفية أسفل الوضع الأفقي يشير إلى وجود خلل في التوازن، كما تشير بعض الشركات المصنعة إلى هذه الحالة بعلامة الجمع (+)، وتشير الحركة الصعودية للحافة الخلفية فوق الوضع الأفقي إلى وجود فرط في التوازن، حيث يتم تحديد ذلك بعلامة ناقص (-)، كما توضح هذه العلامات الحاجة إلى وزن أكثر أو أقل في المنطقة الصحيحة لتحقيق سطح تحكم متوازن،

كما تؤدي حالة ثقل الذيل أي (عدم الاتزان الثابت) إلى أداء طيران غير مرغوب فيه ولا يُسمح به، وعادةً يتم الحصول على عمليات طيران أفضل من خلال فرط التوازن الثابت في مقدمة الطائرة وذلك لوجود أسطح تحكم ثقيلة في مقدمة الطائرة.

ملاحظة: “CG” اختصار لـ”Center of gravity.

التوازن الديناميكي

التوازن الديناميكي هو تلك الحالة في جسم دوار، حيث يتم موازنة جميع القوى الدورانية داخل نفسها، بحيث لا يتم إنتاج أي اهتزاز أثناء حركة الجسم، حيث أن التوازن الديناميكي فيما يتعلق بأسطح التحكم هو محاولة للحفاظ على التوازن عندما يخضع سطح التحكم للحركة على متن الطائرة أثناء الطيران، كما يتضمن وضع الأوزان في المكان الصحيح على امتداد السطوح ويكون موقع الأوزان في معظم الحالات أمام خط مركز المفصلة.

إجراءات إعادة التوازن في الطائرات

تؤدي الإصلاحات التي يتم إجراؤها على سطح التحكم أو على أدوات التحكم الأولية الثانوية الخاصة به بشكل عام إلى زيادة الوزن الخلفي لخط مركز المفصلة، مما يتطلب إعادة توازن ثابت لنظام سطح التحكم، كما يجب إزالة أسطح التحكم المراد إعادة موازنتها من الطائرة ودعمها من نقاطها الخاصة على حامل أو تركيبات مناسبة.

يجب تأمين حامل أو تركيبات مناسية للأنظمة الموجودة على السطح في الوضع المحايد عند تثبيت سطح التحكم على الحامل، كما يجب أن يكون الحامل مستويًا، وأن يكون في منطقة خالية من التيارات الهوائية ويجب السماح لسطح التحكم بالدوران بحرية حول نقاط المفصلات بدون ربط، كما يتم تحديد حالة التوازن من خلال سلوك الحافة الخلفية عندما يتم تعليق السطح من نقاط مفصلاته.

ويجب معرفة أن أي احتكاك مفرط من شأنه أن يؤدي إلى رد فعل خاطئ بسبب فرط التوازن أو عدم توازن السطح وعند تثبيت سطح التحكم في الحامل أو التركيبات الخاصة، يجب إنشاء وضع محايد بخط الوتر الخاص بالسطح في وضع أفقي ويجب استخدام منقلة الفقاعات لتحديد الوضع المحايد قبل مواصلة إجراءات الموازنة.

في بعض الأحيان، يكون الفحص البصري هو كل ما هو مطلوب لتحديد ما إذا كان السطح متوازنًا أم غير متوازن، كما يجب أن تبقى أي علامات أو مجموعات أخرى على السطح أثناء إجراءات الموازنة في مكانها الصحيح وإذا كان يجب إزالة أي تجميعات أو أجزاء قبل الموازنة، فيجب إزالتها.

طرق إعادة التوازن في الطائرات

يتم استخدام عدة طرق لموازنة (إعادة التوازن) لأسطح التحكم من قبل مختلف الشركات المصنعة للطائرات وتعتبر الطرق الأكثر شيوعًا هي طريقة الحساب وطريقة القياس وطريقة عارضة التوازن.

طريقة الحساب والقياس لموازنة سطح التحكم

تتميز طريقة حساب موازنة سطح التحكم بميزة واحدة على الطرق الأخرى، حيث يمكن إجراؤها دون إزالة السطح من الطائرة وعند استخدام طريقة الحساب، يجب معرفة وزن المادة من منطقة الإصلاح ووزن المواد المستخدمة لإنجاز هذا الإصلاح أيضًا، والقيام بطرح الوزن الذي تمت إزالته من الوزن المضاف للحصول على صافي الوزن الناتج في الكمية المضافة إلى السطح، كما يتم بعد ذلك قياس المسافة من خط مركز المفصلة إلى مركز منطقة الإصلاح بالبوصة، حيث يجب تحديد هذه المسافة لأقرب جزء من مائة من البوصة.

الخطوة التالية هي مضاعفة المسافة في الوزن الصافي للإصلاح ينتج عن هذا إجابة بوحدة بوصة.باوند، وإذا كانت النتيجة (in-lb) للحسابات ضمن التفاوتات المحددة، فسيتم اعتبار سطح التحكم متوازنًا ولكن إذا لم يكن ذلك ضمن الحدود المحددة، فيتم استشارة كتيبات خدمة الشركة المصنعة لمعرفة الأوزان المطلوبة والمواد المستخدمة للأوزان والتصميم للتصنيع ومواقع التثبيت لإضافة الأوزان حتى نحصل على التوازن المطلوب.

كما تتطلب طريقة القياس لموازنة سطح التحكم استخدام مقياس متدرج بأجزاء من الرطل، أيضًا يلزم وجود حامل دعم ورافعات موازنة للسطح.

طريقة عارضة التوازن لموازنة سطح التحكم

تتطلب هذه الطريقة أن يتم تصنيع أداة متخصصة محليًا ويوفر دليل الصيانة الخاص بالشركة المصنعة تعليمات وأبعادًا محددة لتصنيع الأداة، حيث إنه وبمجرد وضع سطح التحكم على دعامات المستوى، يتم تحديد الوزن المطلوب لموازنة السطح عن طريق تحريك الوزن المنزلق على العارضة، كما يشير دليل الصيانة إلى المكان الذي يجب أن تكون فيه نقطة التوازن، وإذا تم العثور على السطح خارج النطاق المسموح به، فسيشرح الدليل مكان وضع الوزن لجعله في الحالة المسموحة والمقبولة.

إلى جانب ذلك فقد يستخدم مصنعو الطائرات مواد مختلفة لموازنة أسطح التحكم، حيث إن أكثرها شيوعًا هي الرصاص أو الفولاذ، كما قد يستخدم مصنعو الطائرات الكبيرة حجمًا اليورانيوم المستنفد؛ وذلك نظراً لأن كتلته أثقل من الرصاص، وهذا يسمح بتصغير حجم الأثقال الموازنة للأسطح مع الاحتفاظ بنفس الوزن، أيضًا يجب مراعاة احتياطات السلامة الخاصة عند التعامل مع الأوزان الموازنة لليورانيوم المستنفد لأنه مشع، كما يجب اتباع دليل الصيانة وتعليمات الخدمة الخاصة بالشركة المصنعة مع مراعاة جميع الاحتياطات عند التعامل مع هذه الأوزان.