מטוס סילון

כלל השטח באווירונאוטיקה

לאחר המצאת מנוע הסילון ויישומו במטוס הסילון הושגו מהירויות טיסה שקודם-לכן, עם מנוע המדחף, ניתן היה רק לחלום עליהם. אווירוני מנוע המדחף המהירים ביותר שנבנו במהלך מלחה"ע השנייה הגיעו למהירות של כ- 700 קמ"ש, בעוד שמטוסי הסילון הראשונים שנבנו לקראת סוף המלחמה הגיעו למהירות הקרובה ל- 1,000 קמ"ש.

מהירות הקול הינה בקירוב כ- 1,230 קמ"ש, מכאן שהאתגר להגיע ולחצות בטיסה את מהירות הקול נראה כבר בר השגה. אחרי המלחמה, בשנת 1947, נשבר לראשונה מחסום הקול והטיסה הסופר-סונית הראשונה בוצעה בהצלחה.

הצלחה זו עוררה את התיאבון לבנות מטוסי קרב סילוניים שטסים במהירויות המדהימות הללו. אך על ההצלחה ועל ההישג המרשים העיבה העובדה שבבדיקות מעבדה שנערכו התברר שבמהירויות הקרובות למהירות הקול נוצר לפתע כוח גרר גדול מאוד על המטוס. כוח גרר גדול זה מקשה מאוד על המנוע להשיג את מהירויות הטיסה הללו והופך את המשימה כולה לבלתי מעשית כלכלית.

לפתרון בעיה זו נחלץ ריצ'ארד וויטקומב (Richard Whitcomb) האמריקאי. וויטקומב עבד כעוזרת במעבדת מנהרת רוח. שם הוא סייע בביצוע ניסויים במבני כנף שונים. וויטקומב גילה יוזמה וחדשנות כאשר הציע רעיונות שונים משל עצמו. במהרה הוא הבין שכל תורת זרימת האוויר משתנה באופן קיצוני כאשר מהירות האוויר מתקרבת למהירות הקול וחוצה אותה. אחרי ניסויים רבים שערך הציע וויטקומב שני דברים. דבר ראשון הוא הציע להקטין את צורת הכנף כך ששטח החתך של הכנף יקטן ככל שניתן מבלי שזו תאבד כמובן את יכולת תפקודה. דבר שני שהוא הציע הוא להצר את גוף המטוס בחלקו האחורי, לקבלת מראה דומה לפקק שעם הנהיה צר בחלקו התחתון.

בעזרת שני שינויים אלו התקבל ששטח החתך של המטוס (זה הניצב לכיוון תנועת הרוח) נשאר פחות או יותר קבוע לכל אורכו ומשתנה בהדרגתיות איטית. למשל, באיור הבא נראה מטוס בעל שטח חתך מסוים בקצהו הקדמי, מסומן בכחול, הנובע מגוף המטוס בלבד. שטח חתך זה הנו זהה לכל אורכו של המטוס כולל בנקודה בה הכנפיים נמתחים לצדדים למלוא אורכם, מסומן באדום. זאת בזכות העובדה שבנקודה בה מתחילים הכנפיים לבלוט החוצה ולהוסיף לשטח החתך נהיה גוף המטוס צר יותר וכך מקטין את תרומת שטח החתך הנובעת מגוף המטוס.

דוגמה ליישום חוק שטח החתך באווירונאוטיקה

ב-20 לדצמבר 1954 הוטס המטוס הראשון שנבנה על סמך הצעתו של וויטקומב. המטוס הגדיל את מהירותו בכ- 25% מעבר לציפיות ממטוס דומה בעל מבנה רגיל.

כלל השטח של וויטקומב מהווה פריצת-דרך משמעותית נוספת (למנוע הסילון) בענף האווירונאוטיקה.

לפרק הקודם | לפרק הבא


[ מבוא | מנוע הסילון | כלל השטח באווירונאוטיקה | מאז ועד היום |
תעופה ישראלית ]





[ עמוד ראשי - המצאות | מתמטיקה קדומה | מספרים אי-רציונליים | משפט פיתגורס | גיאומטריה אוקלידית | אלגברה | התפתחות הסְפַרוֹת | משוואות קוביות וקווארדיות | מספרים מורכבים | לוגריתם | חשבון דיפרנציאלי ואינטגראלי | עיקרון הציפה | זכוכית מגדלת | משקפיים | מיקרוסקופ | טלסקופ | חוק סְנֵל | חוק בויל | חוקי התנועה | עיקרון ברנולי | שלושת חוקי התרמודינמיקה | טבלה מחזורית | מדידת מהירות האור | כוח לורנץ | קרינת רנטגן | טרנספורמצית לורנץ | תורת היחסות הפרטית | גילוי האטום | תורת היחסות הכללית | חשמל | חוק קולון | חוק אוהם | חוקי קירכהוף | נורת להט | מנוע קיטור | מנפה כותנה | מצלמה | מקרר | מזגן | מחשב | מכבש דפוס | כתב ברייל | טלגרף | טלפון | רדיו | טלוויזיה | כדור פורח | מצנח | רכבת | אופניים | מכונית | אווירון מדחף | מטוס סילון | אבק שריפה | תותח | רובה מוסקט | מרגמה | אקדח | מוקש | מקלע | רובה-מטען | הוביצר | תת-מקלע | רימון-יד | טנק | רובה-סער | פצצת אטום | תורת האבולוציה | פסטור | תיאוריית התורשה | פניצילין ]