המראה (תעופה)

המראה היא השלב בטיסה בו כלי טיס עוזב את הקרקע ומתרומם לאוויר. עבור מטוסים הממריאים אופקית ההמראה כוללת תנועה על מסלול הטיסה על מנת לצבור את המהירות הדרושה להמראה, המהירות בה כח העילוי כתוצאה מהזרימה סביב הכנף מתגבר על כח הכבידה ומשקל המטוס. מסוקים, מטוסים הממריאים ונוחתים אנכית ומל"טים המשוגרים באמצעות מעוט אינם זקוקים למסלול. הגורמים המשפיעים על אורך המסלול הנדרש לצורכי המראה: משקל המטוס ככל שמשקל המטוס גבוה יותר תהיה ההאצה איטית יותר ומרחק ההמראה ארוך יותר. התקנות מחייבות כי משקל ההמראה של המטוס יהיה כזה, שאם בשלב כלשהו במהלך ההמראה המנוע נכשל, ניתן יהיה לעצור את המטוס על המסלול לפני סופו. במטוסים עם יותר ממנוע אחד, בהם ניתן להמשיך את ההמראה בבטחה, כל המראה דורשת חישוב של משקל אשר יבטיח ביצועי טיפוס מספקים לאחר ההמראה כאשר אחד המנועים אינו פועל. המשמעות היא שיש לחשב משקל המראה מקסימלי לכל המראה. גורמים הקובעים את משקל ההמראה המקסימלי למטוס כוללים אורך מסלול, רוח, מיקום המדפים, פעולת בלימת מסלול, גובה לחץ וטמפרטורה. מגבלות משקל ההמראה ומשקל הטיפוס נבחנות מול משקל ההמראה המבני המרבי. הנמוך מבין שלושת המשקולות הוא מגבלת המשקל להמראה מסוימת. אם משקל המטוס בפועל נמוך משלוש מגבלות המשקל, ניתן להבטיח ביצועי המראה נאותים. אם המשקל בפועל נמצא מעל אחת המגבלות לא ניתן לבצע המראה עד שהמשקל יופחת. מצב המדפים לכנפיים דקות או משוכות לאחור יש מקדם עילוי מרבי נמוך ולכן נזקקים מטוסים אלו למהירות המראה גבוהה יותר מזו הנדרשת למטוסים בעלי כנף ישרה בעלת פרופיל עבה יותר. השגת העילוי בכנף דקה או משוכה גם איטית יותר, ולכן נדרש מסלול ארוך יותר להמראה. שימוש במדפים מעלה את מקדם העילוי ומאפשר למטוס להיות באוויר במהירות מכשירית נמוכה יותר ולאחר מרחק ריצה קצר יותר. במטוס בעל מהירות ניתוק גבוהה ועומס כנף גבוה יש להשתמש תמיד במדפים כאשר ממריאים עם משקל עצמי גבוה. כח המנוע ככל שהכח המצוי גבוה יותר תהיה ההאצה גדולה יותר ומרחק ההמראה קצר יותר. במטוסים קלים, בדרך כלל משתמשים בהספק מלא במהלך ההמראה. מטוסי מטען ומטוסי נוסעים גדולים עשויים להשתמש בהספק מופחת מכח להמראה, על מנת להאריך את חיי המנוע, להפחית את עלויות התחזוקה ולהפחית את פליטת הרעש. במקרים מסוימים ניתן להשתמש בכח מלא כדי להגדיל את ביצועי המטוס. לפני ההמראה מריצים את המנועים כדי לבדוק אם יש בעיות הקשורות למנוע. השפעת הרוח רוח תשנה את מרחק ההמראה. רוח אף תפחית אותו ורוח גב תגדיל אותו. ברוח אף המהירות הקרקעית בניתוק קטנה יותר, העומס על כן הנסע והצמיגים פוחת, אין נטייה להסחף, שליטה על כיוון המטוס באמצעות ההגאים מושגת בשלב מוקדם יותר, זווית הטיפוס לאחר המראה תלולה יותר וזאת בגלל מהירות קרקעית נמוכה יותר. מאחר שהמהירות הקרקעית נמוכה יותר, מרחק העצירה במקרה של הפסקת המראה יהיה קצר יותר. בעוד רכיב רוח אף או רוח גב משפיע על מגבלת משקל ההמראה, לרוב אין לו השפעה ישירה על מהירות ה- V1 המחושבת. לוחות הביצועים לכמה מטוסים כוללים תיקון קטן ל- V1 לרוחות חזקות מאוד. עבור אותם מטוסים רוח אף תגדיל את V1 ורוח גב תפחית אותו. שיפוע המסלול המראה במעלה מסלול תגרום להאצה איטית יותר ומרחק ריצה גדול יותר. המראה במורד מסלול תביא לקיצור מרחק ההמראה הנדרש. שיפוע של 1% במסלול יגרום להגדלת מרחק ההמראה בכ- 10%. שיפוע משמעותי עשוי לדרוש התאמה במהירות V1. המראה במעלה השיפוע תדרוש עלייה ב- V1 וירידה במדרון תדרוש ירידה. מצב פני המסלול מסלולים רטובים, מושלגים ומסלולי עפר מאריכים את ריצת ההמראה וכתוצאה מעלית ההתנגדות לתנועת הגלגל וביצועי העצירה של המטוס פוחתים. הדבר מחייב כי כל הפסקת המראה תתחיל במהירות נמוכה יותר כאשר מסלול רב נותר להשלמת העצירה. המשמעות היא שגם משקל ההמראה המרבי וגם ה- V1 נמוכים מהרגיל. טמפרטורה עליה בטמפרטורת האוויר מקטינה את צפיפותו, לכן עולה המהירות האמיתית בזמן הניתוק ועולה אורך ריצת ההמראה. צפיפות אוויר נמוכה מפחיתה גם את כח המנועים המצוי במנועי סילון ובמטוסי בוכנה אשר אינם מצוידים במגברי דחיסה. הכח במנועי סילון יקטן ב -4% עד 5% לכל עליה של 5 מעלות צלזיוס בטמפרטורה החיצונית מעל הטמפרטורה הסטנדרטית. גובה המסלול מעל פני הים כאמור, הקטנת צפיפות האוויר גורמת להגדלת מרחק הריצה. כח מנוע הסילון פוחת ב-2%-3% לכל עליה של 1,000 רגל בגובה המסלול מעל פני הים. מהירות ההמראה נקבעת על פי משקל המטוס והתצורה (מרכז כובד ומטענים). ככל שהמשקל גבוה יותר או מרכז הכובד קדמי יותר, עולה מהירות ההמראה. גורמים נוספים עשויים להכתיב את מהירות ההמראה כגון זווית גוף מרבית (פגיעת זנב במסלול) או יעילות הגה הגובה. באופן כללי לא רצוי להקדים בביצוע הרוטציה בגלל עליית גרר המטוס והקטנת קצב איסוף המהירות. מנגד רוטציה מאוחרת תגרום למהירות המראה גבוהה יותר והגדלת מרחק ריצת ההמראה. במטוסים מסוימים ובמרכזי כובד קדמיים, יעילות הגה הגובה בשלב ההמראה נמוכה ולא ניתן לבצע רוטציה במהירות המתוכננת אלא במהירות גבוהה יותר אשר בה יעילות הגה הגובה גדלה. לעומת זאת, במרכזי כובד אחוריים האף "קל" וקיימת נטייה להרמת יתר של אף המטוס. לאחר חישוב משקל ההמראה המקסימלי ומשנקבע כי משקל המטוס בפועל נמצא במגבלות, מחושבים V1, VR ו- V2. מגבלות מהירות אלה כלולות בתרשימי הביצועים ובטבלאות של ספר המטוס, ונצפות על גבי מד מהירות האוויר של הקברניט. VMC (מהירות שליטה מזערית) - המהירות המזערית (במטוס רב מנועי) אשר בה במקרה של כישלון מנוע קריטי ניתן לשלוט בניהוג במטוס בתצורת המראה תוך הטיה של עד 5 מעלות לכיוון המנוע החי. V1 (מהירות החלטה) - המהירות במהלך ההמראה בה אם יכשל המנוע הקריטי ניתן יהיה להפסיק את ההמראה ולהגיע לעצירה בטוחה לחלוטין על המסלול שנותר; או (במטוס רב מנועי), ניתן להמשיך את ההמראה בבטחה עם המנוע/ים הפועל/ים. אם מנוע נכשל במהירות נמוכה מ-V1, על הטייס להפסיק המראה; אם הכשל מתרחש במהירות מעל V1 עליו להמשיך בהמראה. V1 מחושב באמצעות משקל ברוטו של המטוס בפועל, מצב המדפים, גובה לחץ וטמפרטורה. העלאת גובה הלחץ, הטמפרטורה או המשקל הכולל תגדיל את מהירות ה- V1 המחושבת. הורדת כל אחד מהמשתנים הללו תפחית את מהירות V1. VMU - המהירות המזערית בה ניתן להטיס את המטוס מהמסלול ללא פגיעת זנב (minimum unstick). מהירות זו נקבעת על ידי בדיקות היצרן וקובעת מהירויות V1 ו- VR מינימליות. צוות הטיסה אינו מחשב בדרך כלל את מהירות ה- VMU בנפרד. VRO (מהירות רוטציה) - המהירות המכשירית בה הטייס מרים את גלגל האף אל זווית ההמראה. VLOF היא מהירות הניתוק מהמסלול. V2 (מהירות בטוחה) - המהירות שיש להאיץ אליה לאחר המראה ולפני תחילת הנסיקה וקיפול המדפים. במטוס רב מנועי זו המהירות המזערית בה, במקרה של אובדן מנוע פתאומי, ניתן לשמור על טיסה ישרה ומיוצבת ללא הפסד גובה ובתצורת המראה. היא המבטיחה כי המטוס יכול לשמור על שיפוע טיפוס מקובל גם כאשר המנוע הקריטי אינו פועל. VM - המהירות המרבית להפעלת הבלמים. בלימה מעל מהירות זו עלולה לגרום לתקר בגלגלים ואובדן שליטה. מהירות המראה אופיינית למטוסי סילון היא בין 130 עד 155 קשר (150–180 מייל לשעה, 250–290 קמ"ש). מטוסים קלים (כגון ססנה 152/172) לרוב ממריאים בסביבות 60 קשר (63 מייל לשעה, 100 קמ"ש). חוסר היציבות על הקרקע הקיימת במטוסים בעלי גלגל זנב, דורשת זהירות יתר בתפעול הגה הכיוון בעת ריצת ההמראה. כל סבסוב קל שאינו מתוקן יתגבר. למטוס בוכנה בעל גלגל זנב כמה תכונות הגורמות לו לסבסב בזמן ההמראה: השפעת זרם המדחף - זרם האוויר מהמדחף מתערבל סביב גוף המטוס ומשטחי הזנב באורח ספירלי, כך שהאוויר מגיע למייצב הכיוון בזווית התקפה היוצרת עילוי על מייצב הכיוון הגורם לסיבסוב של המטוס. להבי המדחף - כאשר המטוס נע על הקרקע משטח המדחף נטוי לאחור. במצב זה הזרימה היחסית על הלהב היורדת גדולה יותר מן הזרימה היחסית על הלהב העולה. כתוצאה מכך המחצית היורדת של שטח המדחף יוצרת כח רב יותר מן המחצית העולה ומתווסף כח מסבסב נוסף על המטוס. הגורם הגירוסקופי - בעת ההמראה, כאשר זנב המטוס מתרומם למצב טיסה משתנת זווית ההטייה של משטח המדחף. שינוי זה בזווית גורם להפעלת כח נקיפה על המדחף ולנטייה לסבסב. השפעת הפיתול - הכח השווה והמתנגד לכח המסובב את המדחף, נוטה לסובב את גוף המטוס בכיוון ההפוך. בהמראה כח זה גורם לגלגל אחד להילחץ חזק יותר למסלול מן הגלגל האחר וכך נוצר כח חיכוך אסימטרי אשר כתוצאה ממנו המטוס מסבסב. כל כוחות הסבסוב שהוזכרו פועלים באותו כיוון ומתוקנים באמצעות הגה הכיוון. כאשר המדחף פועל בכיוון השעון נוטים כל הכוחות הללו לסבסב את המטוס שמאלה ולהפך. במטוס רב־מנועי עם גלגל זנב כל הגורמים המשפיעים על הסבסוב פועלים במידה רבה יותר, למעט מקרים בהם המנועים פועלים בכיוונים מנוגדים. כאמור, רצוי להמריא לתוך הרוח. יחד עם זאת, אם נדרשת ריצת המראה ארוכה יש להשתמש במסלול הארוך ביותר ללא התחשבות בכיוון הרוח, למעט במיקרים בהם נושבת רוח חזקה במיוחד. אם כל הגורמים זהים, תדרש ריצת המראה ארוכה יותר במקרה של רוח צולבת, בגלל רכיב קטן יותר של רוח אף. סחיפה על המסלול - עבור מהירות רוח נתונה, תהיה הסחיפה היחסית הפוכה למהירות. ככל שמהירות הטיסה נמוכה יותר כך תהיה הסחיפה גדולה יותר ולהפך. מטוס בעל גלגל אף, בהיותו יציב יותר על הקרקע, נוטה פחות להכניס אף לרוח במקרה של רוח צולבת. בכל המטוסים ובפרט במטוסים בעלי כנף משוכה, תגרום רוח צולבת להרמת הכנף בצד הרוח מיד לפני הניתוק מהמסלול וזמן קצר לאחריו. תופעה זו נגרמת כתוצאה מזרימת האוויר השקולה מעל הכנפיים (של וקטור הרוח ווקטור המטוס). משמעות הדבר היא כי העילוי על הכנף הפנימית גדל בעוד הכנף האחרת מוסתרת על ידי גוף המטוס. זו תופעת מעבר בלבד והיא מסתיימת זמן קצר לאחר הניתוק מהמסלול. בשלב זה גוברת הרוח על התאוצה והמטוס מתחיל להיסחף. במצב זה, כדי לשמור על ציר המסלול לאחר המראה, יש להפנות את המטוס לתוך הרוח. טכניקת ההמראה - מטוס נוטה לסבסב לתוך הרוח ונטייה זו יש לתקן. בשלב ראשון, יהיו ההגאים במצב קדימה בדומה להמראה רגילה, כאשר תשומת הלב מוקדשת לשמירת הכיוון. במטוסים רב-מנועיים ניתן לשמור כיוון גם על ידי שמירת הפרשיות כח בין המנועים. יש לקחת בחשבון כי שימוש בטכניקה זו יביא להארכת ריצת ההמראה בהתאמה לזמן שיידרש לקבלת כח מלא מן המנועים. כאשר המטוס מגיע למהירות ההמראה יש לנתקו באופן החלטי מן המסלול ולמנוע שקיעה בחזרה ונגיעה במסלול. ניתוק החלטי חשוב במיוחד בהמראה ממסלולי עפר או בתנאים של משיבי רוח חזקים. בתנאים אלה קיימת סכנה שהמטוס "יקפוץ" לאוויר לפני הגעתו לנתוני ההמראה. במקרים אלו מומלץ להחזיק את המטוס על המסלול בצורה חיובית עד מהירות גבוהה במקצת ממהירות ההמראה הרגילה. המראה ונחיתה אנכית נחיתה טיפוס (תעופה) שיוט (תעופה) הנמכה (תעופה) מדיה וקבצים בנושא המראה בוויקישיתוף במטוס רב מנועי, המנוע הקריטי הוא זה שכשלונו יגרום למומנט הסבסוב הגדול ביותר. אם מנוע זה נכשל, נדרשת מהירות גבוהה יותר לשליטה במטוס. במטוסים המונעים במדחף, כאשר המדחפים מסתובבים עם כיוון השעון, יהיה זה בדרך כלל המנוע הקיצוני מצד שמאל. במטוסי סילון ההבדל בין המנועים קטן.