תערוכת תמונות לקישוט קירות הפקולטה

התערוכה תתקיים ב-13 באפריל.
במהלך התערוכה תתבקשו לדרג את התמונות השונות (שכבר נשלחו להדפסה) והתמונות עם מירב הקולות יתלו בפקולטה.

כולכם מוזמנים!

המשך...

טיל החץ שוגר בהצלחה!

המשך...

דבר הדיקן

לסטודנטים בפקולטה להנדסת אווירונוטיקה וחלל שלום!

עם יציאתו של הגיליון השני של עיתונכם, והחזרה ללימודים לאחר שביתת סגל ממושכת אני מבקש לברככם, באיחור רב, בשנת לימודים מלאה ופורייה.
ידועה לנו המצוקה של רבים מכם שנגרמה עקב השביתה. הטכניון ככלל אמור בימים אלה להיערך לטיפול בכל הנושאים של חזרה לשגרה ותצאנה הוראות מדויקות באשר לשינויים שידרשו בלו"ז.
אנו כפקולטה שיצא לה מוניטין רב ביחסי סגל סטודנטים משובחים, נעשה את כל מה שביכולתנו על מנת למזער את הנזק תוך שמירה על איכות והיקף הלימודים שהם תוצרים חשובים של פעילותנו.
אנו נפגש בקרוב עם נציגי הסטודנטים מכל הסמסטרים ואין לי ספק שנעמוד יחד באתגר החשוב של הצלתה של שנת הלימודים תשס"ח.

בברכה,

פרופ' עמרי רנד
דיקן

המשך...

Google Earth: כל העולם ואחותו

אלכס ז'יליצקי

Google Earth, לטובת הקומץ שטרם זכה להכיר, היא תוכנה המאפשרת צפייה במבט-על על כדור הארץ, ברמת רזולוציה כזו או אחרת. התוכנה משלבת תמונות לווין וצילומי מטוס סטטיים באיכויות שונות, והיא למעשה אחותו המשוכללת של שירות Google Maps האינטרנטי. השירות המקורי נועד בעיקר לחיפוש דרכים ותכנון נסיעות, אך כאשר החל לשלב צילומי לווין, משך אלפי משתמשים לחפש אתרים מעניינים ברחבי העולם. התוכנה לא איחרה להגיע והקפיצה במדרגה את ממשק המשתמש, איכות התמונות והפונקציונליות, בעיקר על חשבון משאבי המערכת ודרישות המינימום להפעלתה. כיום התוכנה מופצת בשלוש גרסאות – האחת חינמית ושתיים בתשלום שנתי של 20$ ו-400$, לשימוש פרטי ועסקי בהתאמה.

ממשק המשתמש

הצפייה בצילומים עצמם מתבצעת בעיקר באמצעות העכבר, כאשר המקש השמאלי משמש ל"גרירת" התמונה והימני להתקרבות (Zooming) והתרחקות מן התמונה. כמו כן, קיימים סרגלים נוספים המאפשרים שינוי בזווית הצפיה ביחס לגובה הקרקע וביחס לאנך לקרקע.

התוכנה כוללת שלושה רבדים עיקריים: הראשון – תיבת החיפוש, המאפשרת "טיסה" ממקום למקום על-ידי הכנסת כתובת או קואורדינטות, חיפוש בתי עסק (החל בתחנות דלק וכלה בבתי מלון) ותכנון מסלול והוראות הגעה מכתובת אחת לאחרת; השני – שכבות מידע (Layers) שונות אשר באמצעות סימונן, מציגות למשתמש מידע נוסף על גבי המפות – גבולות, שמות מדינות וערים, בתי עסק, מערכות תחבורה, מידע לתייר, דרכים ועוד; השלישי והרלבנטי ביותר למשתמש הסקרן – סרגל "מקומות", המאפשר סימון על המפה של כל מה שעולו על רוחו של המשתמש ושמירתו על המחשב המקומי, כולל אפשרות להוספת מידע, תמונות, שימוש בקוד HTML לעיצוב הסימונים (Placemarks) וארגון הסימונים בתיקיות ואוספים.

מאז השקתה ב-2005, צברה התוכנה מיליוני משתמשים ברחבי העולם, רבים מהם משתמשים בפורום הרשמי להעלאת נקודות עניין ואתרים שמצאו ושיתופם עם המשתמשים האחרים. לא בכדי, אחת השכבות ה"כבדות" בסרגל השכבות היא זו של סימוני המשתמשים מהפורום, הכוללת סימונים כמו בתיהם של המשתמשים מחד ואתרי תיירות מובילים מאידך.

רזולוציה היא המילה

רמת התמונות של התוכנה מבוססת על רזולוציה בסיסית של 15מ'/פיקסל, שבה לא ניתן להבחין בדבר מלבד הרים, אגמים ואזורים מיושבים גדולים. בתחילת דרכה, הציעה התוכנה אזורי "רזולוציה-גבוהה" (Hi-Res) בעיקר בארה"ב ובמערב באירופה, בהם הרזולוציה עמדה על כ-1מ'/פיקסל. במהלך 2005 נוספו אזורי רזולוציה-גבוהה רבים נוספים, להמשך הכיסוי הקיים וגם לאזורים חדשים באסיה, אפריקה ואוקיאניה. הוספת ועדכון התמונות מתבצעת במאגר המקוון ואין צורך בעדכוני תוכנה מקומיים לשם כך.

"העידן החדש" ברמת התמונות החל בראשית 2006, אז החלו להופיע צילומים ברזולוציה של 0.6מ'/פיקסל בערים גדולות בארה"ב, ובמרץ הופיע כיסוי כמעט מלא של גרמניה ברזולוציה גבוהה, בחלק מן הערים עד כדי 0.3מ'/פיקסל. מאז ממשיך המאגר להתעדכן באופן שוטף, וכיום גרמניה, איטליה, אנגליה, הולנד, דנמרק ושוויץ מכוסות במלואן ברזולוציה גבוהה, בנוסף לשטחים נרחבים בארה"ב. באזורים מסוימים כמו לונדון, פריז, האג ומרבית הערים בגרמניה, הרזולוציה מאפשרת אף להבחין בצלליות של הולכי רגל וציפורים בתעופתן. לצערם של המשתמשים הישראליים (וחובבי הצבא בכל העולם), חל איסור באמצעות חוק פדרלי על פרסום צילומי לווין של ישראל ברזולוציה גבוהה מ-2מ'/פיקסל. הצילומים הקיימים מראים אמנם את כל שטחי הארץ (לרבות בסיסי חיל אוויר, נמלים, תחנות כח ובתי הזיקוק), אבל הרזולוציה לא מאפשרת אבחנה גבוהה מדי בישראל.

לא רק פלאי עולם

השטחים המכוסים ברזולוציה גבוהה רק הולכים ומתרחבים ואיכותם משתפרת, והפורומים מאפשרים חיפוש וצפייה בכל העולה על הדעת. בגרמניה, לדוגמה, ניתן להבחין במספר מכוניות "מעופפות" וחונות על קירות. בים התיכון, לחופי סרדיניה, אותרו 3 ספינות חיל ים (יוונית, ספרדית ואיטלקית) כחלק מתרגיל רחב של נאט"ו ובארה"ב נמצאה צוללת גרעינית בתנועה. ביוני 2006, אותר על-ידי משתמש גרמני אתר בסין, בו נבנה דגם של אזור מריבה על גבול סין-הודו. הספקולציות בעקבות הגילוי הרחיקו עד כדי "אתר אימונים לקראת מתקפה צפויה" והנושא פורסם בכמה אתרי חדשות.

אחד האזורים בעלי הסימונים הרבים ביותר, באופן מתבקש, הוא אזור 51 בנוואדה, ארה"ב. בסיס חיל האוויר באזור ניתן לזיהוי בקלות, כמו גם מכתשים שנוצרו לאחר ניסויים גרעיניים שונים. לחטטנים שבינינו, קיימים אפילו אוספים של חופי נודיסטים וסימונים של אנשים המשתזפים להנאתם על גגות בתיהם.

גוגל טוב לאווירונוטיקה

עם כל הכבוד לבית הלבן ולמטה ה-CIA, מה שמעניין אותנו זה מטוסים, והרבה. ניתן כיום לראות מאות, ואולי אלפי, שדות תעופה ברחבי העולם, ביניהם כאלו כמו שרל דה-גול, אורלי, הית'רו, גטוויק ופרנקפורט, בהם ניתן לזהות את חברות התעופה על גבי המטוסים. בפלורידה אותר לאחרונה מטוס דו-מנועי שהתרסק לתוך אגם בשנת 1981 ונותר שם עד היום ובאוקראינה חונה בנחת ה-An-225 Mriya, המטוס הגדול בהיסטוריה, שמחזיק ב-240 שיאי גינס והיחיד מסוגו נכון לכתיבת שורות אלו (השלמתו של מטוס נוסף מתוכננת ל-2008). בפן יותר אקטואלי, ניתן לצפות בכמה מטוסי איירבאס A380 במפעלי איירבאס שבטולוז, צרפת.

בנוסף, קיימים בפורומים אוספים נרחבים למדי של מטוסים תוך כדי טיסה, כולל מפציץ מימי מלחמת העולם השנייה בשמי אנגליה, שנתפס במהלך אחת מטיסות הראווה שלו. קיים גם אוסף של כל מטוסי הקונקורד הקיימים, לחובבי הנוסטלגיה.

שלא במפתיע, מרבית הסימונים הבולטים בתחום הם דווקא בנושאי התעופה הצבאית. ניתן ללא כל קושי לאתר בסיסי חיל אוויר של מרבית המדינות המתקדמות, כאשר צרפת והולנד הן היחידות עד כה לצנזר מתקנים רגישים. בארה"ב לבדה ממוקמים עשרות בסיסי חיל אוויר, בהם בסיסי מחקר, תובלה, טייסות הפצצה, קרב ומסוקים. בין המטוסים המעניינים יותר, ניתן למצוא F-117 בבסיס הולומאן (Holloman AFB) ו-F-22 בקליפורניה ובוירג'יניה (בעבר היה גם B2, אך התמונה עודכנה). בקליפורניה אותר גם מבנה של שבעה מטוסים בטיסה, במהלך תדלוק אווירי.

בטוסון, אריזונה נמצא בסיס דיוויס מונטאן, בו חונים מעל 4,000 כלי טיס שיצאו משימוש בארה"ב (חיל האוויר, חיל הים, משמר החופים ועוד). בנוסף לבסיסים בשירות הסדיר, ניתן "לטייל" במוזיאוני תעופה רבים ולצפות גם במטוסים שיצאו משירות, כמו הוולקן הבריטי או ה-SR-71 האמריקאי.

באחד מעדכוני התמונות ביולי 2007 נוספו צילומים ברזולוציה סופר-גבוהה של אזור פניקס, אריזונה – בהם ניתן כמעט לגעת במטוסי ה-F-16 בבסיס לוק (Luke AFB) במערב ומצד שני לצפות במסוקי האפאצ'י לונגבו במפעל בואינג למזרח, כולל מסוק בודד בצבעי הסוואה, המיועד אולי לשימוש חיל האוויר של ישראל.

טוב גם לחלל

האטרקציה העיקרית לחובבי החלל בפקולטה היא מרכז החלל האמריקאי בקייפ קנוורל, פלורידה, הכולל את מרחבי השיגור וכן את מרכז המבקרים, בו ניתן לראות דגם של מעבורת חלל ומספר טילים.

אסור לשכוח גם את מרכז החלל בבייקונור, קזחסטן (משמש בעיקר את רוסיה) ואת מרכז החלל בגינאה הצרפתית, המשמש את מדינות אירופה (כרגע ברזולוציה נמוכה, אבל בוודאי ישתפר בעתיד). כמו כן, ניתן לראות גם את נמלי החלל בהודו, יפן, סין ובמדינות נוספות.
ביוסטון, טקסס נמצא מרכז החלל על שם ג'ונסון, בו מוצב טיל מרקורי 5, וכן נמצא בו מרכז השליטה של נאס"א. טילים נוספים ניתן לראות במרכז החלל בהאנטסוויל, אלבמה, שמשמש כמוזיאון פעילות החלל של נאס"א. במוזיאון ניתן לראות טיל מרקורי 5, דגם של מעבורת חלל, דגם של תחנת החלל האמריקאית הראשונה ועוד.

שווה צפייה

בהתחשב בכמות האתרים המעניינים שניתן לראות ומפאת קוצר היריעה, להלן רשימה חלקית של אתרים הנוגעים בצורה כזו או אחרת לאווירונוטיקה:
בסיס חיל האוויר האמריקאי נליס (Nellis afb), נוואדה – מבסיסי חיל האוויר הגדולים בארה"ב, מאכלס טייסות קרב המפעילות מטוסי F-15 ו-F-16, טייסות תובלה, ניסוי, אימון, רפואה ותחזוקה.
בסיס חיל הים האמריקאי, נורפולק, וירג'יניה – בסיס חיל הים הגדול בעולם המאכלס (בתפוסה מלאה) 75 כלי שיט בהם נושאות מטוסים, נושאות מסוקים, פריגטות, צוללות ועוד.


מוזיאון המלחמה, דקספורד, אנגליה – מוזיאון המוקדש בעיקרו לתעופה צבאית, כולל B-52, SR-71 Blackbird, U2, F-111 ומטוסים נוספים מתוצרת ארה"ב ובריטניה.
שדה התעופה הית'רו, לונדון, אנגליה – שדה התעופה הגדול באירופה והשלישי בעולם מבחינת תעבורת נוסעים. השדה מטפל בכ-70 מיליון נוסעים מדי שנה והוא בסיסה המרכזי של חברת התעופה בריטיש איירוייס.

מבט לעתיד

החל מדצמבר 2006 החלו בגוגל להוסיף שכבות רחבות מאוד של מידע מאתרים שונים, בהן הצגת מידע מויקיפדיה בנושאים רבים, שילוב תמונות מהמאגר Panoramio במקומות בהן צולמו, מיפויים ססמוגרפיים, דגמי מבנים תלת-מימדיים שנוצרו על-ידי משתמשים והיד עוד נטויה. בערים מסוימות, בשלב זה רק בארה"ב, הגדילו לעשות עם שכבת Street View – צילומים שצולמו מתוך רכב נוסע ומאפשרים צפייה רצופה ברחובות העיר מגובה פני הקרקע.

בגוגל לא עוצרים רק בכדור הארץ, והכריזו לאחרונה על השקת Google Sky, שכבה נוספת שמאפשרת צפייה בשמיים ובחלל, באמצעות תצלומים של טלסקופים שונים, החל מגרסה 4.2 של התוכנה. פיצ'ר נוסף שקיים (אך מוסתר בצורת ביצת פסחא) בגרסה האחרונה הוא, לא פחות ולא יותר, סימולטור טיסה.

עם כיסוי של עשרות אחוזים מארה"ב, מרבית אדמת אירופה ושטחים נרחבים בשאר חלקי כדור הארץ (והחלל), נראה שאין הרבה לאן להתקדם, ובכל זאת – גוגל מצליחים להפתיע בכל פעם מחדש. העולם האמיתי-וירטואלי הזה גדל, מתרחב ומגלה מימדים חדשים. יש הרבה מה לראות, צאו לחקור.


תודה ליאיר שגב על הערותיו.
© כל הזכויות לצילומי המסך שמורות לגוגל.

המשך...

אפקט קואנדה: מפענחים את כוח העילוי

דוד חסין

מדוע הזרימה נצמדת לכנף? למה בעצם מים זורמים נשארים דבוקים לכפית? כל מה שרציתם (או לא) לדעת על אפקט קואנדה, ולא העזתם לשאול.

קצת היסטוריה

הנרי מארי קואנדה (בוקרשט, רומניה, 1886-1972) היה השני למשפחה בת 7 בנים. אביו, קונסטנטין קואנדה, היה פרופ' למתמטיקה, גנרל בצבא ופוליטיקאי. אימו, איידה דאנט, בת לפיזיקאי צרפתי.
קואנדה למד בבי"ס ממלכתי בבוקרשט ולאחר 3 שנים, אביו, שרצה קריירה צבאית עבור בנו, העביר אותו לאקדמיה הצבאית Military Lycee בג'אסי שבצפון מזרח רומניה ולאחר סיומה המשיך באקדמיה לארטילריה, צבא והנדסה ימית בבוקרשט והמשיך את לימודיו בגרמניה.
קואנדה סיים כקצין ארטילריה אבל היה מסוקרן מהבעיות הטכניות הקשורות לטיסה ולעילוי. הוא המשיך את לימודיו במכון מונטיפיורי בבלגיה בין השנים 1907~1908, שם פגש את ג'יאני קפרוני, אשר בהמשך דרכו נעזר בו קואנדה לבניית המטוס הסילוני הראשון בעולם.

ב-1908 חזר קואנדה לרומניה כקצין ארטילרי בגדוד תותחנים בצבא הרומני, אך אורח החיים הצבאי הביא לכך שביקש לעזוב.
ב-1909 חזר לפזריז ונרשם לבית הספר הלאומי למהנדסי ומתכנני אווירונוטיקה שנחנך באותה השנה, וסיים ב1910- ראשון בכיתת מהנדסי אווירונוטיקה.
ב-1910 הוא גם החל לבצע ניסויים אווירודינמיים בעזרתם של מהנדס המבנים והארכיטקט גוסטב אייפל (שתכנן את מגדל אייפל ואת בסיס פסל החירות) והמתמטיקאי פאול פיינלב. בין היתר הוא הרכיב מבנה ומיכשור על רכבת שנסעה במהירות 90 קמ"ש כדי לבדוק השפעות אווירודינמיות על הגוף ואפילו עשה ניסוי במנהרת רוח עם עשן בכדי לבדוק יציבות אווירודינמית.

מאוחר יותר בשנה זו הוא השתמש בבית מלאכה של ג'יאני קפרוני כדי לתכנן ולבנות את המטוס הראשון אשר ממונע ע"י מנוע טורבוג'ט, אשר קרא לו "Coanda 1910". את המטוס הציג בפומבי בסלון האווירי הבינלאומי השני בפריז. הוא השתמש במנוע בוכנה בעל 4 צילנדרים בשביל להניע את המדחס אשר הזין 2 מבערים בכדי להשיג את הדחף. המנוע ייצר 50 כ"ס, וייצר סה"כ kN 2 דחף. הצופים בסלון נדהמו לראות לראשונה מטוס ללא פרופלור.

לאחר התצוגה קואנדה רצה לנסות להתניע ולבחון את המטוס וזה החל לצבור תאוצה על המסלול. במהלך הריצה קואנדה שם לב שהלהבות מהמנוע נצמדות באופן מסוכן לגוף המטוס שהיה עשוי מעץ וחשש שהמטוס יתלקח באש. הוא הנמיך את עוצמת המנוע וניסה לשלוט בלהבות, אך המטוס כבר היה באוויר! זו הייתה הטיסה הראשונה בעזרת הנעה סילונית. רק לאחר 20 שנה הוא הבין מה קרה עם הלהבות. את התופעה עצמה, שנקראה מאוחר יותר "אפקט קואנדה" על שמו, חקר במשך 35 שנה. ב-1934 הוא רשם פטנט על התופעה בצרפת, שאז קרא לה "שיטה ומנגנון לסטיה של זורם בתווך של זורם אחר".

לפני שנתחיל לדבר על אפקט קואנדה, עלינו להבין את המושג עילוי וכיצד הוא מתרחש.

עילוי

עילוי ע"פ נאס"א

מתואר בעזרת החוק השלישי של ניוטון כאשר משטח העילוי משנה את כוון תנע האוויר (כלומר מפעיל על הזורם כוח) ובתגובה לכך האוויר מפעיל על משטח העילוי כוח השווה בגודלו ומנוגד בכיוונו.

עילוי ע"פ ASA (Aviation Supplies & Academics)

עילוי הינו כוח אווירודינמי הנגרם ע"י זרימת אוויר על גבי משטח מיוחד הנקרא משטח עילוי (Airfoil). משטח העילוי מעוצב בצורה הגורמת לאוויר הזורם מעליו לנוע מהר יותר מהאוויר הזורם מתחתיו. שילוב לחץ נמוך מצד אחד, ולחץ גבוה מצד שני, יוצרים כוח על המשטח. מכיוון שמשטח העילוי מאלץ את האוויר לשנות כיוונו מטה, נוצר עילוי ע"פ עקרון שימור התנע.

הבה ננסה להסביר את הדברים באופן קצת יותר פשוט ואינטואיטיבי:

כאשר האוויר מגיע למשטח, הוא מתפצל; חלקו זורם מעל הכנף וחלקו מתחתיה. כאשר האוויר זורם מתחת לכנף, הוא מאבד מהירות ואילו מעליה הוא מאיץ. האוויר עוטף את משטח הכנף ולפי חוק ברנולי, ככל שהאוויר זורם מהר יותר הלחץ שלו יורד. לכן אם מהירות הזרימה מתחת לכנף איטית יותר, הלחץ גבוה יותר (יחסית ללחץ האוויר בסביבת המטוס). האוויר שמעל הכנף מאיץ ולכן באזור זה תהיה ירידה בלחץ. הפרש לחצים זה גורם לעילוי! דמיינו לעצמכם שהכנף נמצאת בין 2 ידיים המפעילות כוח זהה זו כנגד זו. האחת לוחצת מעל והשנייה מתחת. הכוח של כל יד שווה ולכן הכנף תשאר במקומה. אם היד העליונה תיחלש, היד שמתחת תגרום לכנף לנוע כלפי מעלה! לכן העילוי במטוס, או על פני כל גוף, הוא בעצם תוצאה של הפרש לחצים.

הדגמה פשוטה לעיקרון ברנולי אפשרי לעשות ע"י לקיחת דף נייר ונשיפת אוויר מעליו. האוויר מתחת לדף לא זורם בעוד שהאוויר שמעליו כן, וכך נוצרים הפרשי לחצים והדף מתרומם למעלה.
דוגמה פשוטה נוספת היא 2 פחיות (ריקות) של שתייה קלה, השכובות זו לצד זו, וזורם אוויר ביניהן. קחו קשית ותנשפו בדיוק ברווח שבין הפחיות. זרימת האוויר תקטין את לחץ האוויר בתווך שבין הפחיות, בעוד הלחץ שמסביב לא ישתנה, והפחיות יצמדו אחת לשניה.

רגע רגע רגע! אבל למה שהאוויר יאיץ מעל הכנף ויאט מתחתיה? ולמה בכלל שהאוויר שזורם מעל המשטח העליון הקמור של הכנף ייצמד לעקימון ויזרום סביבו, ולא יתנתק ממנו ברגע שהמשטח משנה את עקמומיותו מלמעלה למטה??

הסבר לבוגרי בלד"ח, יהיה שהזרימה המציפה (האוויר שהכנף פוגשת במעופה) מתחת לכנף נעה בכיוון המנוגד לכיוון הצירקולציה של המשטח התחתון ולכן מאיטה. הזרימה שמעל החלק העליון (עקימון עליון) מאיצה ביחס למהירות הזרימה המציפה ובפרט ביחס למהירות האוויר על המשטח התחתון, משום שהיא נעה עם כיוון הצירקולציה שנוצרת על המשטח העליון.

לאלו שטרם למדו בלד"ח ועדיין בחיתוליהם, להלן הסבר קצת יותר אינטואיטיבי: הלחץ האטמוספרי גורם לכך שהאוויר יאיץ על פני המשטח העליון וגם ישאר צמוד עליו. האוויר מאיץ מעל הכנף ממש כפי שאוויר, או כל זורם, מאיץ כאשר עובר בצינור ונטיורי.
התבוננו היטב באיור הבא ושימו לב כיצד קווי זרם האוויר בקרבת הפרופיל צמודים אליו, וככל שמתרחקים הם מתיישרים.
בדומה לאפקט המתרחש בצינור ונטיורי, כשהאוויר מאיץ עם הקטנת שטח החתך (ממש כמו שלוחצים על פיה של צינור מים), אם נתבונן באיור B נראה שזהו גם צינור ונטיורי ומתרחש בו אותו אפקט. נתבונן באיור C. ניתן לראות את האטמוספירה סביב לפרופיל בתור צינור ונטיורי כאשר העקימון העליון של הפרופיל מהווה את היצרות הצינור הונטיורי, לכן האוויר מאיץ מעל הכנף. הפרש הלחצים הוא זה הגורם להיווצרות כוח העילוי!


אחרי שהסברנו מדוע האוויר מאיץ מעל הכנף וגורם לאי-שוויון לחצים, נסביר מדוע הזרימה עוטפת את הכנף ולא מתנתקת ממנו.

מכאן נקבל ישירות את האפקט שלשמו התחלנו לקרוא את הכתבה הזו - אפקט קואנדה.

אפקט קואנדה

ההגדרה הויקיפדית לתופעה:
נטייה של זורם לנוע בצמוד למשטח קמור, לעקוב על פניו ולא להמשיך בקו ישר בכיוונו המקורי.

דמיינו שפרופיל כנף היה פוגש בגרגירי חול במקום מולקולות אוויר. הגרגירים היו ניתזים מקדמת הפרופיל ולא עוקבים אחר צורתו העקמומית. ההבדל הוא שזורם הינו תווך שניתן להגדיר עבורו תכונות רציפות לעומת התכונות של גרגירי החול שהן תכונות בדידות.
בעצם כאשר כנף "תחתוך" את תווך האוויר היא אמורה להותיר אחריה חלל, או למעשה ריק! בפועל, החלל הזה מתמלא מיד ע"י הזורם. ברגע שהזורם ינסה להתנתק מהמשטח ולהמשיך לנוע בכיוונו האחרון הוא יותיר אחריו חלל ריק, וייצור אזור של תת-לחץ שיצמיד אותו חזרה אל פני המשטח. במקום זה פועל על המשטח באופן קבוע גרדיאנט לחץ המצמיד את הזרימה למשטח.

בעת הניסיון להטיס את מטוס הסילון שלו, קואנדה גילה שהגזים הלוהטים נצמדו למשטח גוף המטוס ולכן חשש שהמטוס, שהיה עשוי מעץ, יתלקח. כך גילה קואנדה שזורם נוטה להצמד למשטח שעל פניו הוא זורם.

דוגמה פשוטה לכך ניתן למצוא כאשר לוקחים כפית ומקרבים את התחתית לעבר מים זורמים מברז. המים נצמדים על גבי הכפית ומשנים את כיוונם לפי עקמומיותה. רואים היטב שלאחר ש"נגמר" המשטח, המים מתנתקים ממנו וממשיכים בכיוון האחרון שקיבלו מהכפית. אילו היינו לוקחים את אותה כפית ומבצעים את אותו ניסוי בריק, היינו מקבלים את אותו אפקט! בתוך הזורם נוצר גרדיאנט לחץ ה"מאלץ" את מולקולות הזורם להתנהג כעדר אחד. אילו היינו משווים את שני הניסויים היינו מגלים שאפקט קואנדה חזק יותר במעט בסביבה עם לחץ אטמוספרי, אך הגורם העיקרי שמצמיד את המים הוא גרדיאנט הלחץ הנוצר בזורם. דבר מעניין נוסף שניתן לראות בניסוי זה הוא שאם ננסה להרחיק את הכפית מזרם המים היא תישאר "דבוקה" לזרם.

באופן דומה פועל העיקרון על כנפיים. אם נתבונן על פרופיל כנף קל יהיה לראות שעד לשיא העובי של הפרופיל האוויר "נדחף" ע"י הכנף. מנק' שיא העובי והלאה אפקט קואנדה נכנס לפעולה! האוויר, לכאורה, היה רוצה להמשיך ישר בכיוון המשיק למשטח בשיא העובי, אך אם זה היה קורה היה נוצר חלל (ואקום) בין הזרימה שזה עתה התנתקה מהכנף למשטח הכנף. בפועל, נוצר גרדיאנט לחץ בכיוון הניצב לעקימון הכנף, בכל נקודה ונקודה לאורך העקימון, אשר מצמיד את הזרימה למשטח הכנף. כך למעשה קווי הזרם יעטפו ויזרמו סביב הכנף ויוכלו ליצור עילוי. אפקט זה, כאמור, חיוני ליצירת העילוי על כל משטח ובפרט כנפיים. כאשר זרימת האוויר גבוהה מדי או שזוית ההתקפה של הכנף גדולה מדי, יכולה להתרחש תופעה הנקראת "ניתוקי זרימה", שבה גרדיאנט הלחץ אינו חזק דיו בכדי להצמיד את זרימת האוויר למשטח העילוי (עקמומיות גבוהה מדי) ואז הזרימה מתנתקת וגורמת לאובדן עילוי ומכאן ישירות לאחת התופעות המסוכנות בתעופה - הזדקרות.

שימושים

חקירת האפקט ושליטה בו יכולה להיות מאוד מועילה כאשר בוחנים דרכים להגדלת עילוי על כלי טיס. ע"י מניפולציה של האפקט ניתן לדוגמה להשתמש במנועים וסנפירים המוצמדים לנחירי הפליטה לתמרון כלי הטיס.
בדיוק בעיקרון זה השתמשה בואינג בבניית מטוס הניסוי 48B-X שעתיד להיות מטוס ה-797, מטוס נוסעים המסוגל לשאת עד כ-1000 איש.


אחד המחקרים במעבדה למבני מטוסים בפקולטה עסק בהגדלת העילוי של כנף באמצעות אפקט קואנדה, בשיטה הנקראת Active Flow Control¹. בשיטה זו מזרימים סילון אוויר מתוך הכנף אל מחוצה לה. אפקט קואנדה דואג שסילון האוויר יצמד אל המשטח וימשיך לזרום על פניו. הוספת סילון האוויר גורמת לאוויר, שבזויות שבה הוא נמדד היה אמור להתנתק, להישאר צמוד לכנף, ובכך מגדיל את זוית ההתקפה הקריטית בה הכנף מזדקרת.

מחקר נוסף שנעשה בפקולטה בתופעה עסק בשיטה הנקראת Circulation Control². גם כאן מזרימים סילון אוויר, אך הסילון יוצא מתוך הכנף בצורה כזו הגורמת להגדלת זויות הסטגנציה. נקודת הסטגנציה האחורית תזוז (ועקב כך גם הקדמית) ולכן הצירקולציה מסביב לפרופיל גדלה ועמה גדל גם העילוי.
אם נתבונן היטב בתמונה, נראה שסילון האוויר יוצר מנחיר בכנף (הפס השחור). אפקט קואנדה גורם לסילון להיצמד למשטח במקום להמשיך ישר

הידעת?

ב-1969 חזר קואנדה לרומניה ועמד בראש המוסד לפיתוחים מדעיים. ב-1971 הוא יזם, יחד עם פרופ' אליה קראפולי, שהיה אחראי לפיתוחם של מטוסי קרב רומניים טרם מלחמת העולם השנייה, את הפיכתו לפקולטה נפרדת של מסלול האווירונוטיקה בפקולטה להנדסת מכונות של המכון הפוליטכני של בוקרשט. בין בוגרי המסלול, דומיטרו פרונאריו, קוסמונאוט שהשתתף במשימת סויוז 40, ופרופ' ליביו ליברסקו, שנרצח בטבח וירג'יניה–טק בשנת 2007.

הערות

[1] ניסוי Active Flow Control נערך ע"י אנדריי קוטלר ותנחום וולר.
[2] מחקר Circulation Control נערך ע"י חן פרידמן.

חלק מן המושגים תורגמו בעזרת מילון Dictionary of Aeronautical Terms, מהדורה רביעית, Dale Crane, Aviation Supplies & Academics.

מקורות

• www.engr.uky.edu
• www.dfrc.nasa.gov/gallery
  

דוד חסין (סמסטר 5), עובד במעבדת מבני מטוסים בפקולטה.
תודה מיוחדת לחן פרידמן שעזר רבות בכתיבה ותרם רבות לטובת המאמר!

המשך...

איחוד כוחות – הפעלת מסוקים מצוללות

סמיון סמיונוב

לפני כחצי שנה זכתה קבוצה משותפת של סטודנטים מהפקולטה ומאוניברסיטת פנסילבניה במקום ראשון, בתחרות השנתית ה-24 לתכנון מסוקים בקטגוריית הסטודנטים לתואר ראשון. בסקירה זו נעבור על ההיסטוריה של שימוש במסוקים מצוללות, כאשר החלק הראשון יוקדש לסקירה היסטורית, והחלק השני לפרויקט התכן של הסטודנטים (פרויקט שגם אתם הולכים לעשות).

אפשרות השימוש בכלים מוטסים-אנכית מצוללות נחקרה לא מעט בעבר. כלים אלו יכולים לשמש לסיור בים הפתוח ולהעברת מטען או אנשים לחוף או לספינה אחרת. שלא כמטוסים רגילים, הם אינם זקוקים למסלול המראה ונחיתה, אלא יכולים להסתפק בשטחה הקטן יחסית של הצוללת. גודלם הקטן יותר, ובמקרים מסוימים, יכולת ההרכבה במקום, הינם תכונות מועילות נוספות. לכן לצוללות וכלים אלו יש היסטוריה משותפת לא קצרה.

לראשונה יושם הרעיון במלחמת עולם השנייה. בעיה ידועה בשימוש בצוללות הייתה אז חוסר יכולת לאתר משחתות בזמן בגלל גובהן הנמוך של הצוללות, מה שהפך אותן לפגיעות. אחרי שנשקלו מספר רעיונות, החליטה גרמניה לצייד את ה- U-Boats ב – Focke Achgelis Fa 330 - אוטוג'ירו פשוט, חד –מושבי וחסר מנועים. Fa-330 אוכסן במיכלים אטומים על ירכתי הצוללת ובמקרה הצורך הוא הורכב ע"י שני אנשים. לאחר מכן הוא נקשר ע"י כבל לצוללות, וכאשר הצוללות נעה במהירות מתאימה, זרימת האוויר הייתה מסובבת את להבי הרוטור והכלי היה עולה לגובה של כ- 120 מטר. משם היה הטייס צופה על פני הים ומדווח על הנראה. לפי ההוראות, במקרה של התקפה מן האוויר, על אוטוג'ירו והטייס אפשר היה לוותר, והצוללות הייתה צריכה לנתק את הכבל ולהשאיר את הטייס לדאות לבדו לפני הים.

הבעיה של איתור הספינות נפתרה ע"י התפתחות הסונאר. נושא אחר לעומת זאת נשאר על הפרק – הנחתת או אסיפת הכוחות מיוחדים על החוף מצוללות או ההפך. הצוללות עצמן התאימו מאוד לביצוע פעולות חשאיות, כי שלא כמו ספינות רגילות, לא היה פשוט לגלות אותם. רוב האמצעים להביא את הכוחות המיוחדים לנקודת הפעולה מן הצוללת היו ימיים – סירות מתנפחות או "מיני-צוללות" – כמו ה- SDV (ר"ת של SEAL Delivery Vehicle). אבל לאמצעים אלו יש חסרונות, כי ניתן להפעילם בים בלבד, והם לא נגישים לכל נקודות בחוף.

בפני בעיה מעט דומה נתקלו גם בחילות האוויר במדינות שונות, כאשר הועלתה הבעיה של החזרת טייסים שנטשו את המטוס בקרב או אנשי הכוחות המיוחדים שנשארו מאחורי קווי האויב והיו זקוקים לכלי מילוט אווירי קטן שיכלו לקחת איתם בצב מפורק. למרות שפותחו דגמים שנפרשו ולהתחיל לטוס כבר באוויר, (לחילוץ טייסים) וכלים אחרים שנועדו להרכבה על הקרקע (להחזרת סוכנים\אנשי יחידות עילית), בסופו של דבר הפרויקטים האלה לא הצליחו מכיוון שהכלים היו עדינים ולא עמדו בתנאים הדרושים.

גם הסובייטים רוצים

ב-1971, בבריה"מ, ניתנה למשרד התכנון של קאמוב (Kamov) ההוראה לפתח מסוק אישי מתקפל, שאפשר יהיה להפעיל מספינות הצי הסובייטי, כולל השטה מצוללות דרך צינור מטיל טורפדו. על פי הדרישות, היה על המסוק להיות מורכב מכמה רכיבים בסיסיים, שיאפשרו את הרכבתו ע"י אדם אחד תוך 15 דקות, ומימדיו יאפשרו לאכסנו במיכל גלילי בקוטר של עד 500 מ"מ. מהדרישות נקבעה הקונצפציה העיקרית – מסוק שאפשר לקפלו לתוך מארז בעל יכולת ציפה.
הכלי, שקיבל כינוי Ka-56, היה מסוק קואקסיאלי (בעל שני רוטורים שמסתובבים בכיוונים הפוכים, במקום התצורה הנפוצה יותר של רוטור ראשי ורוטור זנב) חד מושבי, עם מנוע ונקל (רוטורי) בעל 40 כ"ס ,המונע בדלק מכוניות, עם משקל המראה של 220 ק"ג, ויכולת נשיאה של 110 ק"ג. המסוק תוכנן לעבור כ-150 ק"מ במהירות של 110 קמ"ש ובגובה של עד 170 מ'. לביצוע ניסויים נבנה דגם תצוגה בגודל מלא ואב טיפוס של המודול העיקרי של המסוק (המנוע והלהבים). לאחר אימונים על הדגם הוכח כי זמן ההכנה לטיסה, מתחילת ההרכבה ועד מצב שבו הכלי היה מוכן לשימוש בתוך פחות מעשר דקות. אבל בסופו של דבר הכלי לא הגיע לכשירות מבצעית עקב בעיות בתכנון המנוע.


מאז נערכו מספר פרויקטים נוספים בתחום, אך רובם נפלו בשלב כזה או אחר.

חזרה לכותרות

ב-2007 נערכה התחרות השנתית של האגודה האמריקאית למסוקים (AHS) בקרב הסטודנטים לתארים שונים, כאשר בשנה זו הם נדרשו לתכנן כלי מוטס-אנכית שאותו ניתן להפעיל מצוללת לצורך תמיכה במשימות של יחידות עילית. במקום הראשון בקרב סטודנטים לתארים מתקדמים זכתה קבוצה מהמכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה שהציגה פרויקט בשם "Cyphir, Dragonfly and Barracuda" שבו תוכננו בנוסף לכלי טיס עיקרי גם מל"ט עזר ונערכה בדיקה כוללת של הסבת צוללת לנשיאת כלים רבים המאפשרים הנחתת כוחות רבים יחסית.

במקום הראשון בקרב הסטודנטים לתואר הראשון, וגם בקטגוריית "המתמודד החדש הטוב ביותר" זכה צוות משולב של שבעה סטודנטים מהפקולטה שלנו, בשיתוף פעולה עם ארבעה סטודנטים מאוניברסיטת פנסילבניה (Penn-State). הפרויקט נעשה במסגרת פרויקט תכן, קורס חובה בפקולטה לאווירונאוטיקה, שנערך בסמסטרים 7-8. על הפרויקט הזה נספר בהרחבה.

בתחרות הוצבו לפני הסטודנטים מספר דרישות לכלי, וביניהן: המראה ונחיתה אנכית, יכולת ציפה על פני המים בים גלי לפחות 30 דקות, פריסת הכלי כאשר הצוללת בגובה הפריסקופ (כ-15 מטר מתחת לפני המים), טווח של 260 קילומטרים, יכולת לפעול בכל תנאי אקלים, שימוש בטכנולוגיית חמקנות, ויכולת נשיאה של שני אנשי הצוות גם כאשר הם פצועים. צוות הטכניון תכנן את מכלולי המכניקה של הרוטורים, מנגנון קיפול הלהבים, ממשק השיגור של המסוק מהצוללת, מנגנוני האטימה השונים, וביצע אנליזת יציבות של הכלי על פני המים. הצוות מאוניברסיטת פנסילבניה היה אחראי לתכנון אוירודינמי של להבי המסוק, מערכת דלק עמידה בריסוק וביצע חישובי ביצועים לעמידה בדרישות השונות. שני הצוותים שיתפו פעולה באופן מלא בנושא בחירת התצורה הכללית, כני הנחיתה, צורתו החיצונית של המסוק ושני פתחי הכניסה והיציאה מהכלי.

התצורה של המסוק נקבעה בראש ובראשונה בצורת הפעלתו. על פי הדרישות המסוק היה צריך להיות מופעל מצוללות מדגם Ohio, מתוך פתחים קיימים המיועדים לטילים בליסטיים מסוג Trident-D5. על מנת לאפשר שימוש יעיל בנפח שעמד לראשותם, ולגרום לשינויים מינימליים לצוללת, נקבעו המגבלות הבאות – קוטר של 2.11 מ' וגובה של 13.4 מ'. לאחר מצא הצוות הסטודנטים פתרון לאחת מהדרישות המרכזיות – הפעלה מתחת לפני המים. נבדק ונפסל הרעיון של שימוש במסוק מתקפל בתוך קפסולה (ראה Ka-56) בגלל הגבלות נוספות לגודל והוספת קשיים לא מעטים לנחיתת המסוק. לאחר מכן נבדקו מספר צורות: צורה רגילה, הכוללת רוטור מרכזי ורוטור הזנב, צורת טאנדם עם שני רוטורים נפרדים, שימוש בדחף המנוע להטיית הזנב, ו-2 רוטורים קואקסיאליים. לאחר דיון ובדיקת יתרונות וחסרונות, בחר הצוות את הצורה האחרונה, שלא דרשה מימדים גדולים, והקלה על שיגור וקליטת המסוק ע"י הצוללת.

ה-Waterspout

המבנה החיצוני שהתקבל לבסוף כולל גוף דמוי סביבון, כאשר בחלק העליון הצר נמצאים 4 הלהבים (2 על כל רוטור). הרוטורים יכולים להתקפל, על מנת להתאים לדרישות הגודל.

ה-Waterspout כולל שני פתחי יציאה – דלת תחתית להנחתת הצוות ע"י כבל במצב רחיפה ודלת צדדית גדולה לשימוש בעת נחיתת המסוק (לשם כך קיימים 3 מוטות נשלפים המשמשים ככני נחיתה). עובי הקירות הוא 10 מ"מ ו הם בנויים מ-3 שכבות. שכבה פנימית של חומר בידוד, בעובי של 6 מ"מ מגנה מפני תנאי מזג האוויר. שכבת המבנה העשויה מחומר מרוכב מאפשרת מבנה קל וחזק. על מנת לענות על הדרישה לחמקנות הקפסולה מצופה בחומר המקטין את שטח חתך מכ"ם ונצבעת בצבעי הסוואה.

לאחר ההכנות לטיסה, נפתח המיכל בו נמצא המסוק, והוא מתחיל לעלות לפני השטח בגלל יכולת הציפה שלו. על מנת לשמור על יציבותו, הוא מחובר ע"י מתקן מיוחד הכולל מתקן חיבור, 4 מנועי סילוני-מים קטנים וכבל לצוללת. מתקן זה חשוב גם לחלק האחרון של המשימה, כי הוא אחראי ל"תפיסת" המסוק והחזרתו למיכל. יכולת הציפה בים גלי מתאפשרת בעזרת מצופים מתנפחים שנשלפים מתוך כני נחיתה. לאחר ההגעה לפני השטח נפרשים הלהבים, ומתחיל תהליך חימום המנועים הלוקח מספר דקות.
חשיבות גדולה נועדה לאטימת המסוק, שצריך לעמוד בתנאי אקלים שונים ואף נמצא חלק מהזמן מתחת לפני הים. לשם כך העלו הסטודנטים פתרונות חדשניים ומקוריים. פתחי הפליטה של המנוע מסוגלים להיסגר, וכך גם פתח כניסת האוויר, שכולל מסנן בפני חול. מגן מיוחד אוטם את הרוטור הקואקסיאלי, ללא הפרעה לסיבוב הלהבים. קצי הפתחים אטומים ע"י רצועות גומי, והמסוק כולל משאבה על מנת למנוע צבירה של נוזל מעובה בתוך הכלי.

דרישות רבות ניצבו ליחידת ההנעה. לאחר שנבחרה צורה קואקסיאלית, נבחרה גם התצורה של המנועים, תיבת התמסורת, ומיכל דלק של 290 ליטר. לסיבוב הרוטור נבחרו שני מנועי טורבו-ציר (turboshaft בלעז) בעוצמה של 330 כ"ס כל אחד, המאפשרים טיסה במהירות של כ-185 קמ"ש, מהירות עלייה 335 מטר לדקה, וזמן פעולה כולל של עד כ- 4 שעות. גם שיקולי חמקנות נלקחו בחשבון – כל מנוע קיבל פתח נפרד לפליטת גזים חמים, וצורתם מאפשרת ערבוב עם זרימת האוויר הקר שמקרר אותם ומוריד את חתימת החום של המסוק.

אחת הדרישות לכלי הייתה יכולת טיסה אוטומטית. יחידת האוויוניקה הנמצאת בחלק התחתון של הקפסולה כוללת טייס אוטומטי ומאפשרת התערבות מינימאלית במהלך המשימה. הצוות מקבל את המידע אודות מצב הטיסה דרך שני מסכי נגיעה וקיימת אפשרות לביטול ידני של תכנית המשימה (שמועלת למחשב לפני היציאה מהצוללת). בפרויקט נסקרו גם מערכות עקיבה אחרי שטח וצורות ניווט שונות שמתאימות ל-Waterspout.

הצוות הטכניוני כלל את מור גלעד, אביחי אלימלך, רוני חכמון, איגור טלר, אבידע שנלר, אלעד סיני וליאור שני, בהנחייתם של פרופסור עמרי רנד (דיקן הפקולטה) ומר חן פרידמן.
הצוות מפנסילבניה בהנחייתם של פרופסור אדוארד סמית, ראש המרכז למצוינות בכלי טיס סובבי כנף וד"ר רוברט ביל, כלל את פול ברנסון, מיהיר מיסטרי, אלכס רזאנו ודניאל לאונרד.

הטרנד העיקרי בעולם התעופה כיום הוא מל"טים – מטוסים ללא טייס. הדבר מאפשר שימוש בכלים קטנים יותר, בין היתר למטרות סיור ותקיפה. לפני כשנה בלוקחיד מרטין נעשו ניסויים בפרויקט Cormorant, בתקצוב של הסוכנות האמריקאית הפרויקטים מתקדמים (DARPA) שבו מפותח מל"ט סילוני המשוגר אנכית ממיכל שיגור של צוללת. עם זאת, פיתוח טילי שיוט לתקיפה ושימוש במערכות לווייניות הופך את השימוש בכלי טייס מצוללות ללא אטרקטיביים. אבל היכולת להנחית כוח קטן של יחידות עילית בצורה חשאית עדיין רלוואנטית, וייתכן שבעתיד נראה המשכים, ולו רעיוניים, של הפרויקט הישראלי.

הערות

פרטים נוספים אודות ה-Waterspout: קובץ PDF.

המשך...

פרספקטיבה

לוקט ע"י פרופ' דוד דורבן

רחוב המערבולות של פון-קרמן

רחוב המערבולות של פון קרמן נחשף בציור כנסייתי של הקדוש כריסטופר, המוצג במוזיאון כנסיית דומיניק הקדוש בבולוניה, איטליה. הפרטים בכתבה ב-nature.

The Inner Tube Box Experiment

תורגם מתוך Nick Engler, Wright Brother Aeroplane Companyב-1899, וילבור רייט שוחח עם לקוח אשר הגיע לרכוש פנימית לאופניים. וילבור הוציא את הפנימית מהקופסה על מנת להראותה ללקוח, והחל לשחק עם הקופסה. לפתע הבחין כי כאשר הוא לוחץ בפינות, פאות הקופסה מתפתלות (צימוד בין כוח לסיבוב).
את התופעה הזו יישמו האחים רייט במטוס הפלייר, שניהוגו התבצע ע"י פיתול הכנפיים, אשר גרם לגלגול. למעשה, הקופסה דמתה למטוס דו-כנפי, שאת פיתולו ניתן להשיג ע"י חיבור כבלים לקצוות.
בדרך זו וילבור גילה את עקרון פעולת המאזנות (aileron) ופתח את מהפכת הטיס.

אתם יכולים להתנסות בעצמכם בתופעה שכוננה את עידן התעופה, על ידי מספר פעולות קיפול והדבקה פשוטות.

המשך...

אוויר יהודי

רעי אליאב, לאון מינץ

גם הנביאים וחכמי התורה חזו לא מעט מן הגילויים וההמצאות המודרניים, בין השאר בתחום האווירו-חלל. כבר "אז" דובר על עילוי, זמן מחזור וביות...

טילים חכמים

הנביא ירמיה אומר (פרק נ פסוק ט) בנוגע למלחמה בבבל:
"חִצָּיו כְּגִבּוֹר מַשְׁכִּיל, לֹא יָשׁוּב רֵיקָם."
על פסוק זה דורש המלבי"ם (1809-1879):
"חצי האויב יהיו דומים כאילו יש להם שכל ויבואו מעצמם אל המטרה."

מחזור הירח

מסכת ראש השנה, דף כ"ה עמ' א':
"אמר להם רבן גמליאל: כך מקובלני מבית אבי אבא אין חדושה של לבנה פחותה מעשרים ותשעה יום ומחצה ושני שלישי שעה וע"ג חלקים..."
או במילים אחרות:
אורכו של מחזור הירח הינו 29.5 יממות, 2/3 שעות ו-73 חלקי השעה, כאשר שעה מחולקת ל-1080 חלקים, כמקובל אז.¹
סה"כ:

29.5+[73/1080 + 2/3]/24 = 29.53059414

מחקרים מודרניים מראים כי אורכו הממוצע של חודש סינודי כתלות בזמן הינו²:

10^-7*21621*T - 3.64*10^-10 * T² = 29.5305888531

כאשר

T=(JD-2451545)/36525

ו-JD הינו היום היוליאני, כלומר דיוק עד לספרה ה-5 אחרי הנקודה.

מספר הכוכבים בשמיים³

מסכת ברכות, דף ל"ב עמ' ב':
"אמר לה הקב"ה בתי י"ב מזלות בראתי ברקיע ועל כל מזל ומזל בראתי לו שלשים חיל ועל כל חיל וחיל בראתי לו שלשים לגיון ועל כל לגיון ולגיון בראתי לו שלשים רהטון ועל כל רהטון ורהטון בראתי לו שלשים קרטון ועל כל קרטון וקרטון בראתי לו שלשים גסטרא ועל כל גסטרא וגסטרא תליתי בו שלש מאות וששים וחמשה אלפי רבוא כוכבים כנגד ימות החמה וכולן לא בראתי אלא בשבילך..."

ההיסטוריה מעידה כי תחילה האסטרונומים היו סבורים שמדובר בכמה אלפי כוכבים, כלומר מה שניתן לראות בעין רגילה מכדוה"א. הגמרא, לעומת זאת, מזכירה כמות הרבה יותר גדולה. על פי הגמרא הנ"ל ניתן לחשב שמדובר על 10 בחזקת 18 כוכבים. מחקרים מודרניים בנאס"א⁴ מצביעים על סדרי גודל של 10 בחזקת 21.

משקל האוויר⁵

איוב כ"ח כ"ה:
לַעֲשׂוֹת לָרוּחַ מִשְׁקָל וּמַיִם תִּכֵּן בְּמִדָּה.
פירוש המלבי"ם על הפסוק הנ"ל:
יסוד האוויר יש לו משקל וכובד ועל ידי זה יעלו האדים לגבול העבים על ידי כובד האוויר התחתון שמשקלו כבד מן האדים הקלים ועל ידי כך מים תכן במידה שעל ידי כך מדד את המים כמה ישארו למעלה בעבים ובעננים וכמה ירדו ולא ישובון לכסות הארץ.

הערות

• [1] הרמב"ם, קידוש החודש, פרק ו, הלכה ב: "היום והלילה, ארבע ועשרים שעות בכל זמן, שתים עשרה ביום, ושתים עשרה בלילה. והשעה, מחולקת לאלף ושמונים חלקים; ולמה חלקו השעה למניין זה--לפי שמניין זה יש לו חצי ורביע ושמין ושליש ושתות ותשיע וחומש ועישור, והרבה חלקים יש לכל אלו השמות.”
• mechon-mamre.org/i/3806.htm
• [2] מועדון האסטרונומיה של אוני' ת"א: astroclub.tau.ac.il
• [3],[5] מקור: זמיר כהן, "המהפך – המדע מגלה את האמת שבתנ"ך", הוצאת הידברות, ירושלים, 2005, עמ' 16.
• [4] imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/970115.html
• תמונה: Wikimedia Commons
  

המשך...

באוויר העולם

ולדימיר קרפ

כמשתמע משם המדור, הוא נועד לסקור את ההתרחשויות האחרונות בתחום התעופה העולמית. אז מה היה לנו מאז הגיליון הקודם?

סוס העבודה המתוכנן של חיל האוויר של ארה"ב, ושל מדינות רבות אחרות, ה-F-35, חזר בדצמבר לבצע טיסות ניסוי, לאחר שקורקע במשך 8 חודשים בעקבות בעיה חמורה במערכת בקרת ההגאים החשמלית החדשנית שלו באחת הטיסות.

המטוס, שהפיתוח שלו מנוהל ע"י חברת לוקהיד-מארטין, נועד להחליף את ה F-16 בצבאות ארה"ב ומדינות רבות אחרות, ואפילו בצה"ל מעוניינים לרכוש אותו בשביל חיל האוויר הישראלי.
המטוס ייוצר בשלוש גרסאות:
הגרסה הבסיסית, ה-F-35A בשביל חיל האוויר האמריקאי ומרבית החילות הזרים;
גרסת המראה/נחיתה אנכית, ה-F-35B, אשר עוד לפני טיסת הניסוי שלו הספיק לככב בסרט "מת לחיות" האחרון, גרסה זו נועדה לשמש את חיל הנחתים האמריקאי ואת הצי המלכותי הבריטי;
והגרסה הימית עבור צי ארה"ב, ה-F-35C, לה התאמות ספציפיות לפעולה מנושאות מטוסים – שטח כנף גדול יותר, חיזוקי מבנה ועוד.
בין שלושת הגרסאות תהיה תאימות מקסימאלית בחלקים ומערכות, ע"מ להוזיל עלויות.
למטוס תכונות חמקנות מוגברות ביחס למטוסים אותם הוא נועד להחליף, ומערכות אלקטרוניות וחיישנים מתקדמים.
המטוסים צפויים להיכנס לשירות מבצעי החל משנת 2012 (בדגם C).

נקודת העניין הישראלית במטוס, מעבר לאפשרויות הרכישה של חיל האוויר היא בקסדה החדשנית המיוצרת עבורו ע"י חברת Vision Systems, חברת בת של אלביט. הקסדה מאפשרת כיוון כלי הנשק ע"י הטייס במבט, מציגה את כל נתוני הטיסה הדרושים לו וכמו כן יכולה להציג תמונה מלאכותית של הקרקע הנמצאת אפילו מתחת למטוס, בעזרת חיישנים אופטיים.

בינתיים, האח הגדול של ה-F-35, ה-F-22, קיבל סטאטוס של כשירות מבצעית מלאה בחיל האוויר האמריקאי, עם השלמת ציודה והכשרתה של טייסת שלמה של מטוסים אלה.
ה-F-22 הוא מטוס הקרב המוביל של האמריקאים, עם תכונות חמקנות, מכ"מ מתקדם, שיוט על-קולי ללא שימוש במבער, יכולות תמרון גבוהות ועוד. הוא אמור להקנות לאמריקאים עליונות אווירית בכל סכסוך בעשורים הקרובים.

מטוס נוסף שמתחיל לראות שירות מבצעי, אם כי מצומצם בשלב זה, הוא ה-V-22, מטוס התובלה הממריא אנכית ועובר לטיסה אופקית כמטוס רגיל. פיתוח המטוס אשר התחיל ב 1986, היה ארוך ובעייתי, עם מספר תאונות קטלניות שעיכבו את כניסתו לשרות ויצרו לו מוניטין שלילי. אם זאת, מדובר בכלי שנותן יכולות חדשות – טווח ומהירות מוגדלים יחסית למסוקים וללא צורך במסלולי נחיתה ארוכים הנדרשים למטוסי תובלה קונבנציונאליים.


בדצמבר האחרון טייסת של מטוסים אלה הוצבה בעיראק, ובינתיים ממלאים המטוסים תפקידים לוגיסטיים בלבד, ולא משמשים לתובלת סער, התפקיד השני המיועד לכלי זה. הפריסה הזאת תוכל להראות הרבה על היתכנות של תכן כלי טייס מסוג זה ושימושיותם.

בתחום התעופה האזרחית,
חברת צסנה הודיעה שהיא תייצר גרסה מדגם ה-172 הפופולארי שלה, המצוידת במנוע דיזל תעופתי מתוצרת חברת Thielert Aircraft הגרמנית. הדגם החדש יעלה קצת יותר ממקבילו המונע בבנזין, אך ייהנה מהיתרונות המובנים של מנועי הדיזל – עלויות דלק מופחתות, דרישות תחזוקה נמוכות יותר ואמינות גבוהה.

תמונות

• Wikimedia Commons
• skycontrol.net
  

המשך...

על כנפי ההיסטוריה

לילך מילר

במרוצת השנים הייתה לנו הזכות להיות עדים לפיתוחים שבעוד מעט מאוד זמן יהיו רק זכר ישן לדבר גדול שקרה פעם. "אני זוכר שסבתא רבא שלי הייתה מספרת לי על ה'סוסיתא המעופפת' (מטוס בואינג 7E7) שנבנה בזמנה" ככה בטח יגידו, והרי זה קרה רק לא מזמן!
אז בהזדמנות זו שניתנה לי, אני רוצה להזכיר מספר אירועים היסטוריים בתעופה בארצנו ובעולם, אך אינני רוצה לעשות זאת בלשון עבר. ברצוני להציג את הדברים מהזווית בה הם נראו למי שחוו אותם באותה התקופה.
לשם מאמר זה אביא קטעי כתבות שנכתבו ונערכו ב"בטאון חיל האוויר" – מגזין התעופה הישראלי (יצא לאור ב-20 בספטמבר 1948).

ובכן, במה נתחיל? אולי כאן:

פרסום ראשון - מל"טים - מטוסים ללא טייס בחייל האוויר של ישראל

"מל"ט ישראלי טס מאות קילומטרים בשמי מצרים, צילם שדות תעופה, טילים וריכוזי צבא - נרדף על ידי מיגים והונחת בשלום לאחר טיסה שארכה שעה ושלושים דקות."

כך מתחילה הכתבה שבה פורסמו לראשונה בבטאון המל"טים, שהיום נראים כאילו תמיד היו עמנו. השנה היא שנת 1974. בשנת 1973 הותר לפרסום שחיל האוויר הישראלי מפעיל מל"טים ואף ניצב בעקבות זאת עם המתקדמים בחילות האוויר. מאז פורסמו מספר ידיעות על נפילת מל"טים בתחום האויב וכאן בעצם נכנס אחד מיתרונותיו של המל"ט - מכיוון שהמטוס לא היה מאויש, נפילתו בשטח האויב לא עוררה צער והדים כבמקרה של מטוס מאויש. כמובן שאין מדובר כאן על תחליף למוח האנושי, שכן מטיסו של המל"ט ניצב על הקרקע, מאות קילומטרים ממנו, ומתפעלו לפי מידע הזורם מרחוק בעזרת אמצעים אלקטרוניים.
"אם כבר נופל מטוס, אין צורך לברר מה שלום הצוות" - כך הוגדרה מעלתו של המל"ט שנרכש לאחר שהופלו מספר פנטומים ישראלים בשלהי מלחמת ההתשה, על ידי סוללות הטילים המצריות. המל"ט "צ'אקר", נרכש מחברת נורתרופ/ונטורה לאחר שנרכש ה"פיירבי" מתוצרת טלדיין-ראיין, כתוצאה מהפרש מחירים עצום בין השניים (עלות ה"פיירבי" עמדה על חצי מליון דולר, לעומת ה"צ'אקר" שמחירו היה 50 אלף דולר) והתאמתו של ה"צ'אקר" לתנאי שדה, עם ציוד קרקע מזערי ופשוט וצוות הפעלה מצומצם.
עד מלחמת יום הכיפורים המל"טים ביצעו טיסות צילום בעיקר לאורך קו התעלה. בערב יום הכיפורים קיבלה היחידה פקודת כוננות, והחלה בהכנות לפעולה. אנשי הטייסת התמקמו באתר בודד בשדה פתוח, והמתינו לבאות. בשתיים בצהריים חלפו מעליהם לפתע מטוסי מיג-17 סוריים, ונראו התפוצצויות. בלילה נתקבל לוח זמנים להפעלת המל"ט ועם אור ראשון החלו שיגורי המל"טים, כאשר אנשי היחידה נפעמים מהמראה המרהיב. לאחר שעות אחדות קיבלו אנשי היחידה פקודות משימה גם לזירה המצרית, בסמוך לקרבות השריון. בעודם ערוכים לשיגור, הופיעו שתי רביעיות מיג-17 מצריים ותקפו את המתחם. אנשי היחידה לא נפגעו, רק ניערו את האבק מאפודי המגן ושיגרו את המל"טים במועד. צעדי התגוננות מצד מצרים לא איחרו לבוא. מפקד יחידת המל"ט, שהיה טייס, אמר: "תוך הרגשת הגאווה והסיפוק על הצלחתנו, תהיתי אז מה אני עושה בעצם על הקרקע תחת הפצצות והפגזות - כאשר כל חיל האוויר חולף בשמיים... מעבר ממטוסים מאויישים לבלתי מאויישים הוא מעבר מהותי מאוד, צריך לפרוץ מחסום מחשבתי ולהפוך אנשי צוות אוויר מנוסים ל'משוגעים לדבר'. ביצענו משימות שמטוס מאוייש לא יכול לבצען. היום כאשר מטוס קרב קל עולה מיליוני דולרים, הרי מטוס שמחירו עשרות או מאות אלפים, בתוספת חסכון בחיי אדם - כדאי. מבחינה מסויימת אתה אמנם קצת עיוור, ונאלץ להסתמך על ציוד אלקטרוני, אך התוצאות מדברות בעד עצמן".

לצורך מימוש תנאי השירות לצוות אוויר, נשאל מפקד טייסת מל"ט כמה טייסים יש לו. הוא ענה: "יש לי כך וכך טייסים, כולם אוטומטיים..."

ה"אוטו מטוס"

"מכונית מעופפת העולה פחות ממכונית "קרקעית" (בחו"ל כמובן)? כן, אם יצליח מולטון פ.טיילור לשווק את ה"אירוקאר 3", שזכתה זה עתה ברישוי שלטונות התעופה האמריקניים. מחירה המשוער יהיה עשרת אלפים דולר. המכונית הנה פרי 20(!) שנות פיתוח בבית המלאכה הקטן של טיילור. לדבריו, רצה למזג את תוצרם של האחים רייט עם זה של הנרי פורד..."

הרעיון של ה"אוטו-מטוס" הוא צירוף מכונית פיברגלס עם חטיבה תעופתית הכוללת כנפיים, זנב, מיצבים ומדחף אחורי. החיבור מתבצע באמצעות מספר פינים וברגים. על הקרקע מופרד החלק התעופתי מהמכונית, הכנפיים מתקפלות, גלגלים זעירים נשלפים מקצותיהן והמתקן מוכן לגרירה על ידי המכונית, או לאחסנה בשדה התעופה. כל הפעולה אורכת לכל היותר 10 דקות. המנוע מדגם תעופתי מתוצרת "ליקומינג", הקבוע בחלק האחורי של המכונית, משמש להנעה קרקעית ואווירית כאחת ובעל מערכות הצתה וקירור. גלגלי המכונית בעלת הצורה הזרימתית ניתנים להצבה ב-3 מצבים: מוארך - להמראה ונחיתה; ביניים - לנסיעה; מכונס (חלקית) - לטיסה. גל ההנעה של המדחף האחורי מתחבר למנוע באמצעות מצמד גמיש, הדומה למצמד הידראולי, אלא שה"נוזל" כאן אינו אלא 1.4 מליון כדוריות פלדה זעירות. הכוח הצנטריפוגלי גורם להן להצמיד את שני החלקים - המניע והמונע - למקשה אחת. תמסורות ההגאים ניתנות אף הן לחיבור מהיר. כמובן שרעש המכונית בנסיעתה חזק משל מכונית רגילה.

לאחר ריצה בת 200 מטר עם 2 אנשים ומטען במשקל 45 ק"ג, מתרומם הכלי בזוית גדולה למדי. הטייס מכנס את הגלגלים והאוטו -מטוס צובר 800 רגל גובה בדקה, במהירות 125 קמ"ש. במהירות 80 קמ"ש מתרחשת ההזדקרות, מלווה בהתרעת נורית וצופר. הכלי יציב מאוד, הודות למדחף האחורי - המותיר את מערבולותיו מאחור - והמייצבים הגדולים.
יכול להיות שזו המכונית המעופפת המצליחה והמפורסמת ביותר, אך למרות שטיילור בנה 6 מכוניות מעופפות, האוטו-מטוס מעולם לא הגיע לייצור סדרתי.

"שפריר"- הטיל הצבר

טיל אוויר-אוויר אינפרא-אדום הישראלי נולד בעיקר בשל העובדה שלא היה ניתן לרכוש את ה"סיידווינדר" האמריקני. במחצית שנות ה-60 החלה רשות פיתוח אמצעי לחימה (רפא"ל) של משרד הביטחון בפיתוח הטיל. הוחלט להתחיל בעיקרון הביות האינפרא-אדום, הפשוט לעומת הביות המכ"מי, ואינו מחייב פיתוח מערכות מקבילות במטוס. התאמת מטוס לנשיאת טיל כזה פשוטה למדי וכמעט כל מטוס יכול להתאים לכך ולהגן על עצמו מפני מיירטים עוינים.
אורך הטיל 2.5 מטר, קוטרו 16 ס"מ ומשקלו 93 קילוגרם - מהם 50 ק"ג משקל מנוע, ו-11 ק"ג משקל הראש הקרבי הנושא 4 ק"ג חומר נפץ. הטווח המבצעי של הטיל הוא כ-5 ק"מ ותקרת שירותו 60 אלף רגל. משך פעולת המנוע 5 שניות. בהינתן אות ירי נפרצת סוללה המפעילה את מערכת ההנחיה. כשהטיל מוכן לשיגור נשמע צפצוף באוזניות הטייס.
הקרינה האינפרא-אדומה של סילון מטוס המטרה חודרת לחרטום הטיל מבעד לעדשה ודרך תריסים מחורצים, שסיבובם קוטע את הקרינה לאותות - בהתאם לזווית הראיה של המטרה ולקצב השתנותה.

השאיפה הכלכלית לייצא את ה"שפריר" הייתה הגורם המכריע בחשיפתו לציבור הרחב. טיל כזה אינו יכול לבצע מהפכה בביצועיו; יתרונו הגדול היה נעוץ במחירו הזול בהשוואה לטילים דומים, הודות להפרשי שכר העבודה בישראל לעומת אירופה וארה"ב.
על פיתוח טילי ה"שפריר" קיבל מנכ"ל רפא"ל, ד"ר זאב בונן, את פרס ביטחון ישראל לשנת 1970. במבט לאחור ניתן לומר שמגבלות הפיתוח והתקציב, וגם נחשלותו הטכנולוגית, לא הגבילו את הצלחת הטיל לעומת טילים מתקדמים ממנו, והוא היווה בסיס מוצלח להמשך הפיתוח של משפחת הטילים, שזכתה לאחר מכן לשם ההולם - "פיתון".
נרי שנידור, מרצה בקורס "הנחייה וביות", שהיה שותף לפיתוח ה"שפריר", מספר:
"דן רוזן ואני עבדנו יחד על הטיל מ-1964. שפריר 1 היה טיל קטן, בערך 30 ק"ג, שחיילים יכולים לשאת, והיה בעל ראש קרב קטן - 3 ק"ג מקסימום. הלל בר-לב, מוביל הפרוייקט, טען כי אין צורך במרעום קרבה מכיוון שהטיל תמיד פוגע במטרה פגיעה
ישירה... בניסוי נגד נורים מוצנחים הטיל אכן נחל הצלחה אך בניסויים עם מטרות
ריאליות זה לא פגע, כך שהיה צריך להוסיף מרעום קרבה. היו גם בעיות של ריסון גלגול, כך שהקשר בין ראש הביות לגוף התבלבל והיה פיגור בתגובה. יוצרו כ-50 טילים ורק אחד מהם הוריד מטרה (אם כי לא כולם נורו). מבחינת אמינות, הוא היה גרוע מאוד. הטייסים אף טענו שזהו למעשה טיל בליסטי וכמעט הגיעו למצב של סירוב פקודה לצאת איתו למשימה. טיל אחד התפוצץ בשדה התעופה ושרף מטוס שלנו, כך שניתן לומר ש"התוצאה הסופית" של שפריר 1 הייתה 1:1...
שפריר 1 למעשה הוליד את כל טילי האוויר-אוויר שבאו אחריו. בשפריר 2 האלמנטים הקדמיים נשארו כמעט זהים לאלו בשפריר 1. שפריר 2 יוצא לדרום אמריקה ואף שוגר פעם אחת באקוודור".

עגלות ינועו ברעם דרך האוויר

בין המנבאים את עלייתה של התובלה האווירית היה גאון מסוגו אשר ענה לשם נוסטרדמוס, שנדמה שיכל לטפל באלף שנים כאילו היו חמש דקות. במילותיו אמר: "בשעת המעבר ה-326 של כוכב הלכת מאדים, כאשר השטח הצפוני והשטח הדרומי נכנסו פעמיים לתוך קרבות עקובי דם, עגלות ינועו ברעם דרך האוויר. בני אדם ימתינו לעגלות אלו, כפי שהם ממתינים היום לספינות בנמלים...". עד כמה שנוגע הדבר להמתנה, אין ספק שנוסטרדמוס קלע בול.

ה.ג'.וולס, מחבר "האנשים הראשונים על הירח", "המלחמה באוויר", "מכונת הזמן" ועוד, ניבא בדייקנות מפליאה (עד כדי טעויות מספר שמצאו את דרכן לנבואתו) בתחילת המאה העשרים, את אשר תעשה האנושות במחציתה השנייה של המאה. בשנת 1901 כתב: "לאחר שהושג השלטון באוויר על ידי אחד הצבאות היריבים, הופכת המלחמה בהכרח להתמודדות בין המון פיכחים לבין המון עיוורים. המנצח במאבק אווירי כזה... יסייר את כל דרכי מתנגדיו ואמצעי התחבורה שלהם וימית עליהם שואות לא יאומנו של אש ופגזים. השפעתה המורלית של עליונות זו תהיה עצומה... כל אחד בכל מקום יהיה מביט בלא הרף ולעד כלפי מעלה, תוך תחושת ייאוש וחוסר ביטחון". תיאור זה של הדברים שיקרו היה מדוייק ללא ספק. אולם, בפרקו הראשון של אותו הספר מוקדשת לתחבורה האווירית לא יותר מהערת שוליים ספקנית: "לא אמרתי מאומה בפרק זה, המוקדש לאמצעי תחבורה, על ההמצאה העתידה - הטיסה. אין זאת משום חוסר אמונה בכדאיותה בסופו של דבר, או מתוך חוסר התחשבות בהשפעות אשר תשפיע על האנושות. אולם אינני סבור שקיימת אפשרות כלשהי שהתעופה תשחק אי פעם תפקיד מכריע בשינוי אמצעי התחבורה והקשר... האדם אינו קלנית (אלבטרוס), כי אם דו-רגלי יבשתי".

כמובן שעוד ניבאו על התעופה והיום נבואות אלו נראות לנו מסתוריות בדיוקן, שכן אמצעי הטכנולוגיה לתעופה עוד לא היו בנמצא.

רבות הן ההתפתחויות שחווינו בעולם התעופה, והעולם הזה נעשה רק ענף יותר משנה לשנה.
במאמר זה דגמתי על קצה המזלג את חלקן, אך לכולן מן המשותף - כל התפתחות, וגם הגדולות ביותר מביניהן, התחילו באדם מסוים שהעז לחשוב קצת מעבר למה שכבר ידוע, שהעז לגרות את הדמיון.
והדמיון, הוא היכולת להמיר את המחר של העבר לשפע של ההווה.

תמונות

• Israeli-weapons.com
• Wikimedia Commons
  
• אלכס ז'יליצקי

המשך...