ידע טכני והעמסה: מערכות, ביצועים ובדיקת כשירות

העמסה: מה נכלל ומה זה עושה

• 25 הק"ג כוללים הכל: המסה בהמראה, כולל כל דבר שהכטב"ם נושא וכל דבר שמחובר אליו: מצלמה, מתלה, מגן מדחפים, מטען.
• דוגמה: רחפן של 23 ק"ג עם מצלמה של 1.5 ומתלה של 0.8 שוקל 25.3 ק"ג. הוא כבר אינו כטב"ם קטן, והתקנות האלה אינן חלות עליו.
• דרישות המטען (תקנה 23(א)(2)(ב)): מאובטח לגוף הכטב"ם, ואינו פוגע ביכולת לשלוט בו או באפשרות לבצע הפעלה בטוחה. הדרישה חלה גם על מטען "נישא".
• עתודת דחף: ההפרש בין הדחף המרבי לדחף הנדרש לריחוף. העמסה מקטינה אותה, ואיתה את היכולת לתמרן, לפצות על משב רוח או לעצור. ברוח או בחום זה מסוכן במיוחד.
• מרכז כובד: הנקודה שבה אפשר להתייחס לכל המסה כמרוכזת. כשהוא לא במרכז שבין הרוטורים, הכלי נוטה להטיה מתמדת, המנועים עובדים באופן לא אחיד, הסיבולת יורדת ועתודת הדחף בצד הכבד קטנה.

בדיקת כשירות: ארבעה תחומים (תקנה 19(א))

• 1. מבנה, מעטפת ומדחפים: סדקים או בקעים; היפרדות משטחים מודבקים או מוצמדים; רכיבים חסרים או רופפים. היפרדות משטחים רלוונטית במיוחד למבנים מחומרים מרוכבים ולמדחפי פחמן, שבהם הכשל לא תמיד נראה כסדק.
• 2. מערכת כוח והנעה: נזילת דלק או עיוות מארזי סוללות; שינוי משמעותי בשאון פעולת המנועים; ירידה בקיבולת מקור הכוח החשמלי, אם יש בה כדי לפגוע בהפעלה בטוחה.
• 3. מערכת החשמל: שלמות המערכת, ובכלל זה בערה חשמלית או קשת חשמלית (arcing).
• 4. עמדת שליטה וקישורי תקשורת: בודקים שההוראות הנשלחות מהעמדה נקלטות בשלמותן ומיושמות באופן מדויק ומיידי.
• הבדיקה נעשית בסמוך לפני תחילת ההפעלה, בין השאר לפי הוראות היצרן. סוללה מנופחת או פגומה מוציאים משימוש לחלוטין.

מערכות ולוגיקות

• GNSS: 3 לוויינים למיקום מדויק, 4 לגובה. בלי GPS הכלי ישמור על גובה ועל ייצוב, אבל יתקשה לשמור על מיקום.
• RTH: לוודא שנקודת החזרה בטוחה ושיש קו ישיר פנוי בינה לבין נתיב הטיסה הצפוי.
• מצפן: כיול בתחילת יום טיסות או לפי הוראות היצרן. מתרחקים מקווי מתח גבוה.
• רוטורים: כל שני מנועים צמודים מסתובבים בכיוונים נגדיים, כדי לאזן את מומנט התגובה. המדחפים נראים זהים אבל שונים בזווית ההתקפה (CW/CCW). יש עליהם סימון, ומרכיבים לפי הוראות היצרן.
• יצרן מול תקנות: כשהוראות היצרן סותרות את התקנות, התקנות גוברות. הדוגמאות של רת"א הן מהירות וגובה.

איך שולטים ברב-להב

• העיקרון: הלהבים בעלי צעד קבוע ואין משטחי הגה. לכן הדרך היחידה לשנות דחף היא לשנות את מהירות הסיבוב של המנוע, כלומר את ההספק שהוא מקבל. כל תמרון הוא חוסר איזון מכוון בין הרוטורים.
• שרשרת הפיקוד: החיישנים מזינים את בקר הטיסה, שמחליט כמה דחף דרוש מכל מנוע. ה-ESC של כל מנוע מבצע: מזרים זרם בתזמון המתאים, וכך קובע את מהירות הסיבוב ואת הדחף.
• עלרוד וגלגול: המנועים בצד הרחוק מכיוון התנועה מגבירים, והמנועים שבצד הקרוב מפחיתים. הכלי מוטה, והדחף מתפצל לרכיב אנכי ולרכיב אופקי. הרכיב האנכי קטן, ולכן נדרשת תוספת הספק כדי לא לאבד גובה.
• סבסוב: זוג רוטורים אחד מגביר והזוג השני מפחית. נשאר מומנט תגובה עודף שמסובב את הגוף בכיוון ההפוך לסיבוב הזוג שהואץ. כשההגברה וההפחתה מאוזנות, סך הדחף נשמר והגובה לא משתנה.
• חיישנים: גירוסקופ (קצב שינוי הזוויות) ומד תאוצה (הכיוון ביחס לכוח המשיכה) יוצרים יחד את ה-IMU. הברומטר משמש לגובה, והמצפן והלוויינים לכיוון ולמיקום.
• אובדן קליטת לוויינים: הייצוב והגובה נשמרים בעזרת ה-IMU והברומטר, אבל המיקום לא, והרוח מסיטה את הכלי. אופנים אוטומטיים מבוססי מיקום מסוכנים במצב כזה; מטיסים בקשר עין עד לנחיתה במקום בטוח.
• הזדקרות טבעתית (VRS): בירידה אנכית מהירה הכלי נכנס לזרם שהוא עצמו הדף מטה. הדחף נופל, ותוספת הספק רק מחמירה. יוצאים בתנועה הצידה או קדימה, ומלכתחילה מנמיכים תוך כדי תנועה קדימה.
• מדחף בכיוון הפוך: הוא דוחף כלפי מטה, הבקר מגביר את אותו מנוע, והכלי מתהפך בהמראה. למדחפים יש כיוון (CW/CCW) וסימון.

כנף קבועה: מה שונה

• מקור העילוי: בכנף קבועה העילוי נוצר מתנועת הכלי כולו קדימה, וברב-להב מתנועת הרוטורים, גם כשהכלי עומד. מכאן נגזרים רוב ההבדלים.
• המשמעות: כנף קבועה חייבת מהירות אווירית מזערית, ולכן אינה מרחפת, אינה עוצרת ואינה נעה לאחור. מצד שני, המדחף שלה מתגבר רק על הגרר ואינו נושא את המשקל, ולכן הטווח והסיבולת גדולים בהרבה באותה מסה.
• ארבעת הכוחות: עילוי מול משקל, דחף מול גרר. בטיסה ישרה, אופקית ובמהירות קבועה שני הזוגות מאוזנים.
• הזדקרות: נקבעת לפי זווית ההתקפה ולא לפי מהירות מסוימת. מהירות ההזדקרות עולה בפנייה תלולה, במשיכה חדה ובמסה גבוהה, ולכן אפשר להזדקר גם במהירות גבוהה. מרכז כובד אחורי מקטין את היציבות ומקשה על היציאה מהזדקרות.
• אובדן הספק: הכנף הופכת לדאון וממשיכה לגלוש, ויש זמן לבחור מקום נחיתה. טעות נפוצה היא למשוך את האף מעלה כדי "להאריך" את הגלישה: זה מקצר אותה ועלול לגרום להזדקרות בגובה נמוך. ברב-להב אובדן הספק הוא נפילה.
• המראה ונחיתה נגד הרוח: העילוי תלוי במהירות האווירית, והנזק בנחיתה במהירות הקרקעית, ורוח אף מפרידה ביניהן לטובתך. רוח גב מאריכה את ריצת ההמראה ואת מרחק הנחיתה.

מכשירים ומונחים

• מהירות אווירית מחושבת מההפרש בין הלחץ הטוטאלי ללחץ הסטטי (הלחץ הדינמי), שנמדדים במערכת הפיטו-סטטית.
• פתח סטטי חסום: בנסיקה המהירות המוצגת נמוכה מהאמיתית, ובהנמכה גבוהה ממנה.
• QNH: לחץ מקומי יחסית לפני הים; מד הגובה מראה ASL. (בחומר של רת"א QNE מוגדר כלחץ יחסית לפני השטח. בתעופה הבין-לאומית זו הגדרת QFE, אבל במבחן עונים לפי רת"א.)
• AGL מוצג בעמדת השליטה. ASL הוא הבסיס המשותף עם הבקרה ומופיע במפות רת"א, ונתיבי טיסה מסומנים תמיד ב-ASL.
• מהירות אווירית קובעת עילוי והזדקרות. מהירות קרקעית משמשת לזמן הגעה, והיא המוגבלת ל-87 קשר.
• רוח: רוח אף מוסיפה עילוי בהמראה, רוח גב לא מוסיפה, ורוח צד (כ-90°) עלולה לגלגל את הכלי בהמראה.
• מנוע ארבע פעימות: יניקה, דחיסה, עבודה, פליטה.

שאלות לדוגמה

5 שאלות מתוך 37 שבאפליקציה. התשובה וההסבר נפתחים בלחיצה.

1. מה נדרש לגבי מטען המחובר לכטב"ם או נישא על ידיו?

   1. שמשקלו קטן מ-2 ק"ג ואינו חורג מגבולות הכלי
   2. שהוא ממורכז בדיוק סביב מרכז הכובד של הכלי
   3. שהוא מבוטח מפני נזק לצד שלישי
   4. מאובטח לגוף הכטב"ם ואינו פוגע ביכולת לשלוט בו או באפשרות לבצע הפעלה בטוחה
   הצגת התשובה

   התשובה הנכונה: ד. שני תנאים: המטען מאובטח פיזית לגוף הכטב"ם, והוא אינו פוגע ביכולת השליטה או באפשרות לבצע הפעלה בטוחה. התקנה חלה גם על מטען "נישא" ולא רק על מטען המחובר בברגים.תקנה 23(א)(2)(ב)

2. מה בודקים במבנה, במעטפת ובמדחפים?

   1. מידת הניקיון של המדחפים ושל המעטפת
   2. איזון המדחפים וסימטריית הסיבוב שלהם
   3. שריטות וסימני שחיקה על גוף הכלי בלבד
   4. סדקים או בקעים; היפרדות משטחים מודבקים או מוצמדים; רכיבים חסרים או רופפים
   הצגת התשובה

   התשובה הנכונה: ד. התקנה מגדירה שלושה סימנים. היפרדות של משטחים מודבקים או מוצמדים רלוונטית במיוחד למבנים מחומרים מרוכבים ולמדחפי פחמן, שבהם הכשל לא תמיד נראה כסדק.תקנה 19(א)(1)

3. הוראות היצרן מתירות גובה 500 מטר. מה מותר בפועל?

   1. 300 מטר
   2. 120 מטר
   3. 500 מטר
   4. 100 מטר
   הצגת התשובה

   התשובה הנכונה: ד. מפעילים לפי הוראות היצרן, אבל כשהן סותרות את התקנות או את החוק, התקנות גוברות. רת"א מביאה כדוגמה בדיוק מהירות וגובה: גם אם הכלי מסוגל לטוס ל-500 מטר, תקנה 35(א)(2) מגבילה את הגובה ל-100 מטר מעל פני השטח.תקנה 5(א)(6)

4. כיצד נשלטת תנועתו של רב-להב במרחב?

   1. זווית ההתקפה של להבי כל רוטור משתנה בנפרד, בעוד מהירות הסיבוב נשארת קבועה
   2. המנועים מוטים מכנית על צירם ביחס לגוף הכלי, לפי פקודת המטיס בשלט
   3. משטחי הגה הנעים בזרם האוויר שמתחת לכל רוטור מסיטים את הדחף לכיוון הרצוי
   4. בקר הטיסה משנה את ההספק שכל בקר מהירות מזרים למנוע שלו, ובכך את יחסי הדחף בין הרוטורים
   הצגת התשובה

   התשובה הנכונה: ד. לרב-להב אין משטחי הגה, וברובם המכריע גם אין שינוי צעד להבים כמו במסוק: הלהבים בעלי צעד קבוע. לכן הדרך היחידה לשנות דחף היא לשנות את מהירות הסיבוב של המנוע, כלומר את ההספק החשמלי שהוא מקבל. בקר הטיסה משווה בין מצב הכלי לפקודת המטיס ומורה לכל בקר מהירות כמה הספק להעביר למנוע שלו. כל תמרון הוא חוסר איזון מכוון בין הרוטורים.תקנה 5(א)(6)

5. הכטב"ם עבר למצב ייצוב ללא שמירת מיקום. מה ישתנה בהתנהגותו?

   1. ימשיך לשמור על מיקומו מעל הנקודה, אך יאבד את היכולת לשמור על גובה קבוע
   2. יאבד את הייצוב ביחס לאופק, ויידרש תיקון רציף של המטיס בשני הצירים
   3. יעבור אוטומטית למצב חזרה לנקודת ההמראה עד לחידוש קליטת הלוויינים
   4. ימשיך לשמור על מצבו ביחס לאופק ועל גובהו, אך יסחף עם הרוח ולא יתייצב מעל נקודה
   הצגת התשובה

   התשובה הנכונה: ד. שמירת המיקום מבוססת על קליטת הלוויינים. הייצוב ביחס לאופק מבוסס על הגירוסקופ ומד התאוצה, והגובה על הברומטר. לכן באובדן קליטה הכלי עדיין מאוזן ושומר גובה, אבל הרוח מסיטה אותו והמטיס צריך לתקן בעצמו. החומר של רת"א מזהיר שאופנים אוטומטיים מבוססי מיקום עלולים במצב כזה לגרום לאובדן הכטב"ם או לנחיתה במקום לא נשלט, ומנחה להטיס בקשר עין ישיר עד לנחיתה במקום בטוח.תקנה 5(א)(6)

מילון מונחים