أسطح التحكم في الطيران

تُثبّت الجنيحات على الحافة الخلفية لكل جناح بالقرب من أطرافه، وتتحرك في اتجاهين متعاكسين. عندما يُحرّك الطيار ذراع التحكم بالجنيحات إلى اليسار، أو يُدير عجلة القيادة عكس اتجاه عقارب الساعة، يرتفع الجنيح الأيسر وينخفض ​​الجنيح الأيمن. يُقلّل الجنيح المرتفع من قوة الرفع على ذلك الجناح، بينما يزيدها الجنيح المنخفض، لذا فإن تحريك ذراع التحكم بهذه الطريقة يُؤدي إلى انخفاض الجناح الأيسر وارتفاع الجناح الأيمن. هذا يُسبب ميلان الطائرة إلى اليسار وبدء دورانها نحو اليسار. يُعيد توسيط ذراع التحكم الجنيحات إلى وضعها المحايد، مُحافظًا على زاوية الميل . ستستمر الطائرة في الدوران حتى تُعيد حركة الجنيحات المعاكسة زاوية الميل إلى الصفر لتطير في خط مستقيم.

المصعد هو جزء متحرك من المثبت الأفقي ، مثبت بمفصل في الجزء الخلفي من الجزء الثابت للذيل الأفقي. يتحرك المصعدان لأعلى ولأسفل معًا. عندما يسحب الطيار عصا التحكم للخلف، يرتفع المصعدان. وعند دفعها للأمام، ينخفضان. يضغط المصعدان المرتفعان على الذيل، مما يؤدي إلى ارتفاع مقدمة الطائرة. هذا يجعل الأجنحة تطير بزاوية هجوم أكبر ، مما يولد قوة رفع ومقاومة أكبر . إعادة عصا التحكم إلى وضعها المركزي تعيد المصعدين إلى الوضع المحايد وتوقف تغير زاوية الميل. تستخدم بعض الطائرات، مثل MD-80 ، لسانًا مؤازرًا داخل سطح المصعد لتحريك السطح الرئيسي ديناميكيًا هوائيًا إلى موضعه. وبالتالي، يكون اتجاه حركة لسان التحكم معاكسًا لاتجاه حركة سطح التحكم الرئيسي. لهذا السبب، يبدو ذيل MD-80 وكأنه مزود بنظام مصعد "منفصل".

في ترتيب الكانارد ، يتم تثبيت المصاعد في الجزء الخلفي من الجناح الأمامي وتتحرك في الاتجاه المعاكس، على سبيل المثال عندما يسحب الطيار عصا التحكم للخلف، تنخفض المصاعد لزيادة الرفع في المقدمة ورفع مقدمة الطائرة.

عادةً ما تُثبّت الدفة على الحافة الخلفية للمثبت الرأسي ، وهو جزء من الذيل . عندما يضغط الطيار على الدواسة اليسرى، تنحرف الدفة إلى اليسار. ويؤدي الضغط على الدواسة اليمنى إلى انحراف الدفة إلى اليمين. يؤدي انحراف الدفة إلى اليمين إلى دفع الذيل إلى اليسار، مما يتسبب في انحراف مقدمة الطائرة إلى اليمين. إعادة الدواسات إلى وضعها المركزي تُعيد الدفة إلى وضعها المحايد وتوقف الانحراف.

على عكس توجيه القارب، يتطلب تغيير اتجاه الطائرة عادةً استخدام الجنيحات بدلاً من الدفة. فالدفة تُدير الطائرة (تُحوِّلها) ولكن تأثيرها على اتجاه حركتها ضئيل. في الطائرات، ينتج تغيير الاتجاه عن المركبة الأفقية للرفع المؤثرة على الأجنحة. يقوم الطيار بإمالة قوة الرفع، العمودية على الأجنحة، في اتجاه الانعطاف المطلوب عن طريق إمالة الطائرة. ومع زيادة زاوية الميل، يمكن تقسيم قوة الرفع إلى مركبتين: إحداهما عمودية والأخرى أفقية.

إذا بقيت قوة الرفع الكلية ثابتة، فإن المركبة الرأسية للرفع ستنخفض. وبما أن وزن الطائرة ثابت، فإن ذلك سيؤدي إلى هبوطها ما لم يتم التصدي له. يتطلب الحفاظ على الطيران الأفقي زيادة في رفع المصعد (للأعلى) لزيادة زاوية الهجوم، وزيادة قوة الرفع الكلية المتولدة، والحفاظ على المركبة الرأسية للرفع مساوية لوزن الطائرة. لا يمكن أن يستمر هذا الوضع إلى ما لا نهاية. يرتبط عامل الحمل الكلي المطلوب للحفاظ على الطيران الأفقي ارتباطًا مباشرًا بزاوية الميل . هذا يعني أنه بالنسبة لسرعة جوية معينة، لا يمكن الحفاظ على الطيران الأفقي إلا حتى زاوية ميل محددة. بعد تجاوز هذه الزاوية، ستتعرض الطائرة لانهيار متسارع إذا حاول الطيار توليد قوة رفع كافية للحفاظ على الطيران الأفقي.

تتميز بعض تصميمات الطائرات بأنظمة تحكم أساسية غير قياسية. فعلى سبيل المثال، بدلاً من وجود أسطح توجيه خلفية في الجزء الخلفي من المثبتات، قد يتغير اتجاه سطح الذيل بالكامل . كما أن بعض الطائرات لها ذيل على شكل حرف V ، وتجمع الأجزاء المتحركة في الجزء الخلفي منه بين وظائف أسطح التوجيه والدفة. وقد تحتوي الطائرات ذات الجناح المثلثي على " أسطح توجيه خلفية" في الجزء الخلفي من الجناح، تجمع بين وظائف أسطح التوجيه والجنيحات.

في الطائرات ذات مقاومة الهواء المنخفضة، مثل الطائرات الشراعية ، تُستخدم المكابح الهوائية لتعطيل تدفق الهواء فوق الجناح وتقليل قوة الرفع بشكل كبير. وهذا يسمح لطيار الطائرة الشراعية بخفض الارتفاع دون اكتساب سرعة جوية مفرطة. تُسمى المكابح الهوائية أحيانًا "مُخفِّضات الرفع". أما المكابح الهوائية التي يمكن استخدامها بشكل غير متماثل فتُسمى " المكابح الهوائية الجانبية " ويمكنها التأثير على دوران الطائرة.

تُثبّت اللوحات على الحافة الخلفية للجزء الداخلي من كل جناح (بالقرب من جذور الجناح). تُطوى هذه اللوحات لأسفل لزيادة انحناء الجناح الفعال. ترفع اللوحات معامل الرفع الأقصى للطائرة، وبالتالي تُقلل من سرعة توقفها. ^{[ 9 ]} تُستخدم هذه اللوحات أثناء الطيران بسرعات منخفضة وزوايا هجوم عالية، بما في ذلك الإقلاع والهبوط. بعض الطائرات مُجهزة بـ" جنيحات داخلية "، والتي تُسمى عادةً "جنيحات جانبية داخلية" . تعمل هذه الأجهزة بشكل أساسي كجنيحات، ولكن في بعض الطائرات، "تتدلى" عند نشر اللوحات، وبالتالي تعمل كجنيحات جانبية وجنيحات جانبية داخلية للتحكم في الدوران.

الشرائح ، والمعروفة أيضًا باسم أجهزة الحافة الأمامية ، هي امتدادات في مقدمة الجناح لزيادة قوة الرفع، وتهدف إلى تقليل سرعة التوقف عن طريق تغيير تدفق الهواء فوق الجناح. قد تكون الشرائح ثابتة أو قابلة للسحب؛ فالشرائح الثابتة (كما في طائرة فيزلر Fi 156 ستورش ) توفر أداءً ممتازًا عند السرعات المنخفضة وقدرات إقلاع وهبوط قصيرة ، ولكنها تؤثر سلبًا على الأداء عند السرعات العالية. أما الشرائح القابلة للسحب، كما هو الحال في معظم الطائرات التجارية، فتُقلل من سرعة التوقف عند الإقلاع والهبوط، ولكنها تُسحب أثناء التحليق.

تُستخدم المكابح الهوائية لزيادة مقاومة الهواء. قد تعمل المكابح الهوائية كبديل للمكابح الهوائية، ولكنها ليست مكابح هوائية خالصة، إذ تعمل أيضًا على تقليل قوة الرفع، أو في بعض الحالات كسطوح للتحكم في الدوران. عادةً ما تكون المكابح الهوائية عبارة عن أسطح تنحرف للخارج من جسم الطائرة (في معظم الحالات بشكل متناظر على الجانبين المتقابلين) باتجاه تيار الهواء لزيادة مقاومة الهواء الناتجة عن شكلها. ولأنها غالبًا ما تكون موجودة في مكان آخر على الطائرة، فإنها لا تؤثر بشكل مباشر على قوة الرفع المتولدة من الجناح. يكمن الغرض منها في إبطاء سرعة الطائرة، وهي مفيدة بشكل خاص عند الحاجة إلى معدل هبوط عالٍ. وهي شائعة في الطائرات العسكرية عالية الأداء، وكذلك في الطائرات المدنية، لا سيما تلك التي تفتقر إلى خاصية الدفع العكسي.

يُوازن ضبط المصعد قوة التحكم اللازمة للحفاظ على القوة الديناميكية الهوائية الصحيحة على الذيل، مما يُحقق توازن الطائرة. أثناء تنفيذ بعض التدريبات الجوية، قد يتطلب الأمر ضبطًا كبيرًا للحفاظ على زاوية الهجوم المطلوبة. ينطبق هذا بشكل أساسي على الطيران البطيء ، حيث يكون رفع مقدمة الطائرة ضروريًا، مما يستلزم بدوره ضبطًا كبيرًا يُؤدي إلى توليد قوة ضغط سفلية قوية من سطح الذيل. يرتبط ضبط المصعد بسرعة تدفق الهواء فوق الذيل، وبالتالي فإن أي تغيير في سرعة الطائرة يتطلب إعادة الضبط. من أهم معايير تصميم الطائرات استقرارها عند ضبطها للطيران الأفقي. أي اضطرابات، مثل العواصف أو الاضطرابات الجوية، ستتلاشى خلال فترة وجيزة، وستعود الطائرة إلى سرعة الطيران الأفقية المضبوطة.

بوق التحكم

ذراع التحكم هو جزء من سطح التحكم يمتد أمام نقطة الارتكاز. يُولّد هذا الذراع قوةً تزيد من انحراف السطح، مما يُقلل من ضغط التحكم الذي يشعر به الطيار. قد تتضمن أذرع التحكم أيضًا ثقلًا موازنًا يُساعد على موازنة التحكم ومنعه من التذبذب في تيار الهواء. بعض التصاميم مزودة بأوزان منفصلة مضادة للتذبذب.

(في الطائرات النموذجية التي يتم التحكم فيها عن طريق الراديو، يكون لمصطلح "بوق التحكم" معنى مختلف) ^{[ 10 ] [ 11 ]}

تحتوي معظم الطائرات ذات الأجنحة الثابتة على سطح تحكم في التوازن على المصعد ، بينما تحتوي الطائرات الأكبر حجماً أيضاً على سطح تحكم في التوازن للدفة، وآخر للجنيحات. يُستخدم ضبط توازن الدفة لموازنة أي قوة دفع غير متماثلة من المحركات. أما ضبط توازن الجنيحات فيُستخدم لموازنة تأثير انحراف مركز الثقل عن خط منتصف الطائرة. قد ينتج هذا الانحراف عن زيادة كمية الوقود أو الحمولة على جانب واحد من الطائرة مقارنةً بالجانب الآخر، كما في حالة وجود كمية وقود أكبر في أحد خزانات الوقود مقارنةً بالآخر.