משטחים נעים, אורות ניווט, לא פעם גם מכלי דלק, ומעל הכול את משקל המטוס כולו: כנף מטוס נושאת יותר ממה שנראה מהחלון. התפקיד המרכזי שלה הוא להחזיק את המטוס באוויר. המנוע נותן מהירות, והכנף הופכת את המהירות לעילוי: בזכות הצורה שלה והזווית שבה היא פוגשת את האוויר, היא מסיטה זרם אוויר כלפי מטה, והאוויר דוחף אותה כלפי מעלה.
איך כנף של מטוס מייצרת עילוי?
חתך הרוחב של הכנף, הפרופיל, מעוצב כך שהאוויר שזורם מעליו ומתחתיו מוסט כלפי מטה מאחורי הכנף. כדי להסיט את האוויר כך, הכנף מפעילה עליו כוח, והאוויר מפעיל עליה כוח שווה בכיוון ההפוך, כלפי מעלה. במקביל נוצר הפרש לחצים: הלחץ מעל הכנף נמוך מהלחץ שמתחתיה. שני ההסברים מתארים את אותה תופעה מזוויות שונות.
ארבעה דברים קובעים כמה עילוי הכנף מייצרת:
- הצורה והשטח של הכנף.
- המהירות שבה האוויר זורם סביבה.
- זווית ההתקפה: הזווית בין הכנף לבין זרם האוויר.
- צפיפות האוויר, שיורדת ביום חם ובשדה גבוה.
ככל שזווית ההתקפה גדלה, העילוי גדל, אבל רק עד גבול. מעבר לזווית קריטית, הזרימה מעל הכנף ניתקת והעילוי קורס. זו ההזדקרות, ואחד הדברים הראשונים שטייס לומד לזהות ולמנוע.
החלקים של כנף מטוס
| החלק | התפקיד |
|---|---|
| שפת ההתקפה | השפה הקדמית, שפוגשת ראשונה את זרם האוויר |
| שפת הזרימה | השפה האחורית, שממנה האוויר עוזב את הכנף |
| מאזנות | משטחים נעים בחלק החיצוני של שפת הזרימה, שזזים בכיוונים מנוגדים ומטים את המטוס לצד |
| מדפים | משטחים בחלק הפנימי של שפת הזרימה, שנפתחים כלפי מטה ומוסיפים עילוי וגרר במהירות נמוכה |
| סלאטים | התקנים בשפת ההתקפה, שמאפשרים לכנף לטוס בזווית התקפה גבוהה יותר לפני הזדקרות |
| ספוילרים | לוחות על הגב של הכנף, שמקטינים עילוי ומאטים את המטוס |
| כנפונים | קצות כנף מוגבהים, שמקטינים את המערבולות בקצה ואת הגרר שהן יוצרות |
במטוס קל, כמו אלה שבהם לומדים לטוס, יש בדרך כלל מאזנות ומדפים בלבד. במטוסי נוסעים גדולים מצטרפים אליהם סלאטים וספוילרים, שעוזרים לשלוט במטוס כבד במהירויות שונות. בנחיתה הספוילרים משמשים גם כמעצורי אוויר, שמקצרים את ריצת הנחיתה.
כנפונים בקצה הכנף
בקצה של כל כנף, האוויר מתחת לכנף, שבו הלחץ גבוה, מנסה לעבור למעלה, שם הלחץ נמוך. כך נוצרות מערבולות בקצות הכנפיים, שמוסיפות גרר. הכנפון המוגבה בקצה מקטין את התופעה, ובמטוסי נוסעים זה מתורגם לחיסכון בדלק.
הכנפונים מגיעים בכמה צורות, מקצה מוגבה פשוט ועד קצה שמתפצל לשניים, ולכל צורה יתרונות משלה.
כנף גבוהה, כנף נמוכה ומה עוד יש בתוך הכנף
במטוסים קלים, כמו מטוסי הדרכה ומטוסי אולטרלייט, הכנף יושבת מעל תא הטייס או מתחתיו. כנף גבוהה נותנת לטייס תצפית טובה כלפי מטה ויציבות טבעית, וכנף נמוכה נותנת תצפית טובה כלפי מעלה ונוחות בתדלוק. בשני המבנים, בתוך הכנף יש לא פעם מכלי דלק, ועליה אורות ניווט: אדום בכנף השמאלית וירוק בכנף הימנית.
מוטה, שטח ופרופיל
- מוטת הכנף היא המרחק בין קצה לקצה, ומשפיעה על היעילות של הכנף.
- שטח הכנף קובע כמה משקל היא יכולה לשאת במהירות נתונה.
- הפרופיל קובע את ההתנהגות של הכנף במהירויות נמוכות וגבוהות.
עקרונות הטיסה במבחני הרישיון
עקרונות הטיסה, ובתוכם הכנף, העילוי וההזדקרות, הם חלק מהבסיס של כל רישיון טיס. מי שמבין למה הכנף מתנהגת כמו שהיא מתנהגת, מבין גם למה המטוס מגיב כך לכל תנועה של ההגאים. ההבנה הזו נבנית בלימודים לרישיונות טיס, עוד לפני הטיסה הראשונה.
שאלות נפוצות על כנף מטוס
איך מטוס טס?
המנוע דוחף את המטוס קדימה, והכנף הופכת את זרם האוויר לעילוי. כדי להמריא, העילוי צריך להתגבר על משקל המטוס, ובטיסה ישרה ואופקית העילוי והמשקל מאוזנים.
מה התפקיד של המדפים?
המדפים נפתחים כלפי מטה מהחלק הפנימי של שפת הזרימה, ומוסיפים עילוי וגרר. כך המטוס יכול להמריא ולנחות במהירות נמוכה יותר.
למה יש למטוסים כנפונים?
הכנפונים מקטינים את המערבולות שנוצרות בקצות הכנפיים, ואת הגרר שהן מוסיפות. במטוסים גדולים התוצאה היא חיסכון בדלק.
מה קורה כשהכנף מזדקרת?
כשזווית ההתקפה עוברת את הזווית הקריטית, הזרימה מעל הכנף ניתקת והעילוי קורס. כדי לצאת מההזדקרות, הטייס מקטין את זווית ההתקפה ומחזיר את הזרימה מעל הכנף.