» «
כוח עילוי
מהו כוח העילוי?



כוח העילוי (Lift) הוא כוח שמחזיק את המטוס באוויר. ידוע שצורתה של כנף המטוס תורמת לכוח העילוי, אך לגבי שיטת הפעולה של כוח העילוי יש סברות והסברים שונים.

הסבר אחד לכוח העילוי שפועל על כלי טיס הוא שחלקה הקדמי של כנף המטוס מפצל את האוויר לשניים. הבדלי לחץ-האוויר שבין האוויר שמעל לכנף וזה שמתחתיה, הם הגורמים להיווצרותו של כוח העילוי ולהחזקתו של המטוס באוויר, שכן לחץ האוויר מתחת לכנף גבוה מזה שמעליה ולכן הכנף שואפת לעלות ואיתה המטוס.

הסבר אחר נאחז בעיקרון ברנולי. לפי השערה זו המהירות הגבוהה של האוויר שמעל לכנף היא שגורמת לירידת לחץ האוויר מעל הכנף ובכך יוצרת את של כוח העילוי שבזכותו המטוס נשאר באוויר.

הסבר שלישי טוען שמה שמשאיר את המטוס באוויר, מבלי ליפול, הוא "אפקט קואנדה". לפי "אפקט קואנדה" האוויר, כמו המים, נצמד לפני השטח של כל משטח שהוא זורם על פניו. כך דוחף הקימור של כנף המטוס, את האוויר כלפי מטה ובזכות הדחיפה הנגדית של האוויר את הכנף, מחזיקות הכנפיים את המטוס באוויר, מבלי שייפול.

וזה לא רק כוח העילוי שפועל על המטוס. כוח הכבידה מושך אותו למטה וכוח העילוי - למעלה. כוח הגרר שנגרם מהחיכוך באוויר דוחף אותו כנגד כיוון הטיסה ומקטין את מהירותו של המטוס.

אבל יהיה אשר יהיה ההסבר המדויק לאופן שבו הוא פועל, כוח העילוי הוא הגורם החשוב שמאפשר למטוסים לא ליפול ולציפורים לנדוד למרחקים של אלפי קילומטרים.


הנה הסבר על כוח העילוי שמסביר איך המטוס נשאר באוויר (מתורגם):

https://youtu.be/uJKv5yfecHY


כוח העילוי בהדגמה יפה לתלמידים:

http://youtu.be/cQIvbO5MpQY


מבנה הכנף המותאם לכח העילוי מרים את המטוס למעלה ומדהים שבהרבה מטוסים הוא עובד גם הפוך (עברית):

https://youtu.be/e-zSVhCCUng


כך מחזיק כוח העילוי את המטוס באוויר:

https://youtu.be/MvFKUiW8-tY


וכך ציפורים נעזרות בכוח העילוי כדי לנדוד למרחקים:

http://youtu.be/5dk9m2zgngM
טיסה
איך מטוסים טסים ולא נופלים?



עקרונות אווירודינמיים שונים עובדים כדי לאפשר למטוס להישאר באוויר. נהוג לומר שכוח העילוי הוא שמחזיק את המטוס באוויר, אבל יש ויכוחים לגבי איך הדברים עובדים בדיוק. בכל מקרה ניתן לומר שצורתה של כנף המטוס תורמת לכוח העילוי, יהיה אשר יהיה ההסבר לאופן שבו הוא פועל.

הסבר אחד של כוח העילוי הפועל על כלי טיס הוא שהחלק הקדמי של כנף המטוס מפצל את האוויר לשניים. עד שהאוויר ייפגש שוב, בחלק האחורי של הכנף, יווצרו הבדלי לחץ אוויר בין האוויר שמעל הכנף וזה שמתחתיה.

הפרשי לחץ אלו הם הגורמים להיווצרות כוח עילוי. הוא שמחזיק את המטוס באוויר.

יש הסבר שנאחז בעיקרון ברנולי כדי לומר שמהירות הגבוהה של האוויר שמעל לכנף גורמת לירידת לחץ האוויר שם ולהיווצרות של כוח עילוי המחזיק את המטוס.

חוקרים אחרים גורסים שמה שגורם למעשה למטוס להישאר באוויר ולא ליפול הוא "אפקט קואנדה". אפקט זה מצביע על הנטייה של האוויר (כמו גם מים) להיצמד לפני השטח של כל משטח שהוא זורם על פניו. כך דוחף לדבריהם הקימור של כנף המטוס, את האוויר כלפי מטה ובזכות הדחיפה הנגדית של האוויר בחזרה את הכנף, מחזיקות הכנפיים את המטוס באוויר.

יש עוד הסברים אבל נעצור כאן הפעם.


הנה כוח העילוי שמחזיק את המטוס באוויר (מתורגם):

https://youtu.be/uJKv5yfecHY


צורת הכנפיים יעילה מאוד בניצול כוח העילוי לצורך החזקת המטוס באוויר. בהרבה מטוסים היא עובדת גם כשהמטוס הפוך (עברית):

https://youtu.be/e-zSVhCCUng


הנה 4 הכוחות שפועלים על המטוס והאווירודינמיות שמקנה לו את יכולת הטיסה (מתורגם):

https://youtu.be/Gg0TXNXgz-w


וכוח העילוי שמסייע להחזיק את המטוס באוויר:

https://youtu.be/MvFKUiW8-tY
אווירודינמיות
מה זו אווירודינמיות?



אווירודינמיות (Aerodynamics), או אירודינמיות, היא תכונה שמאפשרת לגוף נייד, כמו מטוס, ציפור, מכונית או אפילו דג, להתגבר על התנגדות האוויר בעת התנועה.

כללית, צורת הכנף היא שמאפשרת למטוסים מטוס ולא ליפול. צורת הכנף יוצרת כוח עילוי בזכות המשטח המקומר שלה. צורת הכנפיים היא שגורמת ללחץ האוויר שמתחת להן לגדול יותר מלחץ האוויר שמעליהן וזה מה שדוחף את הכנפיים וביחד איתן את המטוס כולו, כלפי מעלה.

אווירודינמיות מתאפשרת לרוב גם תודות לצורה מעוגלת בקצה האחד של הגוף ומחודדת בקצה האחר. תורם לה גם שטח הפנים החלק והאחיד שלו, שמזכיר צורה של טיפה.

את תכונת האווירודינמיות ניתן למצוא בטבע בצורתם של ציפורים ודגים. היא אומצה בהנדסה המודרנית לגופים נעים, כמו מטוסים, מכוניות, צוללות וכדומה.

ארבעה כוחות פועלים על המטוס. השילוב ביניהם וההתגברות על כוח הכבידה, הם שמאפשרים לו לטוס ולא ליפול.

ארבעת הכוחות הללו הם עילוי, דחף, גרר ומשקל. המשקל הוא כוח הכבידה כמובן והוא דווקא מושך אותו לאדמה. העילוי מאפשר לו להידחף כלפי מעלה, הדחף שמושג בזכות המנועים דוחף את המטוס קדימה והגרר הוא ההתנגדות המסוימת וההכרחית לתנועה קדימה.

אז ברור שהמנועים דוחפים אותו קדימה, אבל צורת הכנפיים של המטוס היא שמחזיקה אותו למעלה. מבנה הכנפיים גורם לדחיפת האוויר שמתחת לכנף כלפי מעלה, בזכות לחץ האוויר הגבוה יותר מתחת לכנף. זה יוצר את כוח העילוי, כלומר גורם לכך שהמטוס "מורם" למעלה על ידי האוויר. גאוני.


הנה הסבר על האווירודינמיות שמקנה למטוס את יכולת הטיסה (מתורגם):

https://youtu.be/Gg0TXNXgz-w


כך מטוסים טסים בזכותה:

https://youtu.be/YyeX6ArxCYI


ולא רק טסים אלא גם טסים הפוך ולא נופלים (עברית):

https://youtu.be/e-zSVhCCUng


גם מכוניות מרוץ ובכלל מתוכננות עם אווירודינמיות:

https://youtu.be/TKH1DyV9vNU


וסרטון הסבר על הכוחות שפועלים על המטוס ומאפשרים לו לטוס במקום ליפול:

https://youtu.be/5ltjFEei3AI?long=yes
ביומימטיקה
מה בין ביומימטיקה לביומימיקרי?



"ביומימטיקה" (biomimetics) היא מושג מקביל ל"ביומימיקרי" (Biomimicry). פירוש שניהם הוא זהה ומכוון לתחום דעת העוסק בחיקוי או למידה של פתרונות שיצרה האבולוציה בטבע. פירוש המילה ביומימיקרי הוא "חיקוי החיים" והביומימטיקה היא הצד המדעי שלו.

למידה מפתרונות טבעיים שכאלה יכולה לסייע לאדם לתכנון ולפיתוח של מערכות טכנולוגיות חדשות ולפתרון בעיות מקבילות בעולם ההנדסי והמדעי. אגב, בניגוד למחשבה שמדובר בתחום דעת חדש, זהו תחום רב-תחומי שמתקיים לאורך מאות שנים, עם שורשים עוד בימי האדם הקדמון.

רוצים דוגמה? - סיפורו של איקרוס והכנפיים שהוא ואביו ריחפו בעזרתן הם סוג מיתולוגי של ביומימיקרי. ההבדל הוא שכיום הביומימיקרי מבוצע באופן שיטתי, מסודר ומחקרי ומנסה לפתור בעיות שבעבר נדמה היה שהטבע לא התמודד איתן.

הוכחות רבות כבר ניתנו לכך שבאמצעות שיטות תכנון וכלים מהתחום הביומימטי, ניתן לפתור בעיות. הפתרונות יהיו בהרבה מקרים טובים יותר מאשר להמציא בעצמנו את הגלגל, בכל פעם מחדש. האבולוציה בחוכמתה, המשליכה הצידה ומנוונת פתרונות גרועים ולעומת זאת מתגמלת בשרידות מצוינת את הפתרונות שיוצרים התאמה טובה לצרכים שונים. זוהי דרך טבעית של האבולוציה להשביח את החיים, דרך שראוי שהמדענים והמהנדסים ילמדו גם ממנה.


הנה הרעיון הבסיסי של הביומימטיקה והביומימיקרי (עברית):

https://youtu.be/g8VJSZz4aIs


דברים שאפשר ללמוד מהטבע:

https://youtu.be/pYqLseKuHq4


כך למשל למדו מהשלדג כיצד לפתור בעיות רעש ברכבות מהירות:

https://youtu.be/UHb_XNgIHFY


והרצאת טד על הביומימטיקה ובה 12 פתרונות עיצוב שבאו מהטבע לפי רוח הביומימיקרי (מתורגם):

https://youtu.be/n77BfxnVlyc?long=yes

אווירודינמיקה

ביומימטיקה
מתי נולד הביומימיקרי ואיך הוא התפתח?



ביומימיקרי (Biomimicry), בעברית "חיקוי החיים", כמו גם המושג המקביל והזהה "ביומימטיקה" (biomimetics), הם מונחים מודרניים במדע ובטכנולוגיה. אבל הלמידה מהטבע או החיקוי שלו, הם דברים ששורשיהם נעוצים עוד באדם הראשון, האדם הקדמון. אז למדו מהטבע דברים פשוטים, כמו ציד, ליקוט, הגנה מהגשם וכדומה.

במהלך ההיסטוריה מעריכים החוקרים שיש סבירות שההמצאה החשובה בהיסטוריה, הגלגל, נולדה כך גם היא. אמנם איננו יודעים כיצד נולד הגלגל, אבל יש השערה שאת המצאתו אנו חייבים לחיפושיות זבל, שאדם קדמון כלשהו התבונן בהן וראה כיצד הם יוצרות מפסולת זעירה כדור זבל ענקי וכבד יחסית לגודלן וכוחן וכך מגלגלות אותו בקלות אל הקן.

אותו ממציא קדמון הבין שאם יוכל לשחזר את הרעיון לגלגלים כאלו, יוכלו הוא וחבריו להעביר משאות כבדים ומסורבלים ממקום למקום, בדיוק כמו חיפושית הזבל המעבירה כך ממקום למקום משא כה כבד. אם כן, מדובר בביומימיקרי קדום במיוחד, שהשפעתו על העולם ובהיסטוריה היא בלתי נתפסת.

המדען החלוץ והבולט שקישר בין הטבע להנדסה ולמדע היה ליאונרדו דה-וינצ'י, שהירבה להשתמש בטבע כמקור השראה וידע הנדסי.

בשנת 1997 התפרסם הספר "ביומימיקרי: חדשנות בהשראת הטבע". בספר זה נכנס המושג ביומימיקרי לתודעה ובעקבותיו זכה להכרה אקדמית וציבורית כתחום מדעי. הטענה המרכזית בו היא ש-3.8 מיליארד שנים של אבולוציה יצרו פתרונות מדהימים לרבות מהבעיות שעמן מתמודד המין האנושי. שלל "הצלחות" אבולוציוניות החליפו במהלך תקופה ארוכה זו "כישלונות" שנעלמו

כיום מספק הביומימיקרי יתרון לחוקרים העוסקים באימוץ של פתרונות טבעיים לבעיות מגוונות בתחומי התכנון, ההנדסה, העיצוב והמדע.

אחת התופעות המרשימות בעשורים האחרונים היא של מדענים ומהנדסים, המפתחים מכונות ורובוטים בחיקוי של צורות, תהליכים, מבנים ומערכות טבעיות שלמות, הקיימים כולם בטבע.

הטבע לפי גישה זו ניתן לראות כ"מחסן מלא" בפתרונות, רעיונות, חומרים, מבנים ותהליכים סביבתיים ברי-קיימא, המאפשרים ללמוד מהם ולקבל השראה לפתרון בעיות.


הנה הרעיון הבסיסי של הביומימטיקה והביומימיקרי (עברית):

https://youtu.be/g8VJSZz4aIs


עבודות של סטודנטים שמדגימות זאת (עברית):

https://youtu.be/Dg053BGv8DM


דברים שאפשר ללמוד מהטבע:

https://youtu.be/pYqLseKuHq4


למידה על תכנון מבנים ובנייה מהטבע?

https://youtu.be/DGY1d1w81xU


וסרט תיעודי קצר על הקשר בין הטבע לפיתוחים בתחום הננוטכנולוגיה (מתורגם):

https://youtu.be/4b7Nu_loOYA?long=yes
ביומימיקרי
מהו הביומימיקרי?



בשנים האחרונות לומדים המדענים והמהנדסים שבניגוד לנסיון להמציא בעצמנו פתרונות לכל הבעיות של האדם, יתכן שעלינו פשוט להביט מסביב. במילים אחרות, אנו מוקפים בפתרונות לבעיות שונות, שמישהו כבר מצא בעבר. אגב, המישהו הזה הוא ממש לא האדם - הוא האבולוציה!

דוגמאות? - הפתרונות של הטבע נמצאים מסביבנו. מצמחים או עלים ניתן ללמוד כיצד לשפר את מערכות הפצת המים שאנו בונים. מחקר של דגים מעופפים ושפיריות יכולים לסייע לשיפור האווירודינמיות של כלי תעופה ורכב, מצמחי מים ניתן ללמוד כיצד ליצור בדים אטומים למים וכך הלאה. אבל בתגית "ביומימיקרי" תוכלו לראות עוד דוגמאות רבות למוצרים שנולדו מתצפית ולמידה של הטבע.

ביומימיקרי (Biomimicry) או ביומימטיקה, הם שמות שונים לתחום דעת אחד וחדש, העוסק בחיקוי של הפתרונות שבטבע. פתרונות כאלה יכולים לסייע לתכנון ופיתוח של מערכות טכנולוגיות חדשות. הוכחות רבות כבר ניתנו לכך שבאמצעות שיטות תכנון וכלים מהתחום הביומימטי, ניתן לפתור בעיות. הפתרונות יהיו בהרבה מקרים טובים יותר מאשר להמציא בעצמנו את הגלגל, בכל פעם מחדש. האבולוציה, אתם יודעים...

בשנים האחרונות חיקוי הטבע שולט. הביומימיקרי, או בשמו הנוסף "ביומימטיקה", הוא תחום חדש שמתפתח במהירות בעולם האקדמי והעסקי. רבים רואים בו מנוע חדשנות ובסיס אפשרי להתקדמות טכנולוגית ומדעית עצומה. גם עולם החינוך מוצא טעם רב בהנחיית תלמידים לצפות בטבע ולחשוב מה ניתן ללמוד ממנו, לפתרון בעיות אנושיות.

הנחת היסוד הביומימיקרית היא שלמרבית הבעיות שבהן נתקל המין האנושי ישנם פתרונות שכבר ניתנות בטבע. ככל שייווצר שילוב בין הידע האנושי לבין הפתרונות שנוצרו במהלך האבולוציה בטבע, ניתן יהיה למצוא פתרונות חדשניים לבעיות לא פשוטות. חלקן מלווה את האדם כבר עשרות אלפי שנים ויתכן שאימוץ גישת הביומימיקרי הייתה יכולה כבר מזמן לייצר פתרונות. בכל מקרה, ברור שפתרונות כאלה יוכלו גם להיות ברי-קיימא ולשמור על הסביבה, המשאבים והמערכות האקולוגיות שמסביבנו, טוב יותר.

אגב, המושג "ביומימיקרי" בא מהמשמעות של "חיקוי החיים". "ביו" פירושו "חיים" ו"מימיקרי" נגזר מהמילה "מימזיס" שטבע אריסטו והמשמעות שלה "חיקוי".


הנה עולם הביומימיקרי (עברית):

https://youtu.be/4vcMLcNFKn0


סיפורו של התחום (מתורגם):

https://youtu.be/iMtXqTmfta0


הסבר של מדען ודוגמאות לפיתוחי ביומימיקריה:

https://youtu.be/pYqLseKuHq4


כך מסייעת הביומימיקרי לשיפור מערכות צנרת וביוב:

https://youtu.be/FBUpnG1G4yQ


כך לומדים מזחל את התנועה הנכונה למערכות מלאכותיות:

https://youtu.be/lCRD2DMRaMQ


מצגת וידאו של תלמיד על המכונית של מרצדס שנעשתה בלימוד מדג הקופסינון (עברית):

https://youtu.be/SQtRVADmHZ4


הרצאת טד נהדרת על הביומימיקרי (מתורגם):

https://youtu.be/k_GFq12w5WU?long=yes


והנה סרט תיעודי קצר על הקשר בין הטבע לפיתוחים בתחום הננוטכנולוגיה (מתורגם):

https://youtu.be/4b7Nu_loOYA?long=yes
רקטות
איך רקטות טסות?



הרקטה (Rocket) היא מעין גליל שמשוגר, בעזרת משגר רקטות, למרחקים קצרים של עד 250 מטרים. הרקטה משוגרת ומונעת בעזרת מנוע רקטי שנמצא בחלקה האחורי של הרקטה ודוחף אותה קדימה. בניגוד לטיל, שהוא מיועד גם למרחקים אדירים, פגיעות הרקטה אינן מדויקות והיא אינה מצויידת במערכת הנחיה, שמאפשרת לכוון אותה למטרה נקודתית. לכן נוהגים לשגר רקטות רבות בבת אחת לעבר המטרה ובכך להגדיל את הסיכוי לפגיעה.

המנוע הרקטי הוא שמבדיל את הרקטה מהפגז למשל. שניהם אמנם נורים ונעים בזכות כוח הדחף, אך בעוד שבפגז פועל הכוח רק כשהוא נמצא בקנה המשגר שלו (התותח), והוא נע בזכות המהירות הראשונית שפיתח, ברקטה פועל כוח הדחף גם לאחר השיגור, בשלב הראשון של התעופה שלה.


הנה ההיסטוריה של הרקטות בסקירה על אלה של החמאס (עברית):

https://youtu.be/hWkG1ntGkJw


סרטון שצולם מתוך טיל שממריא אל החלל:

https://youtu.be/zyq5eN9C4Cc


סוללות טילים יורות בצבא הרוסי (הילוך מהיר):

https://youtu.be/St1lbeBkTkc


אם תרצו לעשות ניסוי - כך בונים רקטה קטנה (עברית):

https://youtu.be/crUuk7qF5_U


וכך נשלחות וחוזרות מהחלל רקטות מודרניות לשימוש חוזר שמשגרות לחלל לוויין וחוזרות לכדור הארץ:

http://youtu.be/tfXa-zItqjU
מנוע סילון
איך פועל מנוע סילון?



מנוע הסילון (Jet Engine) הוא אמצעי ההנעה של המטוס המודרני. המנוע הוא חלק מהמטוס. בעת שסילון הגזים החמים יוצא ממנו ונע לאחור, הוא גורם למנוע לנוע לכוון הפוך ממנו, כלומר קדימה. כך המטוס שאליו מחובר המנוע נע קדימה.

למנוע הסילון יש 5 חלקים עיקריים ובהם מתקיים התהליך שיוצר את סילון האוויר האחורי, אותו סילון אוויר הדוחף או מניע את המטוס קדימה. 5 השלבים של ההנעה הסילונית הם: הכונס, המדחס, תא השרפה, הטורבינה והנחיר.

זה עובד כך:

כשהמנוע עובד, נכנס אוויר דרך הכונס אל המנוע. כשמטוס מגביה טוס, נכנס למנוע אוויר דליל יותר. משום כך דוחס המדחס את האוויר, בכדי להפוך אותו לדחוס יותר. המדחס גם מאט את תנועת זרם האוויר שנכנס אל המנוע. האטת האוויר נובעת מכך שכשהמטוס טס במהירויות גבוהות, יש להאט את האוויר הנכנס למנוע, כך שהלהבה שבתא השרפה תתקיים בצורה יציבה. לאחר שהמדחס דחס את האוויר, הנפח שלו קטן משמעותית וכך הוא זורם במהירות אטית שבה הלהבה יציבה יותר בתא השרפה. אגב, פעולת הדחיסה גם מחממת את האוויר ומכאן שהוא נכנס אל תא השרפה כשהוא כבר מחומם.

מהמדחס יוצא האוויר אל תא השרפה. מכיוון שהשרפה מתרחשת רק בין דלק גזי לחמצן גזי, יש להפוך את הנפט לאדים לשם בערה. לשם כך מרוסס האוויר הדחוס בדלק סילוני - ממש כמו הנפט שבתנורי הנפט הביתיים שפעם היו נפוצים ברבים מבתי ישראל בחורף.

תהליך השרפה משחרר חום רב, שמגיע בקלות לטמפרטורה של 1500 מעלות צלזיוס ויותר. כדי למנוע בטמפרטורה כה גבוהה מהמטוס להישרף מהחום העצום הזה, מקררים אותו. זה נעשה על ידי הזרמת חלק מהאוויר שנלקח מהמדחס אל מחוץ לקירות תא השרפה לצורכי קירור. כשהאוויר מוזרם עד קצה תא השרפה הוא מקרר את גזי הסילון שנפלטים ממנו וזאת בכדי שהטורבינה לא תימס מהחום העצום.

בתחילה מוציאה הטורבינה מזרם האוויר, אנרגיה מספקת להפעלת המדחס (לשניים ציר משותף). כל שאר האנרגיה שנוצרת במטוס מניעה את המטוס.

לבסוף ייצא סילון הגזים החמים מהמנוע דרך הנחיר, שהוא החלק הפולט את הגזים הרותחים.


כך פועל מנוע הסילון:

https://youtu.be/eA699AKxT7s


בעברית על המבער האחורי, שהוא מנוע סילון אימתני, בהזרקת דלק מתפרצת (עברית):

https://youtu.be/12lNzR9JpOs


עוד הסבר לדרך פעולתו של מנוע הסילון:

https://youtu.be/kz5kv0RfeUc


כך בונים מטוס שמדגים כיצד דוחף את המטוס קדימה סילון האוויר היוצא מאחור (עברית):

https://youtu.be/Re6cgaFn3wE


ופעולתו של מנוע הסילון האמיתי:

https://youtu.be/KjiUUJdPGX0


הרייר
כיצד מטוס הקרב הארייר ממריא ונוחת אנכית?



מטוס הקרב הבריטי הארייר (Harrier) יכול לנחות בצורה אנכית ללא תנופה, בדומה למסוקים. הוא גם יכול להמריא אנכית, או על מסלול קצר במיוחד. התכונות הללו הפכו אותו למטוס קרב יחודי ובעל שימושיות רבה במצבים צבאיים שונים.

ההארייר הוא מטוס תקיפה שפותח במקביל למדינות נוספות, שניסו לפתח אז מטוסי תקיפה וסיור בעלי יכולת המראה ונחיתה אנכית. מכל אלה היה ההרייר הפיתוח היחיד שהצליח והפך למטוס מבצעי. המהנדסים פיתחו בו מתקן שמסוגל להטות למטה את זרם הגזים שנפלט מהמנוע. כך הם אפשרו לו להמריא אנכית. הטיית הגזים בשיטה הזו אפשרה גם להטות את הגזים קדימה ובכך לעצור באוויר, או אפילו לטוס אחורה!

ההארייר פותח בשיא המלחמה הקרה, בשנות ה-60 של המאה ה-20. מרבית מטוסי ההרייר של חיל האוויר הבריטי הוצבו במערב גרמניה, להגנה במקרה של מתקפה צבאית מצד ברית המועצות. היתרון הגדול של ההרייר היה ביכולות ההמראה והנחיתה שלו, שאפשרו להציבו בבסיסים קטנים ופחות בולטים. יש בכך חשיבות עצומה, שכן ברור היה שבמקרה של מתקפה סובייטית, הבסיסים הגדולים יותקפו מיד. כך התאפשר לברית נאטו לשמור את המטוסים הללו כעתודה תמידית למטוסי הקרב האמריקנים שבבסיסים הגדולים וארוכי המסלולים.

הארייר כה הצליח עד שנרכש אפילו על ידי חיל הנחתים האמריקני, בשירותו כונה AV-8A. שם הוצבו כמטוסי חיל הנחתים על אוניות סער אמפיביות (שיכולות לצאת ולנסוע על היבשה), כך שבמהלך הקרב יוכלו לספק לכוחות המסתערים סיוע אווירי קרוב.

בשנות ה-70 פותח דגם חדש של ההרייר, הארייר ימי (Sea Harrier). הם הוצבו על גבי נושאות המטוסים החדשות של הצי המלכותי הבריטי ואף הצטיינו במלחמת פוקלנד ב-1982, כנגד ארגנטינה.

הוא היה מטוס מוצלח למדי, אך להארייר יצא גם שם של "יוצר האלמנות" (Widow maker). זאת בשל מספר תאונות טיסה שהתרחשו במטוסי הארייר מהדגמים הראשונים. עם כל זאת, המומחים טוענים שהוא לא מסוכן יותר ממטוס קרב רגיל.


הנה מטוס הקרב הבריטי הארייר בנחיתה אנכית והמראה:

https://youtu.be/94c3a7NXxVs


טייס הארייר שאיבד את גלגל החרטום שלו הצליח להנחיתו בנחיתה אנכית מדויקת, על דרגש שהוצב לו במיוחד:

https://youtu.be/pRtlM6IoH-Y


ומטוס הארייר "עומד באוויר":

https://youtu.be/3VFZaKowFNs
איך מניע המדחף את המטוס?



אחת התופעות המרתקות בהנדסה היא של מטוסים במשקל אדיר, שטסים באוויר, במטוסים חזקים זה בזכות הכוח שיוצר זרם הסילון שנפלט מהמנועים הסילוניים החדישים והחזקים כל כך.

במטוסים קטנים או ישנים יותר, בעיקר אלו שלפני מלחמת העולם השנייה, הייתה זו תנועת האוויר שמייצרים המַדְחֵפים שלהם, שהחזיקה אותם באוויר.

אבל מהו המַדְחֵף? איך הוא מצליח לייצר כוח כה גדול עד שמטוסים במשקל חצי טון נשארים בזכותו באוויר ולא נופלים?

המדחף, באנגלית פרופלור (Propeller) או הרוטור במסוקים, הוא מנגנון המחובר למנוע וכולל להבים או מעין כנפיים שצורתם מיוחדת. בסיבוביהם המהירים יכולים הלהבים לייצר זרם אוויר כה חזק עד כדי כך שהם דוחפים את המטוס קדימה.

אפשר לראות במדחף סוג של כנף שמסתובבת ומייצרת את מה שהציפורים מייצרות בנפנוף כנפיהן והוא "עילוי קדימה". כוח העילוי הזה הוא שדוחף את המטוס קדימה.

למעשה, תפקיד המדחף הוא להפוך את התנועה הסיבובית של המנוע לתנועת דחף של המטוס. את המדחף מרכיבים כמה להבים, שניים או יותר, כשכל להב היא כנף מסתובבת שיוצרת זרימה של אוויר בכיוון הטיסה - לפי מהירות סיבוב המדחף.

זרימת האוויר הזו יוצרת שני כוחות: כוח עילוי אופקי, שמחזיק את המטוס באוויר וכוח דחף הדוחף אותו קדימה. שני הכוחות הללו מתגברים על שני כוחות שלכאורה מונעים מהמטוס לטוס. הראשון הוא כוח הכבידה שדווקא מושך אותו לאדמה והשני - כוח הגרר, שמתנגד לתנועה שלו קדימה.

אגב, לכל להב יש פיתול בקצהו. זאת כדי למנוע את שבירתו בקצה הלהב, בשל האופן בו משתנה כוח העילוי בחלקים השונים של הלהב.


מטוסי הפרופלור כיום הם נדירים מאוד, בעיקר כי הם איטיים:

https://youtu.be/gkGEeLr7yEo


הכוחות הפועלים על המטוס, כשהמדחף אחראי לכוח שדוחף אותו קדימה:

https://youtu.be/wFTHh-6jIT8


את המדחף החליף עם השנים מנוע הסילון (עברית):

https://youtu.be/fP8892AsAiM


וכך פועל המדחף גם בצוללות:

https://youtu.be/ON_irzFAU9c
מהו בום על-קולי?



בטח שמעתם פעם רעש עז שנשמע בסביבה ומישהו אמר שזה קרה בשל בום על קולי של מטוס חיל האוויר, נכון? - אז זהו, שהבומים העל-קוליים הללו הם תופעה פיזיקלית מדהימה והם יכולים לגרום גם להדף שינפץ את החלונות.. לכן אסור לטייסים לעבור את מהירות הקול באזורים מיושבים, בזמן שלום.

בום על קולי מתרחש כשאובייקט כלשהו עובר את מהירות הקול. לא רק מטוסים יכולים לייצר בום על קולי כזה. גם רובים מסוימים ואפילו שוט שמכה באוויר במהירות מייצר את הבום העל-קולי שלו.. ואגב, המטוס משמיע את הבום הזה כל זמן שהוא מעבר למהירות הקול ולא רק ברגע המעבר של מהירות הקול.

ההסבר: כמו סירה ששטה יוצרת סביבה גלים קטנים וכשהיא מאיצה הגלים מצטופפים מלפניה ומתרווחים מאחוריה. אם היא תעבור את מהירות הגלים ותשיג אותם, הגלים יתאחדו מאחריה בשובל וייצרו גל די גדול בצורה של V. במטוס שמשמיע קול התופעה דומה - כשהוא עובר את מהירות הקול, עוברים גלי הקול שבאוויר ויוצרים צורת חרוט מאחריו. אגב, איננו יכולים לראות את החרוט הזה - התמונות עם הענן החרוטי שמאחרי המטוס מראות ענן התעבות קטן שהוא תוצאה של לחץ-אוויר נמוך. אבל כשאנחנו נשמע את הגל הזה, הוא יגיע אלינו בצורת בום. זהו הבום העל קולי.


כך הביס בום על קולי את הצבא העיראקי בקרב (בעברית):

https://youtu.be/sGoIcrMNsxc


והנה ההסבר של בום על-קולי (מתורגם):

https://youtu.be/JO4_VHM69oI


כך זה קורה:

http://youtu.be/XmDVvGNtgMg


מצגת וידאו שמסבירה את תופעת הבום העל קולי:

http://youtu.be/-d9A2oq1N38


התעבות האוויר מאחרי המטוס. היא דומה לבום על-קולי אבל בניגוד לו, ניתן לראותה בצילומים:

https://youtu.be/6B4IVcCuIZE


ובואו לתא הטייס של מטוסי הקרב הללו:

http://youtu.be/NdZ02-Qenso?qr=yes


אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

העולם הוא צבעוני ומופלא, אאוריקה כאן בשביל שתגלו אותו...

אלפי נושאים, תמונות וסרטונים, מפתיעים, מסקרנים וממוקדים.

ניתן לנווט בין הפריטים במגע, בעכבר, בגלגלת, או במקשי המקלדת

בואו לגלות, לחקור, ולקבל השראה!

אֵאוּרִיקַה - האנציקלופדיה של הסקרנות!

שלום,
נראה שכבר הכרתם את אאוריקה. בטח כבר גיליתם כאן דברים מדהימים, אולי כבר שאלתם שאלות וקיבלתם תשובות טובות.
נשמח לראות משהו מכם בספר האורחים שלנו: איזו מילה טובה, חוות דעת, עצה חכמה לשיפור או כל מה שיש לכם לספר לנו על אאוריקה, כפי שאתם חווים אותה.