تذکر: کلیه حقوق مادی و معنوی این اثر متعلق به موسسه تحقیقاتی پارس آیرو بوده و هرگونه کپی برداری از آن حتی با ذکر منبع پیگرد قانونی دارد

سطوح فرامین اصلی هواپیما Primary or main control surfaces

الف: شهپرها Ailerons

عبارتند از سطوح متحرکی که در لبه فرار هر بال و در قسمت بال خارجی (outer Wing) قرار دارند. در هواپیما های معمولی و کم سرعت تعداد آن ها در هر بال یک عدد (جمعا دو عدد) می باشد اما در هواپیما های بزرگ مسافربری مانند بویینگ تعداد آن ها در هر باد دو عدد (جمعا چهار عدد) می باشد . دو تا از آن ها کوچک و نزدیک به بدنه قرار دارند (Inner Ailerons) و در سرعت های زیاد مورد استفاده قرار می گیرند و دوتای دیگر بزرگ بوده و دور از بدنه قرار دارند (outer Ailerons) و در سرعت های کم همراه با دوتای کوچک مورد استفاده قرار می گیرند فرمان شهپرها در داخل کابین به دو شکل یکی به صورت دست فرمان (Control stick) در هواپیما های نظامی و دیگری به صورت چرخ فرمان Control wheel)) در هواپیما های مسافربری ممکن است باشند. در هواپیماهای کوچک این دسته یا چرخ مستقیما به Ailerons متصل می شود و حرکت آن از طریق کابل سبب حرکت Ailerons می گردد. اما در هواپیماهای بزرگ حرکت Control wheel موجب انتقال فشار هیدرولیک به Actuator ها شهپرها شده و آن ها را به حرکت در می آورد

حرکت شهپرها دو بال خلاف جهت یکدیگر می باشند یعنی اگر یکی به پایین حرکت کند دیگری به بالا حرکت خواهد کرد مثلا زمانی که خلبان فرمان Aileron را به سمت راست حرکت داده یا بچرخاند شهپر بال راست بالا آمده و شهپر بال چپ به پایین حرکت می کند.

بنابراین Lift بال راست کاسته شده و Drag آن زیاد شده و بال راست پایین می آید در حالی که Lift بال چپ زیاد شده و بالا می رود و درنتیجه هواپیما حول محور طولی خود دوران خواهد کرد به این حرکت Roll می گویند. اگر هواپیما در جهت عقربه های ساعت ( از پشت هواپیما) بچرخد Positive roll و عکس آن را Negative roll می گویند لازم به یا آوری است که هنگام turn هواپیما به سمت چپ و راست خلبان از Aileron استفاده می کند تا یک گردش بی خطر و هماهنگ و به اصطلاح Coordinated turn and Bank انجام دهد و در این حالت همواره میزانی که یک Aileron پایین می آید کمتر از حدی است که Aileron دیگر بالا می رود زیرا شهپری که پایین می آید مربوط به بالی است که بیرون دایره دوران قرار دارد و چون سرعت آن بیشتر از بال داخل دایره دوران است بنابراین Aileron آن کمتر پایین می آید تا Lift هماهنگ تولید نماید. این نوع Aileron ها را Differential Aileron می نامند.

حرکت Aileron ها بایستی پس از نصب آن ها و در مواقع دیگر مرتب بازرسی و عملا چک شده تا اشکالی در پرواز به وجود نی آید

Spoilers-

به منظور کمک به عمل شهپرها و یا کم کردن سرعت هواپیما در هواپیما های جت مسافربری از وسیله ای به نام Spoilers استفاده می شود. Spoilers ها سطوحی هستند )به تعداد یک یا چند تا) که روی بالها نصب شده و در حالت عادی کاملا با سطح بال هم سطح هستند اما با حرکت آن ها به طرف بالا مقداری Lift بال را کاهش می دهد این سطوح به دو صورت ممکن است استفاده شوند یکی آنکه فقط Spoiler یک بال بالا آمده و Lift همان بال کاهش یابد که در این حالت کمک به کار Aileron خواهد کرد و دیگری آن که Spoilers هر دو بال بالا آمده که در این حالت سبب کم کردن سرعت هواپیما می شود و در واقع بجای Air brake استفاده می شود

ب: سکان های افقی متحرک Elevators

Elevators عبارتند از سطوح متحرکی که در قسمت دم هواپیما و در لبه فرار سکان های افقی ثابت Horizontal stabilizer نصب شده اند. حرکت آن ها موافق یکدیگر و در جهت بالا و پایین می باشد و به وسیله دسته فرمتن یا چرخ فرمان از داخل کابین خلبان قابل کنترل می باشند مثلا وقتی خلبان دسته یا چرخ فرمان را به جلو حرکت می دهد هر دو Elevators پایین می آید و Lift تولید شده در Tail plane زیاد شده و در نتیجه به طرف بالا حرکت کرده و باتوجه به فاصله زیاد آن تا مرکز ثقل هواپیما موجب می شود که دماغه هواپیما به سمت پایین حرکت کند و هواپیما حول محور عرضی Lateral خود به خود چرخیده و به حالت شیرجه در خواهد آمد. همچنین با حرکت دسته یا چرخ فرمان به سمت عقب اعمال عکس انجام شده و هواپیما به حالت صعودی در خواهد آمد. (حرکت دماغه هواپیما را به سمت بالا Positive pitch و حرکت آن به طرف پایین را Negative pitch می گویند)

توجه: در بعضی هواپیماهای Super sonic ،Elevator را نزدیک Nose هواپیما گذاشته که به آن ها Canard می گویند.

ج: سکان عمودی متحرک Rudder

سکان عمودی متحرک به لبه فرار سکان عمودی ثابت (fin) اتصال داشته و برای تغییر جهت حرکت هواپیما از آن استفاده می شود حرکت آن به وسیله دو پدال

Rudder pedals)) از کابین انجام می شود. مثلا وقتی که خلبان می خواهد هواپیما را به راست منحرف کند پدال سمت راست را با پا به جلو فشار می دهد (معمولا در این حالت پدال سمت چپ به عقب حرکت می کند) در این زمان سکان عمودی متحرک به سمت راست حرکت می کند و در اثر افزایش نیروی Lift در سمت راست سکان عمودی ثابت و کاهش Lift در سمت رچپ آن دم هواپیما به سمت چپ حرکت می کند که درنتیجه دماغه هواپیما به سمت راست منحرف می شود. گرچه سکان عمودی متحرک برای گردش هواپیما حول محور عمودی آن می باشد اما بایستی در نظر داشت که اگر همگام گردش فق از شکان عمودی استفاده شود هواپیما ضمن تغییر جهت در جهت قبلی پرواز خود یعنی به طرف خارج دایره سر می خورد (Skid می کند) برای جلو گیری از این حرکت بایستی هواپیما را به حالت Bank در آوریم یعنی بال داخل دایره گردش به پایین و بال خارج گردش به بالا حرکت داده شود این عمل تا اندازه ای خود به خود به وسیله نیروهای آیرودینامیکی بال ها انجام می شود زیرا در مواقع گردش بال خرج دایره دوران سرعتی بیشتر و درنتیجه Lift بیشتری نسبت به بال داخل دایره دوران تولید می کند و درنتیجه بال خارجی به سمت بالا و بال داخل به سمت پایین حرکت می کند اما در عین حال برای کمک به این Bank باید از شهپرها (Ailerons) نیز کمک گرفت و استفاده نمود ضمنا هنگام گردش برای جلوگیری از افتادن دماغه هواپیما که می توان سبب Spin هواپیما شود از Elevator ها نیز استفاده کرد ( دماغه هواپیما به این دلیل پایین می افتد که در حالت Bank سکان عمودی ثابت به یک طرف متمایل شده و تولید Lift می کند)

هرچه زاویه گردش بیشتر باشد (Steeper turn) بایستی Elevators را بیشتر به بالا حرکت داد. این نوع گردش را که در آن از هر سه فرمان اصلی هواپیما استفاده می شود و ارتفاع پرواز ثابت می ماند و هواپیما به سمت داخل دایره دوران سر نمی خورد (Skid می کند) را گردش هماهنگ Coordinated turn and bank می نامند.