يتم التحكم في اتجاه الطائرة ذات الأجنحة الثابتة حول المحاور الجانبية والطولية والعمودية عن طريق أسطح التحكم في الطيران المصممة لإنشاء حركة حول هذه المحاور، حيث أن أجهزة التحكم هذه عبارة عن أسطح مفصلية أو متحركة يتم من خلالها التحكم في موقف الطائرة أثناء الإقلاع والطيران والهبوط، كما يتم تقسيمها عادة إلى مجموعتين رئيسيتين: أسطح التحكم في الطيران الأولية أو الرئيسية وأسطح التحكم الثانوية أو المساعدة.
الأسطح الأولية للتحكم في الطيران
الأسطح الأساسية للتحكم في الطيران في الطائرات ذات الأجنحة الثابتة تشمل: الجنيحات والمصاعد والدفة، حيث ترتبط الجنيحات بالحافة الخلفية لكلا الجناحين وعند تحريكها، يجب القيام بتدوير الطائرة حول المحور الطولي ويكون المصعد متصل بالحافة الخلفية لجهاز التثبيت الأفقي وعندما يتم تحريكه، فإنه يغير درجة ميل الطائرة وهو الموقف تجاه المحور الأفقي أو الجانبي.
الدفة معلقة على الحافة الخلفية للمثبت الرأسي وعندما تغير الدفة موضعها، تدور الطائرة حول المحور الرأسي (الانعراج). وعادةً ما تكون أسطح التحكم الأساسية متشابهة في البناء مع بعضها البعض وتختلف فقط في الحجم والشكل وطرق التثبيت. في الطائرات المصنوعة من الألمنيوم الخفيف، غالبًا ما يكون هيكلها مشابهًا لجناح معدني بالكامل، هذا مناسب لأن أسطح التحكم الأولية هي ببساطة أجهزة ديناميكية هوائية أصغر.
عادة ما تكون مصنوعة من هيكل من سبائك الألومنيوم مبني حول عضو صاري واحد أو أنبوب عزم يتم تركيب الأضلاع به وتوصيل الجلد، يتم ختم الأضلاع خفيفة الوزن، في كثير من الحالات، من مخزون صفائح الألمنيوم المسطحة، ثقوب في الأضلاع تفتيح التجمع، حيث جلد الألمنيوم متصل بالمسامير، هذا النوع من الهياكل والذي يمكن العثور عليه على أسطح التحكم الأولية للطائرات الخفيفة وكذلك على الطائرات المتوسطة والثقيلة.
كما يشيع استخدام أسطح التحكم الأولية المصنوعة من مواد مركبة، توجد هذه في العديد من الطائرات الثقيلة وعالية الأداء وكذلك الطائرات الشراعية والطائرات محلية الصنع والطائرات الرياضية الخفيفة ويمكن أن تكون مزايا الوزن والقوة مقارنة بالبناء التقليدي كبيرة.
يتم استخدام مجموعة متنوعة من المواد وتقنيات البناء، يوجد طائرات تستخدم تكنولوجيا مركبة على أسطح التحكم في الطيران الأولية، يتم ملاحظة أن أسطح التحكم في الطائرات المغطاة بالنسيج، وغالبًا ما تحتوي على أسطح مغطاة بالقماش تمامًا مثل الطائرات المكسوة بالألمنيوم (الخفيفة) عادةً بأسطح تحكم مصنوعة بالكامل من الألومنيوم، حيث أن هناك حاجة ماسة إلى موازنة أسطح التحكم الأولية بحيث لا تهتز أو ترفرف في الريح.
يتم إجراء الموازنة وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة وعادةً ما تتكون من التأكد من أن مركز الثقل لجهاز معين يقع في نقطة المفصلة أو أمامها، وقد يؤدي الفشل في موازنة سطح التحكم بشكل صحيح إلى فشل ذريع و يوجد العديد من تكوينات الجنيح بنقاط مفصلاتها في الخلف من الحافة الأمامية، هذه ميزة تصميم شائعة تستخدم لمنع الرفرفة.
الجنيحات Ailerons
الجنيحات هي الأسطح الأولية للتحكم في الطيران التي تحرك الطائرة حول المحور الطولي بمعنى آخر، تؤدي حركة الجنيحات أثناء الطيران إلى انقلاب الطائرة وتوجد الجنيحات عادة على الحافة الخلفية الخارجية لكل جناح، وهي مدمجة في الجناح ويتم حسابها كجزء من مساحة سطح الجناح.
يتم التحكم في الجنيحات عن طريق حركة من جانب إلى جانب لعصا التحكم في قمرة القيادة أو دوران نير التحكم عندما ينحرف الجنيح الموجود على أحد الأجنحة إلى أسفل، ينحرف الجنيح الموجود على الجناح المقابل لأعلى ويؤدي هذا إلى تضخيم حركة الطائرة حول المحور الطولي، على الجناح الذي تتحرك عليه الحافة الخلفية للجنيح إلى أسفل، كما يتم زيادة الحدبة وزيادة الرفع، على العكس من ذلك، في الجناح الآخر، يقلل الجنيح المرتفع من قوة الرفع والنتيجة هي استجابة حساسة لمدخل التحكم لدحرجة الطائرة.
حركة التحكم في الجنيح التفاضلي، عندما يتم تحريك جنيح واحد للأسفل، ينحرف الجنيح الموجود بالجناح المقابل لأعلى. كما يتم نقل طلب الطيار لحركة الجنيح واللف من قمرة القيادة إلى سطح التحكم الفعلي بعدة طرق اعتمادًا على الطائرة، كما يمكن استخدام نظام من كبلات وبكرات التحكم وأنابيب الدفع والسحب والمكونات الهيدروليكية والكهربائية أو مزيج منها.
لا تحتوي الطائرات البسيطة والخفيفة عادةً على تحكم هيدروليكي أو كهربائي في الجنيح، ويتم العثور على هذه على الطائرات الثقيلة وعالية الأداء، كما قد تحتوي الطائرات الكبيرة وبعض الطائرات عالية الأداء أيضًا على مجموعة ثانية من الجنيحات الموجودة في الداخل على الحافة الخلفية للأجنحة، هذه جزء من نظام معقد لأسطح التحكم الأولية والثانوية المستخدمة لتوفير التحكم الجانبي والاستقرار أثناء الطيران.
عند السرعات المنخفضة يمكن زيادة الجنيحات باستخدام اللوحات والمفسدين، عند السرعات العالية، لا يلزم سوى انحراف الجنيح الداخلي لتدحرج الطائرة بينما تكون أسطح التحكم الأخرى مغلقة أو ثابتة.
مصعد Elevator
المصعد هو السطح الأساسي للتحكم في الطيران الذي يحرك الطائرة حول المحور الأفقي أو الجانبي ويؤدي هذا إلى رفع مقدمة الطائرة أو هبوطها، كما يتوقف المصعد على الحافة الخلفية لجهاز التثبيت الأفقي ويمتد عادةً معظم أو كل عرضه ويتم التحكم فيه في قمرة القيادة عن طريق دفع أو سحب نير التحكم للأمام أو للخلف.
تستخدم الطائرات الخفيفة نظامًا من كابلات وبكرات التحكم أو أنابيب سحب الدفع لنقل مدخلات قمرة القيادة إلى حركة المصعد. عادةً ما تستخدم الطائرات ذات الأداء العالي والطائرات الكبيرة أنظمة أكثر تعقيدًا، حيث تستخدم القوة الهيدروليكية بشكل شائع لتحريك المصعد على هذه الطائرات وفي الطائرات المجهزة بأجهزة التحكم في الطيران، يتم استخدام مزيج من الطاقة الكهربائية والهيدروليكية.
الموجه Rudder
الدفة هي سطح التحكم الأساسي الذي يتسبب في انحراف الطائرة أو تحريكها حول المحور الرأسي، يوفر هذا التحكم في الاتجاه وبالتالي يوجه مقدمة الطائرة في الاتجاه المطلوب، كما تحتوي معظم الطائرات على دفة واحدة معلقة على الحافة الخلفية للمثبت الرأسي ويتم التحكم فيه عن طريق زوج من دواسات الدفة التي تعمل بالقدم في قمرة القيادة.
عندما يتم دفع الدواسة اليمنى للأمام، فإنها تنحرف الدفة إلى اليمين مما يحرك مقدمة الطائرة إلى اليمين، كما تم تجهيز الدواسة اليسرى للتحرك للخلف في نفس الوقت، عندما يتم دفع الدواسة اليسرى للأمام، يتحرك مقدمة الطائرة إلى اليسار. كما هو الحال مع أدوات التحكم الرئيسية الأخرى في الرحلة، فإن نقل حركة عناصر التحكم في قمرة القيادة إلى الدفة يختلف باختلاف درجة تعقيد الطائرة، حيث تدمج العديد من الطائرات الحركة الاتجاهية للمقدمة أو عجلة الذيل في نظام التحكم في الدفة للتشغيل الأرضي.
يسمح ذلك للمشغل بتوجيه الطائرة باستخدام دواسات الدفة أثناء التاكسي عندما لا تكون السرعة الجوية عالية بما يكفي لتكون أسطح التحكم فعالة، كما تحتوي بعض الطائرات الكبيرة على ترتيب منفصل للدفة، هذه في الواقع دفتان، واحدة فوق الأخرى، عند السرعات المنخفضة، تنحرف الدفتان في نفس الاتجاه عند الضغط على الدواستين في السرعات العالية، تصبح إحدى الدفات معطلة لأن انحراف الدفة الواحدة يكون كافيًا من الناحية الديناميكية الهوائية لمناورة الطائرة.
