اقرأ في هذا المقال
- كيف يعمل نظام تحكم ذنب الطائرة على الطائرة
- ما هي أنظمة التحكم بذنب الطائرة لحركة الانعراج
- مكونات أنظمة التحكم بذنب الطائرة
- لماذا تحتاج الطائرات إلى أنظمة التحكم بذنب الطائرة
تحكم ذنب الطائرة هو ميزة طيار آلي توجد في الكثير من الطائرات، حيث يتحكم في الدفة ويطبق التصحيحات في أي وقت يكتشف فيه النظام انزلاقات أو قوى من جانب إلى جانب باختلاف نوع كل طائرة، لذا يجب على الطيارين دائمًا الرجوع إلى دليل التشغيل لمعرفة وقت استخدام تحكم ذنب الطائرة ومتى يتم إيقاف تشغيله، وهي أجزاء من الطائرات تستخدم لإبطال الدوران على محور الانعراج العمودي، عن طريق قياس انحراف الطائرة باستمرار وإجراء تعديلات دقيقة على الموانع لمنع التدحرج أو الانزلاق.
كيف يعمل نظام تحكم ذنب الطائرة على الطائرة
تحكم ذنب الطائرة هو في الأساس لوحات أو أسطح تحكم على متن طائرة يستخدم للتحكم في دوران الطائرة على محور الانعراج العمودي، من خلال تحويل اتجاه الريح إلى ذيل الطائرة، فإن هذه الموانع أو الأنظمة قادرة على منع الطائرة من الانعراج كثيرًا على الإطلاق بصفتها مخمدًا، فهي مصممة لتقليل تأثير الانعراج، وإذا كانت تعمل بشكل صحيح، فإنها تقوم بعمل جيد!
وإن أنظمة التحكم بذنب الطائرة الخاصة بالانعراج هي أنظمة تتحكم في الانعراج عن طريق المنع، من خلال استخدام سلسلة من أجهزة الاستشعار والمؤشرات وموانع الانحراف، وإن هذا النظام قادر على إبقاء الطائرة تحلق إلى الأمام مباشرة دون الكثير من المدخلات من الطيار، وغالبًا ما تعمل جنبًا إلى جنب مع نظام الطيار الآلي للطائرة.
إذا لم يكن للطائرة نظام منع مدمج للانعراج، فإن الطيار هو المسؤول الوحيد عن التحكم في انعراج الطائرة، ويتم ذلك عادةً عن طريق التلاعب بالدفة.
ما هي أنظمة التحكم بذنب الطائرة لحركة الانعراج
في البداية ما هو الانعراج في الطائرة؟ الطائرات لها ثلاثة محاور رئيسية للدوران أثناء الطيران، وهي الميل (pitch) واللف أو الدوران (roll) والانعراج (yaw)، حيث يكون محور الميل بشكل عمودي على جسم الطائرة، على غرار أجنحتها وهو المحور الذي يرتفع فيه أنف الطائرة لأعلى ولأسفل، ويمتد محور الدوران على طول جسم الطائرة، مباشرة من خلال مركزها، وعندما يدور المستوى وينخفض جانب واحد من المستوى أقل من الجانب الآخر، فإنه يلف على طول هذا المحور.
تم العثور على ميزة الطيار الآلي تحكم ذنب الطائرة في العديد من الطائرات، حيث أصبح ذلك ضروريًا مع الطائرات ذات الأجنحة الخلفية الراجعة إلى الوراء، والتي تحتاج إلى مساعدة في الاستقرار وفي تلك الطائرات، ساعد تحكم نظام ذنب الطائرة في السيطرة على حركة خطيرة تعرف باسم (dutch roll).
ولكن اليوم، تم إيجاد هذه التكنولوجيا حتى على الطائرات الصغيرة، مثل (Cirrus SR-22)، والسؤال هنا ما هو الغرض من مانع الانعراج على الطائرات الصغيرة؟ في هذه الحالات، ويوفر مانع الانعراج قيادة للطائرة تكون أكثر سلاسة، وأحد الأشياء المربكة حول تسمية (yaw damper) هو اسمه، وربما ينبغي أن يطلق عليه اسم مانع الانزلاق، لأن الانعراج هو اتجاه تحكم ضروري للرحلة يتم إنجازه باستخدام الدفة، ولا يزيل مانع الانعراج ذلك أو يثبطه.
بدلاً من ذلك، يعمل تحكم ذنب الطائرة مثل مجموعة إضافية من الأقدام على دواسات الدفة التي تعمل تلقائيًا، وتراقب مقاييس التسارع حركة الطائرة، ويقوم الطيار الآلي بتحريك الدفة بالقدر المناسب تمامًا لمقاومة تلك الحركة، لذلك فهو يحرك الدفة من تلقاء نفسها لإجراء تصحيحات صغيرة، مما يخفف من عبء العمل على الطيار.
هل أنظمة التحكم بذنب الطائرة ودفات الانعراج هي نفس الشيء
بالمعنى العام للكلمات، أنظمة التحكم بذنب الطائرة الإنعراج والدفة ليست بالضرورة نفس الشيء، ونعني بذلك أن جميع الأجهزة التي يمكن استخدامها لمنع الانحراف ليست بالضرورة دفات، لكن في معظم الطائرات تكون الدفات و أنظمة التحكم بذنب الطائرة الانعراج هي نفسها.
مكونات أنظمة التحكم بذنب الطائرة
معدل الانعراج أو الجيرسكوب Yaw Rate Gyro
هذا الجيروسكوب كما يوحي اسمه، يكتشف اضطراب المعدل الزاوي على محور الانعراج بمعنى آخر، يقيس هذا الجهاز مدى انحراف المستوى بالنسبة لمحور الانعراج العمودي، ويتم نقل هذا القياس من خلال نظام من المُعدِلات ومزيلات التشكيل والمرشحات وأكثر من ذلك حيث يحدد النظام أفضل طريقة للتحكم في حركة الانحراف.
الإشارات والمرشحات Signals and Filters
ثم ينتقل القياس من الدوران الجيروسكوبي لمعدل الانعراج إلى ما يُعرف باسم تقدم المرحلة، والذي يقارن معدل الانعراج بحركة المنع، وتمر هذه الإشارة بعد ذلك عبر مزيل التضمين قبل الدخول إلى مرشح (Dutch Roll) الذي يلغي كل الضوضاء ويقلل الإشارة إلى شكل مفيد يمكن لأنظمة التحكم بذنب الطائرة فهمه.
الصمامات والمشغلات Valves and Actuators
تُستخدم الإشارات والمرشحات من الأعلى لإشراك مختلف الملفات اللولبية والصمامات والمشغلات حسب الضرورة، حيث تعمل هذه الأجهزة جنبًا إلى جنب مع بعضها البعض للانتقال من إشارة إلى تحريك أجزاء النظام التي يمكنها مواجهة الانعراج فعليًا.
الدفة Rudder
نظرًا لأنه يمكن القول إنه الجانب الأكثر أهمية في نظام التخميد في الانعراج، فلدينا الدفة، فعند تعشيق النظام والبدء في إجراء تعديلات لمواجهة انعراج الطائرة، فإنه يقوم تلقائيًا بضبط الدفة.
مؤشر القطع Trim Indicator
يوجد في قمرة القيادة مؤشر يعرف بمؤشر القطع، حيث يعرض هذا الجهاز الوضع في الوقت الفعلي لموانع الانحراف بالنسبة إلى وضع مستقيم للأمام بمعنى آخر، يخبر هذا المؤشر الطيار إلى أي مدى تتتحرك الموانع وفي أي اتجاه.
المفاتيح والمصابيح التحذيرية Switches and Warning Lights
أيضًا في قمرة القيادة عند عناصر تحكم الطيار، سيتم إيجاد مفتاح تشغيل وإيقاف نظام مانع الانعراج كما يمكنك التخمين، يتم استخدام مفتاح التبديل البسيط هذا لتشغيل النظام وفي معظم الحالات، يتم تشغيل نظام مانع الانعراج قبل الإقلاع والإغلاق عند الهبوط وفي الواقع، ستمنع بعض أنظمة التحكم بذنب الطائرة في الانعراج من الإقلاع حتى إذا لم يتم تشغيل النظام أو تعطل.
عند الحديث عن الأعطال، عادة ما يكون هناك ضوء تحذير يضيء في حالة فشل شيء ما في أنظمة التحكم بذنب الطائرة في الانعراج وأخيرًا، هناك مفتاح اختبار يمكن للطيارين الاشتراك فيه لاختبار وظائف النظام قبل الإقلاع.
لماذا تحتاج الطائرات إلى أنظمة التحكم بذنب الطائرة
- أمان للطائرة: في بعض الأحيان، يكون مانع الانعراج نظامًا متقدمًا للطيار الآلي مصممًا لتقليل عبء العمل على الطيار ومنح الركاب قيادة أكثر سلاسة، ولكن في حالات أخرى، فإن مانع الانعراج هو ميزة ضرورية لنظام أمان الطائرة لمنع ظهور انقلاب أو دحرجة شديدة.
- مواجهة فشل المحرك: في حين أنه من الصحيح أن الطائرة يمكنها الطيران حتى في حالة تعطل أحد محركاتها، إلا أنها بالتأكيد ليست مثالية، خاصة بسبب الانعراج الذي تريد الطائرة القيام به بشكل طبيعي، وعندما يفشل المحرك، سيبدأ هذا الجانب من الطائرة فورًا في إحداث مزيد من قوة السحب ويجبر الطائرة على الانعراج في هذا الاتجاه.
ويمكن لأنظمة التحكم بذنب الطائرة تحريك الدفة (المثبط) في الاتجاه المعاكس ومواجهة غالبية هذا الانحراف، وبدون نظام التخميد الانعراجي، سيكون من الصعب (وإن لم يكن مستحيلًا) على الطيار التحكم في الدفة يدويًا حسب الحاجة للتغلب على السحب المتزايد.
- المساعدة في الانعطافات المنسقة: وتساعد أنظمة التحكم بذنب الطائرة في الانعراج الطيار على إجراء المنعطفات المنسقة، والتي تجعل الركاب يشعرون أنه لا شيء يحدث على متن الطائرة، وعندما تلتف طائرة، فإنها تريد بطبيعة الحال أن ستتدحرج وتنعرج، الأمر الذي قد يكون شعورًا غريبًا لمن لا يتوقعونه.
ولكن مع ضبط مخمدات الانحراف باستمرار من أجل التغيير في دوران اتجاه الطائرة، تجعل الركاب يشعرون أن المنعطفات منسقة تقريبًا كما لو أن الطائرة تطير بشكل مستقيم طوال الوقت.
