מטוס הנוסעים החדיש ביותר

1. מטוס הנוסעים החדיש ביותר ארגון משימה להוראה במדעי הטכנולוגיה תשס"ו אבי בן דוד אסף מנוחין 2005

2. מבוא- הבהרות והמלצות למורה הנושא: השוואה בין תכונות שני מטוסי נוסעים הנמצאים בשלבי סיום הייצור שלהם. מבנה המשימה: * תחילה יש טקסט קצר המציג חלק מתכונותיהם של שני מטוסי נוסעים לאחריו מצורפת טבלה המציגה 8 אופייניים של כל אחד מן המטוסים, ולסיום יש 5 שאלות . * השאלות 1,2,5 מתייחסות לתכונות המטוסים המתוארות בטקסט ובטבלה לצורך הפקת מידע מן הטכסט והטבלה, ביצוע השוואות והסקת מסקנות. * השאלות 3 ,4 מתייחסות לכוחות הפועלים על מטוס במצבי טיסה שונים, ידע המתבסס על יסודות בעיקרון הטיסה של המטוס (אינו מופיע בטקסט).

3. מטרות המשימה: התשובות לשאלות מאפשרות הפעלת מיומנויות של: הפקת מידע מטבלה וטקסט, חישוב בעזרת נוסחה, יכולת השוואה, הסקת מסקנות, יישום ידע מדעי וטכנולוגי ופיתוח בר-קיימא. איתור הקשיים: מושגים לא מוכרים או לא ברורים, ידע מדעי וטכנולוגי, קישור בין השאלה לטקסט קודם ולשאלות קודמות, שימוש בנוסחה, התאמת יחידות וסדרי גודל, חיבור וקטורים (אלגברי), כתיבת נימוק מבוסס, קריאת מידות סרטוט.

4. הערות והמלצות למורה: • ניתן לגשת ללימוד המשימה בשתי גישות: • לפני קריאת הטקסט, יש ללמד יסודות של: "מה זה מטוס, כיצד הוא טס ואיזה כוחות פועלים עליו. כמובן שיהיה צורך גם לחזור על מושג כוח, חיבור כוחות ושקול כוחות . • למרחיבים יותר ניתן ללמד את ההקשר לחוקי ניוטון. בעזרת הידע הזה ניתן לענות ישר על השאלות 3 ו-4. • בהמשך ניגשים לקריאת הטקסט והטבלה ומסמנים את האופייניים הנדרשים ביתר השאלות.

5. הערות והמלצות למורה (המשך): • גישה שנייה ללימוד המשימה: • 2. ניגשים לקריאת הטקסט , הטבלה והשאלות ומסמנים בהם את כל המושגים והביטויים הלא ידועים או אלה הדרושים להרחבת הידע. • פונים לקישורים המצורפים שחלקם כוללים מילון מושגים הדרושים להבנת הנושא. • גם במקרה זה, מומלץ לפנות לשתי קבוצות השאלות הנ"ל ולענות תחילה לשאלות 1,2,5 ואחר כך ל -3,4. • הקישורים במצגת מאפשרים להעמיק בידע המדעי –טכנולוגי הרלוונטי, בהתאם ליכולות התלמידים.

6. מטוס הנוסעיםהחדיש ביותר בעולםקריאת המאמר, הטבלה וסימון דגשים (יתרונות ו-חסרונות)בינואר 2005 נערך בצרפת טקס ההשקה של מטוס הנוסעים הגדול ביותר בעולם. במטוס החדש יש שתי קומות נוסעים, ובין השירותים המוצעים לנוסעים – מספרה, קזינו ומכון כושר. מטוס בגודל כזה מצריך הכנת מסלולי המראה ונחיתה ארוכים במיוחד. המטוס אמור להיכנס לשימוש בשנת 2006. חברת בואינג האמריקאית, שהיא המתחרה העיקרית של חברת איירבוס האירופאית, החליטה להתמקד במטוסים קטנים יותר, היכולים לטוס ישירות, ללא צורך בחניית ביניים ותדלוק, למספר יעדים רב יותר.בפברואר 2005 נחשף מטוס חדש כזה של חברת בואינג המסוגל לטוס ישירות למרחקים גדולים, כמו מלונדון שבאנגליה לסידני שבאוסטרליה.

7. מידות [מטרים] עלות רכישת המטוס [מליון דולר] נוחות מסה [טון] מס' נוסעים מרבי מהירות ממוצעת [קילומטר לשעה] טווח טיסה מרבי[[קילומטר] מס' מנועים מוטת כנפיים – 79.8 אורך– 73 גובה– 24.1 200 מעל הממוצע 550 850 945 14,200 4 איירבוס380A- מוטת כנפיים –60.9 אורך–63.7 גובה–18.5 185 רגיל 347 440 969 17,446 2 בואינג 777-200LR לפניכם בטבלה השוואה בין שני המטוסים החדישים: טבלה 1 – השוואה בין מטוס איירבוס A-380 למטוס בואינג 777-200LR חזרה לשאלה 5

8. משך הטיסה בואינג 777-200LR משך הטיסה איירבוס 380A- מרחק בק"מ עיר יעד 5585 ניו יורק 3615 תל-אביב שאלה 1 א. מה יהיהמשך הטיסה המשוער של מטוס איירבוס 380A- ומטוס בואינג 777-200LR, שייצאו מלונדון אל הערים הבאות בטיסה ישירה:

9. הכנה לתשובה לשאלה 1: הסבר ותרגול למושג:משך הטיסה • טווח הטיסה - המרחק: סימול L נמדד ב- [ק"מ] או [מטר] • (נלקח מטבלה בשאלה 1) • משך הטיסה - זמן : סימול t נמדדת ב- [ שעות],[דקות] או [שניה] • מהירות הטיסה-ממוצעת: סימול v נמדדת ב-[ק"מ/שעה] או [מטר/שניה] • (מהירות קבועה עם שינוים קטנים-נלקח מטבלת ההשוואה עמודה 4) • נוסחאות וחישובים • מהירות הטיסה = טווח הטיסה/משך הטיסה v=L/t • משך הטיסה= טווח הטיסה/מהירות הטיסה t=L/v • עבור איירבוס לניו יורק משך הטיסה= 5585/945= *5.91 [שעות]=[5שעות] ו 55 [דקות] • לתל אביב משך הטיסה= 3615/945= 3.82 שעות • עבור בואינג לניו יורק משך הטיסה= 5585/969= 5.76שעות • לתל אביב משך הטיסה= 3615/969=3.73שעות • הפיכת חלקי שעה לדקות • * 0.91 [ שעות] = 0.91 60X[דקות]= 54.6 [דקות]=54 [דקות] ו- 36[שניות] • לכן ניתן לעגל ל-55[דקות] הערה: לא מקובל למדוד זמן בחלקי שעה!!!

10. משך הטיסה - שעות בואינג 777-LR משך הטיסה - שעות איירבוס 380A- מרחק בק"מ עיר יעד 5.8 5.9 (5 ש' ו-55 דק') 5585 ניו יורק 3.7 3.8 3615 ירושלים תשובה לשאלה 1מטרת השאלה: יכולות – הפקת מידע מטבלה; חישוב זמן טיסה ניקוד מלא (100%): • א. משך הטיסה מחושב לפי מרחק ב- [ק"מ] מחולק במהירות הטיסה ב- [ק"מ לשעה].ׁ(התשובה בחלקי שעות)

11. תשובהלסעיף ב' של שאלה 1 ב. המרחק מלונדון לסידני הוא 16,997 ק"מ. האם כל אחד מהמטוסים יוכל להגיע לסידני בטיסה ישירה, מבלי צורך לעצור בדרך לתדלוק? עונים לפי טבלת ההשוואה: טווח הטיסה של המטוסים: איירבס 14200 ק"מ בואינג 17446 ק"מ המרחק מלונדון לסידני הוא 16,997 ק"מ מטוס איירבוס 380A- לא יוכל להגיע לסידני בטיסה ישירה, כי טווח הטיסה שלו קטן יותר. ניקוד חלקי: סעיף א. % 18 – לכל חישוב נכון (עד כדי 0.1) סעיף ב. 28% לתשובה נכונה. ללא ניקוד: כל התשובות אינן נכונות או לא ענו

12. בואינג 777-200LR איירבוס 380A- 1. יתרונות 2. 1. חסרונות 2. שאלה 2 בחברת התעופה הישראלית "אל-על" נערך דיון האם כדאי להשקיע ברכישת מטוס איירבוס 380A-, או במטוסים קטנים יותר, מסוג בואינג 777-200LR. כדי לסייע לחברת "אל-על" בהחלטה, רשמו שני יתרונות ושני חסרונות מרכזיים של שני סוגי המטוסים:

13. בואינג 777-200LR איירבוס 380A- 1. טווח טיסה ארוך יותר 1. מרווח מאוד ומציע יותר שירותים לנוסעים (נוחות) יתרונות 2. מחיר רכישה זול יותר 2. מספר נוסעים גדול יותר 1. פחות מרווח ומציע פחות שירותים לנוסעים 1. נדרש מסלול המראה ונחיתה ארוך במיוחד חסרונות 2. מספר נוסעים קטן יותר 2. במקרה של תאונה – יותר נפגעים תשובה לשאלה 2מטרת השאלה: יכולות – ניתוח מידע מטקסט ומטבלה ידע על מדע – מדע וטכנולוגיה בחברה ניקוד מלא (100%), א.ציינו 2 יתרונות ו-2 חסרונות לכל סוג מטוס. דוגמאות הנתונים המודגשים מתוך הטכסט והיתר מן הטבלה ניקוד חלקי שלסעיף א. 10% - לכל יתרון/חסרון נכון שצוין בטבלה.סה"כ 80% ללא ניקוד: כל התשובות אינן נכונות, אולא ענו. יש אפשרויות נוספות להשוואה כמו: 4 מנועים-בטיחותי יותר, מימדים גדולים-דורש מקום גדול יותר לאחזקה, וכו...

14. המשך תשובה שאלה 2 – סעיף ב ב. מהי המלצתכם לחברת אל-על? נמקו. ניתן לרשום דוגמה להמלצה אפילו מתחום אחר ובכל מקרה ההמלצות תיהנה מבוססות על טבלת ההשוואה. מה המלצתכם? ...... ב. כל המלצה מנומקת הנשענת על הנתונים. (לדוגמה- איירבוס משיקולי שירות לנוסע, או בואינג משיקולי עלות רכישה סעיף ב. 20% על תשובה נכונה וללא ניקוד אם לא ענו

15. שאלה 3הערה:השאלה מתבססת על ידע ביסודות האווירודינמיקה והפיסיקה. מוצע או להשתמש בקישורים ע"פי יכולות התלמידים ומסגרת הזמן המוקצב. אפשרות אחרת היא הוראה מקדימה של המושגים באווירודינמיקה בסיסית ובפיסיקה הדרושים להבנת הטקסט והשאלות. תנועתו של מטוס מושפעת מגורמים רבים, ביניהם כדור הארץ, האווירומנוע המטוס. כדי לקבוע כיצד ינוע המטוס חשוב לדעת מהו שקול הכוחותהפועלים עליו במצבים שונים. לפניכם מספר אפשרויות (1-5)לשקול הכוחות הפועלים על מטוס: 1. הכוח השקול שווה לאפס. 2. הכוח השקול הוא בכיוון התנועה. 3. כיוון הכוח השקול מנוגד לכיוון התנועה. 4.הכוח השקול מכוון למעלה. 5. הכוח השקול מכוון למטה.

16. ד. מטוס נע במהירות קבועה בגובה קבוע ג. מטוס מאיץ בגובה קבוע ב. מטוס במנוחה על הקרקע א. מטוס מאט בגובה קבוע מצב: שקול כוחות בטבלה הבאה נתונים מספר מצבים של מטוס (א-ד). השתמשו באפשרויות 1-5 לשקול הכוחות ורשמו בטבלה את זה המתאים לכל אחד ממצבי המטוס. המשך שאלה 3 הכנה לתשובה לשאלה 3 על סמך ידע הנרכש בעזרת הקישורים הבאים:

17. בגובה משתנה * טיסה בגובה קבוע המטוס במנוחה על הקרקע מצב המטוס כוחות ירידה עליה המטוס מאט המטוס מאיץ במהירות קבועה L<W L>W L=W L=W W=L L=0 W=N(כוח התגובה) W משקל המטוס L כוח העילוי T=D T=D T<D T>D T=D T=0 D=0 T כוח ההנעה D כוח התנגדות בכיוון מטה בכיוון מעלה נגד כיוון התנועה בכיוון התנועה שווה לאפס שווה לאפס שקול הכוחות הכוחות הפועלים על המטוס T- כוח ההנעה D - כוח התנגדות האוויר L- כוח העילוי W- משקל המטוס (כוח הכבידה) שקול הכוחות בהתאם למצב המטוס סיכום שקול הכוחות על המטוס * בשינויי גובה (נסיקה או צלילה) מדובר על שינוי ברכיב האנכי של L

18. ד. מטוס נע במהירות קבועה בגובה קבוע ג. מטוס מאיץ בגובה קבוע ב. מטוס במנוחה על הקרקע א. מטוס מאט בגובה קבוע מצב: 1. הכוח השקול שווה לאפס. 2. הכוח השקול הוא בכיוון התנועה. 1. הכוח השקול שווה לאפס. 3. כיוון הכוח השקול מנוגד לכיוון התנועה שקול כוחות תשובה לשאלה 3מטרת השאלה: ידע של מדע – תנועה וכוחות: שקול כוחותניקוד מלא (100%): ניקוד חלקי: 25% – לכל התאמה נכונה של שקול הכוחותלמצב המטוס. ללא ניקוד: כל התשובות אינן נכונות, או לא ענו.

19. מעלה מעלה ב א מערב מזרח מערב מזרח מטה מטה מעלה מעלה ד ג מערב מזרח מערב מזרח מטה מטה שאלה 4מטוס נע בגובה קבוע לכיוון מזרח במהירות הולכת וגדלה (מאיץ). סמנו איזו מבין דיאגראמות הכוחות שלפניכם יכולה לתאר את הכוחות הפועלים על המטוס ברגע מסוים? הסבירו את תשובתכם

20. תשובה לשאלה 4חוזרים לעיין בטבלת שקול הכוחות (בתשובה לשאלה 3)מטרת השאלה: ידע של מדע – תנועה וכוחות: דיאגראמת כוחות. יכולות – הפקת מידע מדיאגראמהניקוד מלא (100%): תשובה א'הסבר: המטוס מאיץ מזרחה לכן הכוח הפועל בכוון מזרח גדול מן הכוח הפועל בכוון המנוגד (מערב). מאחר והוא נע בגובה קבוע, הכוחות בכוון מעלה ומטה מאזנים זה את זה.ללא ניקוד: תשובה אחרת, או לא ענו.

21. 79.8 24.1 73 שאלה 5היעזרו בטבלת ההשוואה וסמנו במלבנים את המידות המתאימות של מטוס איירבוס 380A- בהתאם לחיצים המסומנים באיורים שלפניכם: התשובה לשאלה 5 מידות המטוס (מטבלה 1 ) נרשמו במשבצות ליד התרשימים. מטרת השאלה: יכולות – ניתוח תרשים והפקת מידע מטבלה ניקוד מלא (100%): המידות בהתאמה מלמעלה למטה: 79.8 מ', 24.1 מ', 73מ'. ניקוד חלקי (33%): לכל רישום נכון ללא ניקוד: תשובה אחרת, או לא ענו

22. קישורים למחוון למשימה:מטוס הנוסעים החדיש ביותר בעולם הנושאים בתוכנית הלימודים: תנועה וכוחות הקשר המשימה: גבולות המדע והטכנולוגיה בהיבט חברתי המקור: אתרי אינטרנט: http://www.aircraft-info.net/aircraft/jet_aircraft/airbus/A380/ תמונות של איירבוס A-380 http://www.boeing.com/commercial/777family/200LR/K63261-2.html תמונה של בואינג- 777-200LR http://www.nationmaster.com/encyclopedia/Boeing-777מידע - בואינג- 777-200LR http://www.geocities.com/khlim777_my/index.html"שאל את הטייס" – שאלות ותשובות http://www.lerc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/short.html אתרי התעופה של נאסא http://planet.nana.co.il/aviron2/Information/Flying/Flying.htmlכיצד טס המטוס-עבריתhttp://travel.howstuffworks.com/a380.htm/printable איירבוס ביבליוגרפיה: אביר,דוד, (1986). אווירודינמיקה (7). משרד הבטחון הוצאה לאור ת"א. אשל, יורם,ד"ר, (1994). מכניקה לתיכון ולאוניברסיטה. הוצאת אשל ת"א נחיתה מוצלחת

23. בגובה משתנה * טיסה בגובה קבוע המטוס במנוחה על הקרקע מצב המטוס כוחות ירידה עליה המטוס מאט המטוס מאיץ במהירות קבועה L<W L>W L=W L=W W=L L=0 W=N(כוח התגובה) W משקל המטוס L כוח העילוי T=D T=D T<D T>D T=D T=0 D=0 T כוח ההנעה D כוח התנגדות בכיוון מטה בכיוון מעלה נגד כיוון התנועה בכיוון התנועה שווה לאפס שווה לאפס שקול הכוחות הכוחות הפועלים על המטוס T- כוח ההנעה D - כוח התנגדות האוויר L- כוח העילוי W- משקל המטוס (כוח הכבידה) שקול הכוחות בהתאם למצב המטוס סיכום שקול הכוחות על המטוס חזרה * בשינויי גובה (נסיקה או צלילה) מדובר על שינוי ברכיב האנכי של L

24. כוח עילוי כוח הנעה כוח ההתנגדות (גרר) משקל המטוס דיאגרמת הכוחות הפועלים על המטוס בטיסה ישרה במהירות קבועה שקול הכוחות שווה לאפס! כוח העילוי ( L- LIFT ) : הינו הכוח הנוצר בניצב לכנפי המטוס כתוצאה מזרימת האוויר מסביב פרופיל האווירודינמי ויוצרת הפרש לחצים בשני צדדיו. משקל המטוס (W- WEIGHT) : הינו כוח משיכת מסת גוף המטוס ע"י כדור הארץ כח ההנעה T-THRUST) ( :הינו כוח הדחף(מנוע סילון) או כוח הסחב-משיכה (פרופלור) מניעה את המטוס ומשיגה את זרימת האוויר סביב גוף המטוס. כוח התנגדות האוויר (D-DRAG) : הינו כוח התנגדות האוויר לתנועת המטוס חזרה

25. כוחות , חיבור כוחות, שקול כוחות (מתבסס על מכניקה לתיכון-ד"ר ח. אשל) את המושג כוחכולנו מכירים מחיי היום יום שלנו. הרמת משקל מן הרצפה, משיכת עגלה,דחיפת ארון או מכה של פטיש על מסמר. המשותף בצורת הפעולה של הכוחות הנ"ל הוא שהכוח פועל ע"י מגע בין הגופים. אבל זו אינה הצורה היחידה שבה פועל כוח. כדור הארץ מפעיל כוח על הירח או על גופים הנמצאים במרחק ממנו, המגנט מפעיל כוח על סיכה הנמשכת אליו, וכו... הגדרה : הכוח מתאר את הצורות שבהן משפיעים שני גופים זה על זה. המשך לסוגי כוחות

26. סוגי הכוחות בטבע ותיאורם כוח הכבידה-כוח המשיכה בין כל שני גופים, התלוי בכמות החומר שממנו הם מורכבים ( המסה m שלהם). כוח חשמלי ומגנטי- כוח משיכה ודחייה בתוך האטום, ובין אטומים סמוכים, התלוי בכמות המטען החשמלי של הגופים ובמהירותם היחסית. כוח גרעיני חזק- כוח הפועל בגרעין האטום בטווחים קטנים מאוד. כוח גרעיני חלש- כוח הפועל בגרעין האטום. תיאור הכוח: כל הכוחות הנ"ל ניתן לתאר ע"י גודלם(עוצמה) הנמדדת בעזרת יחידות פיסיקליות (ניוטון, קג"כ,...) וע"י כיוונם. צורת התיאור הזאת נקראת "ווקטור". הקו לאורכו פועל הכוח הינו קו הפעולה של הווקטור . את הווקטור מתארים בעזרת חץ המאופיין גם בגודל (אורך בקנה מידה) וגם בכיוון: 15 10 25 קו פעולה של הווקטור המשך לשקול כוחות

27. חיבור ווקטורים : הינו חיבור אלגברי. א.- ווקטורים (כוחות) הפועלים על אותו קו פעולה בכיוון אחד מתחברים לסכום אחד הנקרא :שקול הכוחות וכיוונו ככיוון הכוחות. ב.- ווקטורים (כוחות) הפועלים על אותו קו פעולה בכוונים מנוגדים מהחסרים אלגברית וההפרש ביניהם הינו שקול הכוחות שכיוונו כסימן האלגברי של ההפרש. ג.– ווקטורים (כוחות) הפועלים על קווי פעולה שונים מתחברים לשקול ווקטורי המחושב בצורה גראפית או טריגונומטרית. דוגמאות: א. 10 + 15 = 25 ב. 15 + 10- = 5 15 + = 5 10- ג. 34 15 שקול הכוחות 34 [N] ימינה בזווית של ° 27 30 פתרון גרפי ע"י מקבילית הוקטורים: העוצמה (הגודל) נמדדת בקנה מידה והכיוון במעלות (זוויות) גם ניתן לחשב את השקול בעזרת חישוב טריגונומטרי חזרה לשאלה 3 חזרה

28. מוטת כנפיים-הינו המרחק בין קצוות הכנפיים (S)מיתר הכנף-הקו הישר המחבר בין שפת ההתקפה לשפת הזרימה (c)פרופיל אווירודינמי- מתאר את צורת חתך הכנף של המטוס, מאפשר זרימת אוויר חלקה מנת מימדים שפת התקפה קצה כנף שמאל קצה כנף ימין מוטת הכנפיים מיתר שפת זרימה פרופיל חתך כנף שטח הכנפיים חזרה לחתך כנף חזרה מוטת כנפיים

29. כיצד המטוס טס?כיצד זה יתכן, שמטוס, גוף הכבד מהאוויר, יכול להתרומם מהקרקע, לרחף, ולטוס למרות כוח-המשיכה, שמופעל עליו? לא אין זה קסם, מאחורי "פלא זה" עומד הסבר מדעי, והנה הוא לפניך:הדינמיקה של טיסת המטוס. האוויר. כמו כל חומר גם האוויר הוא חומר בעל מסה ומולקולות שנעות. תנועת המולקולות גורמת ליצירת לחץ. תנועת האוויר היא הכוח, הגורם לעפיפונים ובלונים לעלות. יש לו כוח לדחוף, ולהרים ציפורים לשמים וגם מטוסים. האוויר מורכב ממספר גזים: חמצן, מימן, פחמן דו-חמצני וחנקן. בשנת 1964, הוכיח המדען, אוונגליסטה טוריסלי (Evangelista Torricelli), שלאוויר יש מסה, ותנועת המולקולות יוצרות לחץ. לקראת סוף המאה ה-17, נעזר פרנצ'סקו לאנה (Francesco Lana) בתגלית מדעית זו בתכנון ספינת אוויר. בסרטוטי הספינה הוא השתמש ברעיון, שלאוויר יש מסה. הספינה בנויה מכדור חלול מלא אוויר. כאשר האוויר ייצא מהכדור, הכדור יאבד ממשקלו, וכך יוכל לרחף באוויר. לכל ספינה יחוברו ארבעה כדורים, וכך, כשהכדורים יתרוממו באוויר הספינה, המחוברת אליהם, תרחף באוויר. התוכנית מעולם לא יצאה לפועל, ונשארה רק בסרטוטים.ארבעת הכוחות, הפועלים על המטוס בשעת טיסה. ארבעה כוחות פועלים על המטוס בשעת טיסה: משקל המטוס (כוח המשיכה), העילוי, הדחף והגרר (ראה איור).משקל המטוס מושך את המטוס כלפי הקרקע עקב כוח המשיכה. כדי להתנגד למשיכה זו יש צורך בכוח נגדי, כוח העילוי, הפועל על הכנפיים, אך הכנפיים מספקות את כוח העילוי, רק כשהן בתנועה. כדי להניע את המטוס קדימה, יש להפעיל כוח דחף. כוח זה מושג באמצעות מדחף (מנוע בוכנה), או באמצעות מנוע סילון הפולט סילון גזים חזק מפתח בחלקו האחורי. כנגד הדחף פועל על המטוס כוח הגרר. כוח הגרר הוא תוצאת התנגדות האוויר להתקדמות המטוס (ראה חוקי התנועה של אייזיק ניוטון).אומנות הטייס מתבטאת בכך, שהטייס יצליח לאזן את כל הכוחות האלה, באופן שמטוסו יטוס כרצונו. כיצד הכנפיים גורמות לעילוי המטוס? קימור החלק העליון של כנפי המטוס גורם לאוויר לנוע מהר יותר מעל אזור זה לעומת מהירות אוויר, הנע מתחת לכנף. האוויר האיטי, הזורם מתחת לכנף, דוחף אותה מעלה, לעומתו האוויר המהיר יותר , הנע מעל הכנף, דוחף אותה מטה (ראה איור). כוחות אלה גורמים לעילוי הכנף. (דף מאתר aviron) חזרה

30. שלושת חוקי התנועה של ניוטון החוק הראשון של ניוטון. אם חפץ לא נע הוא לא יתחיל לנוע בעצמו. ואם חפץ נע הוא לא ייעצר או ישנה כיוון, אלא אם משהו יגרום לכך. החוק השני של ניוטון. ככל שחפצים נדחפים יותר חזק, הם ינוע מהר יותר ורחוק יותר. F=m·a (הפעלת כוח של 1ניוטון על מסה של 1 ק"ג תזיז אותו בתאוצה של 1 מטר לשניה בריבוע). החוק השלישי של ניוטון. לפי החוק השלישי של ניוטון חפץ, שנדחף, או שנמשך, ידחוף, או ימשוך באותו כוח לכיוון הנגדי. לדגומא: אם ננסה להרים חפץ כבד נאלץ להפעיל כוח כדי לדחוף אותו מעלה. החפץ כבד, מכיוון שהוא מייצר כוח נגדי שווה כלפי מטה. כוח זה פועל על ידיו של המרים. המשקל מועבר מידי המרים לקרקע דרך רגליו. כתוצאה מכך הקרקע, הנדחפת כלפי מטה, מפעילה כוח נגדי שווה כלפי מעלה. אם הקרקע הייתה דוחפת (מפעילה כוח נגדי) קטן יותר, מרים החפץ יכל ליפול דרכה (הקרקע תשקע), ואם הקרקע הייתה מפעילה כוח גדול יותר מרים החפץ היה עף באוויר. חזרה

31. השליטה בטיסת המטוס. השליטה בתנועת המטוס במרחב מתבצעת בעזרת חלקים נעים, הממוקמים בכנפי המטוס ובזנבו. השליטה בתנועת חלקים אלו מתבצעת באמצעות הגאים, הממוקמים בתא-הטייס. באמצעות הגאים אלו, מתבצעות ארבעת התנועות של המטוס במרחב: גלגול (Roll). גלגול המטוס ימינה או שמאלה מתבצע באמצעות מאזנות (מדף הקבוע לכנף עם צירים). שתי המאזנות מחוברות בניהן באופן כזה, שכאשר מזיזים אחת כלפי מטה השניה תעלה. זו המוטה כלפי מטה תיצור כוח עילוי רב יותר, וצד זה של המטוס יטה כלפי מעלה, בעוד שהצד השני יטה כלפי מטה. ניתן לומר, שהמאזנות יכולות להטות את המטוס סביב ציר דמיוני, הנמשך מחרטומו ועד זנבו.השליטה במאזנות מתבצעת באמצעות סטיק, הממוקם לפני מושב הטייס, ובטיסה נמצא בין רגלי הטייס. הזזת הסטיק ימינה או שמאלה תגרום לתזוזת המאזנות, המחוברות לסטיק באמצעות מטות היגוי וכבלים. הזזת הסטיק ימינה תגרום לירידת הכנף הימנית, והזזת הסטיק שמאלה תגרום לירידת הכנף השמאלית. במטוסים חדישים יותר השליטה במאזנות מתבצעת על-ידי אות חשמלי, המגיע מהסטיק בתא-הטייס, וגורם לשינוי הזווית, בה המאזנות נמצאות.עילרוד (Pitch) עילרוד המטוס מעלה או מטה גורם למטוס לנסוק או לצלול. תנועת העילרוד מתבצעת באמצעות מדפים (הגאי רום), הממוקמים בכנפיים האחוריות של המטוס (משטח הזנב). מדפי המטוס מחוברים בניהם בצורה כזו, ששניהם נעים באותו כיוון. כלומר, כאשר מעלים או מורידים אחד מהם, גם השני עולה או יורד בהתאם. השליטה במדפים מתבצעת באמצעות אותו הסטיק, השולט במאזנות, רק הפעם הזזת הסטיק קדימה או אחורה תגרום לתזוזת המדפים בהתאם. משיכת הסטיק על-ידי הטייס לכיוונו גורמת להטיית המדפים כלפי מעלה. הטיה זו גורמת לאוויר ללחוץ בכוח רב יותר על החלק העליון של הכנפיים האחוריות, ומאלצו לרדת. כתוצאה מכך, מתרומם חרטום המטוס והמטוס נוסק. כאשר המדפים מוטים כלפי מטה כתוצאה מהזזת הסטיק קדימה, האוויר דוחף את משטח הזנב כלפי מטה, והמטוס צולל. ניתן לומר, שמדפי המטוס יכולים להטות את המטוס סביב ציר דמיוני, הנמשך מגחונו ועד גגו. במטוסים חדישים יותר השליטה במדפים מתבצעת על-ידי אות חשמלי, המגיע מהסטיק בתא-הטייס, וגורם לשינוי הזווית, בה המדפים נמצאים.במסוקים העילרוד מתבטא בהרמה והורדה של אף המסוק בלבד. כדי שהמסוק יעלה בגובה, או ירד בגובה טייס המסוק משתמש במוט היגוי נוסף, הקרוי קולקטיב. מוט זה נמצא לצד הטייס. המשך

32. המשך השליטה בתנועות המטוס: סבסוב (Yaw). סבסוב הינו פניית המטוס ימינה או שמאלה לאורך ציר הרוחב. השליטה בתנועת הסבסוב מתבצעת באמצעות משטח אנכי, שמחובר באמצעות צירים לחלקו האחורי של זנב המטוס. זהו הגבה הצד, המחובר באמצעות כבלי פלדה דקים ומוטות היגוי אל זוג דוושות, המצויות מתחת לסטיק. כאשר לוחץ הטייס ברגלו על הדוושה השמאלית, נמשך הגה הצד שמאלה. כתוצאה מכך, לוחץ האוויר בכוח רב יותר על המשטח השמאלי של הגה זה, והזנב נע ימינה, ואילו המטוס כולו מסתובב שמאלה. לחיצה על הדוושה הימינית תגרום לתוצאה הפוכה. בסבסוב המטוס משתמש הטייס גם במאזנות בנוסף להגה הצד. בדרך-כלל יש במטוס גלגל איזון, שאותו יכול הטייס לסובב לצדדים כדי לשנות את זווית משטחי הכנפיים האחוריות. הוא משתמש בו כדי לאזן את המטוס מבחינת הכובד של חלקו הקדמי והאחורי. באופן זה אין הטייס חייב לדחוף ולמשוך כל הזמן במוט ההיגוי, אלא להשתמש בגלגל האיזון. ברוב המטוסים החדישים יש מדפים נוספים בכנפיים, הממוקמים סמוך לגוף המטוס. שלא כמאזנות המדפים יכולים לנוע רק מטה (רק מתחת לגובה הכנף) ובמקביל, כלומר כשאחד המדפים יורד גם השני יורד. השליטה במדפים מתבצעת באמצעות ידית בתא-טייס. ירידת המדפים מגבירה את כוח העילוי. השימוש בהם נועד כדי להפחית את מהירות המטוס בשעת הנחיתה. כך למעשה, יש בכנפיים שתי מערכות של משטחים נעים: המאזנות, המחוברות סמוך לקצוות הכנפיים, והמדפים, המחוברים סמוך לגוף המטוס . -ראה קישור)Aviron (דפים מאתר חזרה

33. ** זרימת אוויר מסביב לפרופיל אווירודינמי יוצרת הפרש לחצים בשני צדדיו המתבטא ביצירת "כח העילוי" המרים את הפרופיל(חתך הכנף).כיצד נוצרים כל האלמנטים של התהליך הזה?( השפעתהאוויר,כדור הארץ ומנוע המטוס) • את זרימת האוויר משיגים ע"י משיכת (או דחיפת) המטוס בכוח מניע T Thrust))המושג בעזרת • מנוע המטוס , • המתגבר על כוח ההתנגדות האווירD (Drag), המתנגד לתנועת המטוס. • זרימת האוויר מסביב לכנפיים גורמת להיווצרות כוח העילוי)L (Lift • המרים אתמשקל המטוס • ( כוח משיכת כדור הארץ) W (Weight) . • יש לציין שאלו הם ארבעת הכוחות העיקריים הפועלים על מטוס בטיסה ישרה כח עילוי התנגדות האוויר התנגדות האוויר כוח הנעה משקל המטוס חזרה

34. יחידות הגדרה סמל המושג קילוגרם כמות החומר m מסה מטר/שנייה, ק"מ/שעה שינוי אורך הדרך ליחידת זמן v מהירות מטר /שנייה בריבוע השינוי במהירות ליחידת זמן a תאוצה 9.81 מטר /שנייה בריבוע תאוצת משיכת כדור הארץ תאוצת נפילת גוף g תאוצת כובד ניוטון, קג"כ הכוח בו נמשכת המסה של הגוף לכדור הארץ W משקל ניוטון/מטר בשלישית משקל ליחידת נפח – γ משקל סגולי ניוטון/מטר מרובע פסקל ,בר, אטמוספרה הפעלת כוח על יחידת שטח- P לחץ הלחץ=1 אטמוספרה משקל האוויר על שטח-בגובה פני הים: Pa לחץ אטמוספרי יח' לחץ התוצאה של פעולת לחצים בכיוונים מנוגדים על אותו שטח .יוצרת כוח שקול. ΔP הפרש לחצים מושגים פיסיקליים שימושיים באווירודינמיקה חזרה להפרש לחצים חזרה