בניסוי הנוכחי נבנה מטוס בעל צורה מוזרה מאוד שעף באופן מפליא.

ציוד

  • קשית שתייה ישרה
  • נייר בריסטול/נייר קשיח
  • נייר דבק (סלוטייפ)
  • עט או עיפרון
  • סרגל
  • מספריים

 

מהלך הניסוי

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:

הערה – אפשר גם לחבר שתי קשיות יחד ולקבל גוף מטוס ארוך יותר.

הסבר

קודם כל חשוב לדייק במונחים, מה שאנו בונים בניסוי הנוכחי איננו מטוס אלא דאון – כלומר כלי שדואה באוויר בלי מנוע.

כדי שחפץ יוכל לדאות באוויר הוא חייב להיות קל וצריך שיהיה בו אמצעי שיגרום לאוויר להתנגד לנפילה שלו (קצת בדומה לאופן הפעולה של מצנח). דאונים אמיתיים עושים את זה בדרך כלל באמצעות חומרי בנייה מיוחדים (קלים וחזקים) וכנפיים גדולות  המאפשרות היווצרות של כוח עילוי כלפיהן. הדאון שאנו בונים בניסוי הנוכחי משתמש בחומרים קלים במיוחד – קשית ורצועות נייר.


אדם טס בדאון | הצילום לקוח מוויקיפדיה; צולם בידי Akaflieg Stuttgart

בתפקיד הכנפיים שיש בדאון רגיל, ומיצרות כוח עילוי בזמן תנועת הדאון, משמשות רצועות הנייר המעגליות. שימו לב שאורכן של רצועות הנייר ארוך יחסית למשקל הקשית – דבר שמקנה התנגדות רבה לתנועת נפילה (כוח גרר אנכי). הצורה המעגלית הסגורה מעניקה לניירות חוזק ויציבות גדולים יחסית לסתם רצועת נייר פתוחה.
יש לשים לב שבניגוד לאופן פעולת כנפי מטוס/ דאון רגיל, הכנפיים של הדאון שלנו אינם בעל מבנה קמור, ואינן בעלי זווית הגורמת לדחיקת אוויר כלפי מטה בזמן טיסת הדאון (מה שגורם לדחיפת המטוס כלפי מעלה - לכוח עילוי) אלא ישרות לחלוטין ומקבילות לקרקע, ולכן כוח עילוי שיוצרות הכנפיים לא יכול להוות הסבר מלא לתעופת הדאון הזה לאורך מסלול תעופתו (כי הכנפיים מיצרות כוח עילוי רק כאשר הדאון פונה כלפי מעלה).

בנוסף, המבנה של טבעת נייר קטנה מלפנים וטבעת נייר גדולה מאחור מייצב את טיסת הדאון: הטבעת הקדמית הקטנה פועלת כמו ראש חץ שמפלח את האוויר. כשהקשית של הדאון מונחת במקביל לכיוון תנועת הדאון, כלומר כשהדאון עף ישר, החיכוך בין האוויר בכיוון התנועה שלו לבין הטבעות הוא נמוך ביותר – כי הטבעות מפנות לכיוון התנועה של הדאון את הצד הדק של הנייר. כך יכולים הדאון והטבעות שבו לשמור על תנועה יציב בכיוון אחד, בעזרת זרמי האוויר שנעים בצד הפנימי והחיצוני של שתי הטבעות. שימו לב להסבר נוסף לתפקיד המיצב של הטבעות באוויר –בתגובות לכתבה.

דגם המטוס המיוחד הזה הומצא בידי פיליפ וו' סוויפט (Philip W. Swift) מארצות הברית במסגרת תחרות דגמים של מטוסי נייר שערך כתב העת סיינטיפיק אמריקן בשנת 1967.

מעניין לציין

ציפורים גדולות, למשל נשרים, מעדיפות בדרך כלל לדאות וכך לחסוך מעצמן את המאמץ שדורשת תעופה פעילה. ציפורים ודאונים מצליחים לנצל זרמי אוויר (אוויר חם ורוחות) כדי גם להתרומם כלפי מעלה, ולא רק "ליפול באטיות".
במפעלים לתכנון מטוסים משתמשים ב"מנהרת רוח" שמזרימה אוויר מהול בעשן במהירויות גבוהות במיוחד – וכך רואים את זרמי האוויר הנעים סביב הכנפיים של כלי הטייס שהם בונים. בדרך זו הם יכולים לבנות מטוסים יעילים – עם מינימום חיכוך עם האוויר שמגיע מול המטוס ומקסימום התנגדות עם האוויר הנמצא במאונך לקרקע, כלומר בכיוון נפילה של המטוס, וגם מקסימום כוח עילוי – שנגרם בעיקר על ידי אוויר שפוגע בכנפי המטוס וומופנה כלפי מטה (ולכן לפי "החוק השלישי של ניוטון" דוחף את המטוס כלפי בכיוון ההפוך, כלומר כלפי מעלה). נסו לחשוב באיזה כיוון יש להטיס את הדאון בניסוי זה כדי שישיג מקסימום כוח עילוי במהלך טיסתו.

אנו ממליצים לכם לנסות גם את הניסוי בניית מטוס סילון מבלון, שבו בונים מטוס נייר עם כוח מניע: אוויר מתרוקן מבלון.

10 תגובות

  • אהוד אמיר

    תודה!

    יופי של סרטון ויופי של הצעה להפעלת ילדים בחופש.

  • ד"ר דב אלידע, מ...

    "מטוס" מקשית

    הנושא מיטיב, ה"מטוס" מגניב והסרטון מלהיב. עד כאן לחיוב. מה חבל שהביצוע מעציב.

    א' הכוונה שבכתוביות בעברית, המפרטות בכתב את כל הנאמר בקול, אולי טובה. אך האם שמתם לב שהן מכסות את שולחן העבודה ומפריעות לראות מה קורה עליו? הן מכסות גם כתוביות אחרות, הקשורות לתפעול.
    ב' הכלים שבאמצעותם ניתן לשלוט על הסרטון, ואולי גם לסלק את הכתוביות, אינם קיימים בגירסת ה-Youtube.
    ג' הטרמינולוגיה וההסברים הטכניים אינם עומדים בביקורת. הטרמינולוגיה מלמדת את הנוער שגיאות-שפה ומדגימה שאפשר להסתפק בשפה דלה, חובבנית ובלתי מדויקת. ההסברים משקפים בורות בתחום המוסבר---דבר שאין לעבור עליו בשתיקה, במיוחד כשהנפגע הוא הנוער שוחר המדע:

    1) כלי הטיס המתואר נקרא טיסן, לא מטוס.
    2) הכוח המחזיק את כלי הטיס באויר כנגד הגרוויטציה נקרא כוח העילוי ולא "הגרר האנכי" או "ההתנגדות האנכית". מונח זה אינו רק סלנג מקצועי---הוא חלק מן השפה המדוברת ואמור להיות מוכר לכל דובר עברית. בודאי שאין ללמד את הנוער "גרר אנכי".
    3) אין כל דמיון בין אופן הפעולה של כנף לאופן הפעולה של מצנח-נפילה פשוט---גם לא "קצת" דמיון.
    4) הגרר (או ההתנגדות) הוא הכוח הפועל ע"י האויר נגד כיוון תנועת כלי הטייס. בכל גוף הראוי להחשב ככלי טיס, להבדיל, למשל, מהקשית העירומה, הגרר הוא בסד"ג של 10% מהעילוי. לכן זה אבסורד לקרוא על שמו את הכוח האנכי, שהוא הדומיננטי.
    5) ההסבר הניתן לתפקידי הטבעות שגוי לחלוטין. היחס בין אורכי רצועות הנייר והקשית הוא חסר משמעות אוירודינמית. מה שקובע את עילוי הטבעת הוא קוטרה ושטח ההטל האנכי שלה. התצורה המעגלית נותנת יציבות רק בכיוון גילגול ועיקר תרומתה היא בהפחתת "הגרר המושרה", שהוא גורם מזיק מאד בטיסה לא ממונעת. הטבעת הקדמית הקטנה אינה "פועלת כמו ראש חץ שמפלח את האוויר" אלא מיועדת לתמוך בראש הטיסן, ע"י העילוי שלה. (ראש החץ מיועד לפלח את המטרה, לא את האויר, והשפעתו האוירודינמית על תנועת החץ היא אנטי-מיצבת. לכן יש לחץ זנב גדול בהרבה מראשו.) הטבעת האחורית גדולה יותר, כדי ליצב את כיוון החץ כנגד ההשפעה הבלתי מיצבת של הטבעת הקדמית. שתי הטבעות יחד תורמות את העילוי הנושא את הטיסן אך האחורית היא המייצבת. יציבות התנועה אינה קשורה כלל להפחתת הגרר אלא לתכונה שהתרוממות אקראית של חרטום הטיסן לעומת זנבו מגדילה את העילוי עליו פחות משהיא מגדילה את עילוי הזנב, ולהפך, וע"י כך הזנב מחזיר את הכיוון המקורי.

    אני מציע לכם להתייחס לחומר המוצג בדוידסון-אונליין באותו כובד-ראש שאתם מתייחסים לפירסומיכם המדעיים ולא לחפף מתוך מחשבה שהמדובר בילדים שאינם יודעים לבקר אתכם. עשו מאמץ מזערי ללמד את עצמכם לפני שאתם ניגשים ללמד אחרים, אחרת תופיעו כשרלטנים.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    תגובות לנקודות שהועלו

    תגובות לנקודות שהועלו

    א. לכתוביות תפקיד כפול: לאפשר נגישות לסרטון לקהל רחב יותר, בדיוק כמו שמישור משופע ("רמפה") מאפשר נגישות לבניין עם מדרגות לקהל המסתייע בכסא גלגלים – ואין מה להתרעם על כך. דבר נוסף שהכתוביות מאפשרות הוא למנועי חיפוש כדוגמת גוגל לדעת מה תוכן הסרטון ולאנדקס אותו (גם גוגל לא מבין עדיין עברית מדוברת טוב :-)). בכל אופן, בצפייה בסרט בתוך האתר התרגום נמצא בפס השחור שמתחת הסרט ולא על הסרט עצמו, הקפד שסמן העכבר לא יהיה על הסרט ואז התרגום יופיע למטה ולא יסתיר דבר:

    אם זה בכל זאת מפריע לך – תמיד תוכל להוריד את התרגום דרך ממש יוטיוב (ראה סעיף הבא).

    ב. אם אתה לא מצאת האפשרות להורדת הכתוביות, לא אומר שהיא לא קיימת, בקיצור – מה שכתבת אינו נכון, האפשרות להסרת הכתוביות כן קיימת, ודווקא כן דרך ממשק יוטיוב. כל מה שעליך לעשות הוא להעביר את הסמן של העכבר על הסרטון בזמן פעולתו, ממשק יוטיוב יעלה בחלק התחתון של הסרט, כאשר לוחצים על כפתור הכתוביות (נראה כמו שתי שורות כתובות או כפתור עליו כתוב CC) עולה ממשק שמאפשר לך לכבות הכתוביות:

    יתרה מזאת, אם תחפוץ בכך, תוכל גם ללחוץ על אפשרויות \ Options ולשלוט בהיבטים נוספים של כתוביות יוטיוב: (גודל, צבע, רקע, סוג הגופן ועוד) כאוות נפשך.

    ג. 1) בעוד שטיסן הוא מטוס קטן, הוא לא מתייחס לסוג ההנעה. ההגדרה המדוייקת לכלי תעופה כזה ללא מנוע היא דאון (glider), וזה כתוב במשפט הראשון בהסבר. בכותרת ובפתח הכתבה העדפתי את השימוש במילה מטוס – כדי למשוך את הקהל להיכנס לכתבה ולא ליצור ריחוק מהקהל – ובכתבה מופיע הדיוק.
    2 – 4) באופן כללי – כפי שכתוב בכתבה, המקור לדגם הנוכחי הוא בארה"ב, ומשם גם תרגום ההסבר, והוא מופיע באתרי מדע רבים אחרים: כפי שאפשר לקרוא כאן וכאן וכאן וכאן וכאן וכאן. אמנם מדע איננו דמוקרטיה, אבל חלילה לעובדים מלזלזל בקהל (ובטח לא להטעות אותו) ובדרך ריבוי מקורות מעיד על אמינות (ובשום מקום לא הופיע כל הסבר אחר). האינטרנט הוא מקום מצויין לנהל בו דיונים, ולדייק בו הבנות, ואנו שמח שפתחת דיון בנושא.
    באופן ספציפי לגבי כוח העילוי: אכן זה המונח המקצועי, וזה הכוח שמחזיק מטוסים באוויר, הבעיה עם כל ההסבר הזה היא שמצאתי שספציפית לגבי מטוס זה, דווקא הסבר כזה הוא אינו שלם ומבלבל. אם תשים לב, כנפי המטוס בניסוי בנויות מנייר בריסטול שטוח כלומר הפרופיל האווירודינמי/ צורת החתך של הכנף היא ישרה לחלוטין (ולא קמורה) – ומודבקת במקביל לגוף המטוס. כפי שאתה בטח יודע, במצב כזה כאשר המטוס טס באופן מאוזן (מקביל לקרקע) "זווית ההתקפה" של הכנף היא אפס (גם הכנף מקבילה לקרקע) – ובמצב כזה אין הכנף יוצרת כל כוח עילוי (אלא אם השתנו חוקי הפיזיקה...):

    יתרה מכך, כאשר החלק הקדמי של המטוס נע מוטה כלפי מטה ביחס לחלק האחורי (כפי שאכן קורה בזמן תעופת המטוס, כפי שאפשר לראות בסוף הסרטון) – וזווית ההתקפה של הכנף שלילית, לא רק שלא פועל עליה כוח עילוי – אלא בגלל שהיא דוחקת אוויר כלפי מעלה בזמן תנועתה – לא רק שאין כוח 'עילוי' אלא פועל עליה כוח דוחף כלפי מטה:

    ולכן כוח ההתנגדות של האוויר לנפילה (לפחות במקרים בהם המטוס מאוזן או פונה מטה) הוא הדומיננטי בחלקים רבים של הטיסה. זה איננו אתר לטיסנאות, ולא רציתי להיכנס לכך בטקסט, אלא למה שמובן יותר באופן אינטואיטיבי גם לחסרי רקע בנושא. בעקבות פנייתך הוספתי התיחסות לכוח העילוי (בטקסט ובהערה בסרטון) והפניות לנושא כוח העילוי של כנפיים של כלי טייס בטקסט.
    5) כמו שכתבתי קודם, ההסבר המובא הינו ההסבר שמופיע בכל המקומות האחרים בהם כותבים על המטוס, אני מניח שההסבר שכתבת מדוייק יותר מהמופע במקומות האחרים, אפנה אליו מגוף הכתבה, עבור האנשים המעוניינים להרחיב בנושא.

    בברכה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

     

  • דב אלידע

    תשובה

    שלום אבי
    התשובות שלך בנושאי אוירודינמיקה רק מאשרות העדר ידע מספיק להקנייה לאחרים.
    חבל שאתה מתווכח, במקום להסכים שעליך להמנע מהסברים תיאורטיים.
    אך אם כל-כך חשוב לך לצאת צודק---סח'תין.

  • אסף

    יש משהו בדבריך

    ביקורת זה דבר חשוב מאוד אך יש לעשות זאת בצורה חברית.
    בנוגע לאתרים שהועלו בתגובתו של אבי-אני לא חושב שיש לסמוך עליהם, כתובה שם שטות פשוט מגוחכת, הם מסבירים שהטבעות לא מתהפכות מטה מכיוון "שכל העצמים נופלים באותה המהירות ולכן הכיוון נשמר". מעניין אבל שכשזורקים את הדאון עם הטבעות בחלק התחתון, הן כן מתהפכות, ופתאום החוק לא תקף, כמובן שההסבר לכך הוא שהגרר של הטבעות גבוה יותר ולכן גם מהירות נפילתם איטית יותר והן לא מתהפכות.
    בנוגע לדאייתו: לא ייתכן שהגרר בלבד מעכב את נפילתו מכיוון שאם עוזבים אותו ללא דחף, הוא נופל מהר יותר מאשר עם דחף קדימה, ולכן אין זה ייתכן שהוא מסתמך על "כוח המצנח" אלא הוא בעל יכולת עילוי של כנף מכיוון שבעת מפגש עם אוויר נע נפילתו מתעכבת וגרר אנכי לא יכול להיות מושפע מכך. אבי צודק במאה אחוז שכנף בעלת זווית תקיפה שלילית לכיוון תנועתה תקנה עילוי שלילי, אך כיוון תנועת הדאון הוא לאו דווקא מקביל לריצפה, יש להבדיל בין תנועת הכנף בזוית 0 מעלות עם זווית תקיפה שלילית, לבין תנועת הכנף ב200 מעלות עם זווית תקיפה חיובית (הכנף נעה לעבר הקרקע), ולכן גם כשהדאון נופל כפי שנראה בסרטונכם זווית תקיפתו ביחס לכיוון האוויר שהוא נפגש עמו אינה שלילית ופועל עליו עילוי.
    לגבי הטבעות: יש צורך בשתיים כדי שיהיו שני צירי סיבוב לו תואמים- אם נתלה תמונה על מסמר אחד היא עשויה להיסתובב סביבו, אך אם נתלה אותה על שני מסמרים היא לא תוכל להסתובב (הרעיון לא זהה לחלוטין אלא רק לשם ההמחשה) הטבעת האחורית גדולה יותר כדי להעניק לחלקו האחורי של הקש יותר עילוי ורחיפה (גרר אנכי) וכך לשמור את תנועתו בכיוון נפילה קדימה ולא מטה

  • נתי

    אז איך בכל זאת נוצר כוח עילוי?

    לא הבנתי איך נוצר כוח עילוי אם הכנף אינה קמורה והמטוס נע ישר ובמקביל לריצפה??

  • דב אלידע

    טיסן מקשית וכנפיים גליליות

    טעות נפוצה היא שכדי ליצור עילוי על הכנף להיות קמורה.
    שגיאה חמורה הרבה יותר היא לקשור את העילוי לזוית ביחס לרצפה.
    להלן עיקרי תיאורית העילוי ללא המתימטיקה שלה:

    1) האויר הזורם על פני הכנף מפעיל עליה לחץ לא אחיד (כאשר האויר שקט הלחץ אטמוספרי ואחיד, כידוע.) הלחץ הזה, בגלל אי-אחידותו, יוצר שקול כוח על הכנף. את השקול הזה ניתן לפרק לרכיבים באופן שרירותי, אולם הדרך המקובלת והמועילה היא לפרק אותו לרכיב מקביל לתנועת הכנף, הנקרא גרר, ולרכיב הניצב לתנועת הכנף, הנקרא עילוי.

    2) כדי שיווצר עילוי, כל מה שנדרש הוא שמשטח הכנף יטה את הזרימה שאחריה כלפי מטה ביחס לזרימה שלפניה. לשם כך לא צריך קימור. דוגמה ידועה לכל--עפיפון פשוט, המהווה משטח מישורי למדי. קיימים שלושה תנאים עיקריים שהטיית הזרימה הנ"ל תתקיים בכנף שאינה קמורה ושתהיה יעילה:
    א' זוית התקפה חיובית: זו זוית בין כיוון תנועת הכנף לבין כיוון "מיתר" הכנף. (המיתר הוא ישר המחבר את שפת הכנף הקדמית לשפתה האחורית ואשר במבט-על הוא מתלכד עם כיוון התנועה. הזוית היא חיובית כאשר הזרימה כאילו תוקפת את משטח הכנף מלמטה.) לעילוי אין כל קשר לזוית ביחס לרצפה או ביחס לאופק או ביחס לקשית או ביחס לקו ארץ-אנדרומדה. למטוס בצלילה מבוקרת יש זוית התקפה חיובית למרות שזוית הגוף שלו ביחס לאופק או לרצפה היא שלילית.
    ב' שפת הזרימה של הכנף (השפה האחורית, ממנה מתנתקת הזרימה) חייבת להיות חדה-מספיק. אם שפת הזרימה קהה ולא חדה, הזרימה לא תתנתק ממנה אלא תעקוף אותה כלפי מעלה ותתנתק מהמשטח העליון בערך מול הנקודה בה היא התפצלה. במצב כזה אין הטיה של הזרימה כלפי מטה ואין עילוי כלל, רק גרר.
    ג' זוית ההתקפה צריכה להיות קטנה מספיק. כמה קטנה? זה תלוי באיכות הכללית של פרופיל הכנף. בכנף תעופתית תקנית הזוית הזו מוגבלת בדרך כלל עד 15 מעלות. אולם בכנף שטוחה, כמו בטיסן הקשית הנדון או בעפיפון, הזוית הזו אינה יכולה לעבור מעלות ספורות. הסיבה היא שאם זוית ההתקפה גדולה מדי הזרימה מעל למשטח הכנף העליון אינה יכולה לעקוב אחריו ומתנתקת ממנו הרבה לפני שפת הזרימה. התוצאה היא שכל משטר הזרימה מתקלקל וכל העילוי אובד. תופעה זו נקראת "הזדקרות".

    3) אז מדוע, בכל זאת, נותנים לפרופיל הכנף את הצורה המוכרת של שפת התקפה עגולה ועבה-יחסית, שפת זרימה חדה וקימור? (על סיבה אחת לשפת זרימה חדה כבר עמדנו לעיל.) התשובה קשורה ליעילות הכנף--כנף שטוחה היא מאד לא-יעילה וע"כ בלתי קבילה לרוב השימושים האוירונוטיים. כדי להבין זאת צריך לדעת שלושה דברים:
    א' עד לזוית ההתקפה המירבית המותרת--זוית ההזדקרות--גודל העילוי שכנף לא-קמורה מספקת הינו יחסי-ישר לגודל זוית ההתקפה. (בזוית ההזדקרות ומעליה העילוי "מתרסק", אולם עד אליה הוא גדל לינארית.) לכן, כדי לאפשר לכנף להגיע לזויות התקפה מספיקות מבלי שהזרימה תתנתק מיד לאחר שפת ההתקפה יש ליצור שפת התקפה עבה ועגולה שהזרימה יכולה לעקוף אותה במתינות ולהמשיך אחריה צמודה למשטח העליון.
    ב' מלבד עילוי טוב צריכה הכנף היעילה גם למזער את הגרר. יחס הגלישה המירבי של כלי טיס (התקדמות מירבית בהעדר מנוע תוך איבוד גובה מזערי.) הינו יחסי-ישר לשבר עילוי\גרר, שהוא המדד העיקרי ליעילות כלי הטיס והמבדיל בינו לבין, נאמר, אבן נופלת באויר. שפת זרימה קטומה או קהה גורמת לואקום-חלקי מאחרי הכנף (איזור לחץ נמוך) השואב את הכנף אחורה ומגדיל מאד את הגרר. פרופיל כנף ההולך ונעשה דק בהדרגה, החל ב-1/3 המיתר בערך, ומסתיים בשפת זרימה חדה הוא הפרופיל הממזער את הגרר ובכך מגדיל את יחס הגלישה המירבי. כמובן שפרופיל שכולו דק היה יכול ג"כ לשפר, אולם אז תנאי שפת ההתקפה העבה ועגולה לא היה יכול להתקיים.
    ג' אילו התקיימה זוית התקפה בה גם יחס העילוי לגרר היה מירבי וגם הגרר בעצמו היה מזערי היה זה המצב האידאלי לטיסה. (העילוי עצמו אינו צריך להיות מירבי, מספיק שהוא שווה למשקל המטוס.) אולם מצב כזה לא יתכן בכנף עם פרופיל סימטרי, פרופיל בו המשטח העליון והמשטח התחתון קמורים באותה מידה. בכנף כזו הגרר מזערי בזוית התקפה אפס אך אז העילוי עצמו הוא אפס. הפתרון הוא בכך שנותנים זוית התקפה חיובית לחלק האחורי של הפרופיל וזוית התקפה אפס לחלק הקדמי של הפרופיל. כלומר, "מעקמים" את הפרופיל הסימטרי כך שהוא חדל להיות סימטרי---קו האמצע שלו נעשה קמור (כלפי מעלה) והמשטח העליון נעשה קמור יותר מהתחתון, אשר יכול אפילו להיות קעור. מידת העיקום נבחרת בקפדנות כך שבמהירות השיוט של המטוס ובמשקל התקני שלו יהיה הגרר מזערי.

    4) וכאן אנו מגיעים לתובנה שלמה יותר מדוע פרופילי התעופה המוכרים הם קמורים. אך קודם כל עלינו לדעת את העובדות: לא כל פרופיל תעופתי הוא קמור ויש בהחלט מטוסים שתוכננו, מסיבות חשובות, עם פרופיל סימטרי והם טסים בהצלחה מרובה. אולם בעוד שפרופיל סימטרי דורש זוית התקפה חיובית על מנת לתת עילוי, יכול הפרופיל הקמור לספק עילוי מסויים גם בזוית התקפה אפס.
    אחת הדרכים להסביר איך נוצר עילוי על כנף מתבססת על הקימור ועל חוק ברנולי. (יש מספר דרכים שוות-ערך להסביר את העילוי, באחת מהן נגענו בתחילת סעיף (2) לעיל, וכולן נכונות באותה מידה.) ההסבר באמצעות הקימור מבוסס על האורך הגדול יותר של קו הזרם שמעל לכנף יחסית לזה שמתחתה, על מהירות הזרימה הגדולה יותר מעל הכנף כתוצאה מכך, ועל הלחץ המופחת שם עקב חוק ברנולי. זהו הסבר נכון אך חלקי המסביר, בעצם, רק כיצד נוצר העילוי הקטן בזוית התקפה אפס. אולם זה לא עיקר העילוי! ואיך מייצרת עילוי הכנף הסימטרית?
    כדי לטעון שהקימור הוא שיוצר את העילוי משתמש ההסבר המקובל במדידה לא-נכונה של אורכי קוי הזרם מעל ומתחת לכנף: מונח בו שהזרימה מתפצלת לחלק עליון ולחלק תחתון בדיוק בשפת ההתקפה, בקצה הקדמי של המיתר, ומתאחדת מחדש בשפת הזרימה. כך, כמובן, הדרך שהיא צריכה לעשות מעל הכנף גדולה, בגלל הקימור, מזו שמתחת לכנף. אולם נקודת ההתפצלות הנ"ל נכונה רק בכנף סימטרית בזוית התקפה אפס ובמצבים יחידאיים ספורים. כאשר הכנף מספקת עילוי, בין אם היא קמורה ובין אם היא סימטרית, התפצלות הזרימה חלה אמנם קרוב לשפת ההתקפה אך על המשטח התחתון של הכנף. שיקול ברנולי ממשיך להיות נכון, אך קו הזרם העליון מתארך לא בגלל הקימור---שבכנף סימטרית אינו קיים---אלא בגלל שעליו לחזור מתחת לכנף אל שפת ההתקפה, בכיוון הפוך לזרימה הכללית, לעקוף את שפת ההתקפה כלפי מעלה (העבה והעגולה לצורך כך) ורק אז לזרום על המשטח העליון.

    5) לסיכום:
    א' עילוי נוצר מזוית בין תנועת הכנף (או תנועת האויר הרחוק יחסית אליה) לבין מיתר הכנף, לא בין הרצפה ובין המיתר.
    ב' עילוי לא דורש קימור--בהנתן זוית התקפה, גם כנף שטוחה וגם כנף סימטרית יוצרות עילוי.
    ג' קימור ללא זוית התקפה נותן עילוי קטן אך בדרך כלל לא מספיק.
    ד' מטרת הקימור היא מיזעור הגרר כאשר העילוי מתאים להחזקת המטוס באויר.
    ה' הסבר העילוי באמצעות קימור+ברנולי הוא הסבר נכון, ובלבד שתלקח בחשבון העובדה שהזרימה מתפצלת לא בשפת ההתקפה אלא בנקודה שמתחתה.
    ו' שפת זרימה חדה מפחיתה, אמנם את הגרר אך בלעדיה עילוי כלל לא יווצר.
    ז' הפרופיל אינו חייב להיות קמור, אך הוא חייב להיות עבה במידה מסויימת, אחרת הוא יזדקר כבר בזויות התקפה נמוכות.

  • מורה

    הסבר יפה ומדוייק ללומדי תואר

    הסבר יפה ומדוייק ללומדי תואר ראשון ודומיהם...
    איך אתה מסביר את כל מה שכתבת כאן לילד שיושב ליד אבי?

  • אופיר

    תודה

    דב אלידע, ההסברים שלך פשוט מדהימים - מסבירים בצורה פשוטה ומובנת - הלוואי שהיו לי כאלו מרצים.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    בחצי הראשון של התעופה - כשהכנף בזוית חיובית לקרקע