איך העולם עובד - מטוסים חלק א' - איך הם ממריאים ומה מחזיק אותם באויר?

אם יצא לכם לבקר פעם בנמל התעופה, או אפילו רק לנסוע במכונית בכביש ליד נמל התעופה, ודאי הבחנתם בכך שמקרוב מטוסים נראים הרבה יותר מסורבלים וכבדים מכפי שהם נראים כשמסתכלים בהם כשהם בשמים. למטוסים יש גוף ממתכת ודלתות עבות. הם מכילים כיסאות, עגלות של אוכל ותאי שירותים. וגם בתינוק הזה שהיה מאחוריכם ובכה כל הטיסה. ועוד לא הזכרנו את משקל המנועים, את הדלק ואת הגלגלים. איך מטוס כבד וגדול כל כך מסוגל לעוף באוויר בלי ליפול?

---

תאריך עליית הפרק לאוויר: 02/07/2018.

[חסות]

ג'ינגל: "חינוכית".

[מוזיקת פתיחה]

קריין: "איך העולם עובד" עם ארנון זמיר.

[קול של מטוס ממריא]

אם יצא לכם לבקר פעם בנמל התעופה, או אפילו רק לנסוע במכונית בכביש ליד נמל התעופה, ודאי הבחנתם בכך, שמקרוב, מטוסים נראים הרבה יותר מסורבלים מכפי שהם נראים בשמיים. למטוסים יש גוף ממתכת ודלתות עבות והם מלאים בכיסאות, בעגלות אוכל ובתאי שירותים, וגם בתינוק הזה שהיה מאחוריכם ובכה וצרח כל הטיסה [בכי של תינוק]. ועוד לא דיברנו על המשקל של המנועים, של הדלק, של הגלגלים. איך מטוס כבד כל כך מסוגל לעוף באוויר בלי ליפול? אז הכל בזכות הכנפיים. את כוח הכבידה, אתם כנראה מכירים מצוין. אם תזרקו כדור לאוויר, כוח הכבידה שמפעיל כדור הארץ ימשוך אותו בחזרה אל הקרקע [כדור קופץ]. אותו כוח פועל גם על המטוס ומנסה להצמיד אותו אל הקרקע. כדי שהמטוס יתרומם לאוויר, צריך להפעיל עליו כוח נגדי, כזה שיגרום לו לזוז כלפי מעלה, והכנפיים הן שיוצרות את הכוח הזה - 'כוח העילוי'. [צליל מצילה קצר]

כיצד נוצר כוח עילוי על הכנפיים? זה שילוב של צורת הכנף והזווית בין הכנף לבין כיוון ההתקדמות של המטוס, שקוראים לה 'זווית התקיפה'. [נפילת פצצה] לא שהיא תוקפת מישהו, היא פשוט זווית המפגש של כנפי המטוס עם הרוח שנושבת עליהן. צורת הכנף היא כזאת, שהיא כאילו אוגרת מתחתיה רוח. כלומר, בזמן שהמטוס נע קדימה, החלק התחתון של הכנף מתנגש ביותר חלקיקי אוויר מאשר החלק העליון שלה. כל חלקיק אוויר שמתנגש בכנף, דוחף אותה קצת, ממש טיפ טיפה. [צליל מצילה קצר] ככל שהמטוס נע מהר יותר, הוא נתקל ביותר חלקיקי אוויר, ומקבל יותר ויותר דחיפות זעירות כאלה. מכיוון שהכנפיים מקבלות יותר דחיפות מלמטה מאשר מלמעלה, כלומר, לחץ האוויר גבוה יותר מתחת לכנף מאשר מעליה, ההשפעה המצטברת דוחפת את הכנף למעלה, ואיתה, כמובן, את כל המטוס. [מטוס חולף וקולות ציפורים]

ההסבר הפיזיקלי לכך קשור גם בצורה של הכנפיים. הקצה הקדמי של הכנף הוא מעוגל ורחב יותר מהקצה האחורי, צורה שתורמת ליצירת עילוי. אבל גם בלי ליצור צורה מיוחדת, אתם יכולים להדגים איך מרגיש עילוי. [קימוט נייר] קחו פיסת נייר, או עדיף קרטון או בריסטול, משהו שלא מתקפל בקלות. תחזיקו אותה מול מאוורר. [רשרוש נייר מול מאוורר] אתם תראו שהרוח גורמת לה להתרומם קצת. אם תרימו את קצה הבריסטול שקרוב יותר למאוורר, יותר רוח תכה בחלק התחתון שלו והוא יתרומם עוד יותר כלפי מעלה. כשהמטוס נוסע במהירות במסלול ההמראה, רוח חזקה נושבת על הכנפיים, כאילו הוא נוסע מול מאוורר. חלק מהרוח זורם מעל הכנפיים וחלק אחר מתחת, כוח חזק יותר מופעל על החלק התחתון, וכמו הבריסטול מול המאוורר, הכנף נדחפת כלפי מעלה. עכשיו, זה קל כשמדובר בפיסת נייר ששוקלת רק כמה גרמים. אבל איך מרימים עם הרוח הזאת מטוס ששוקל כל כך הרבה טונות? פשוט הרוח צריכה להיות הרבה הרבה יותר חזקה. [רוח נושבת]

ככל שהמטוס מהיר יותר, הרוח על הכנף מהירה יותר, וכך כוח העילוי עליו חזק יותר. בתחילת המסלול, המטוס עומד. המנועים מתחילים לפעול, ואנחנו מתחילים לנסוע [טרטור מנוע]. המטוס מגיע ל-100 קילומטרים לשעה, ל-200 קילומטרים לשעה [טרטור מתגבר], ובערך ב-300 קילומטרים לשעה, העילוי שפועל על הכנפיים חזק מספיק, הקרקע מתחילה להתרחק מאיתנו ו… אנחנו באוויר. [טרטור דועך] הערה קטנה, המהירות המסוימת הזאת נכונה למטוסים מסוג בואינג 747. אם טסתם פעם לחו"ל מישראל, סביר להניח שטסתם במטוס כזה. מהירות ההמראה משתנה בין מטוס למטוס, וכמובן, לפי משקל המטוס באותו רגע. אם יש בו פחות אנשים או שהם יותר רזים, יידרש פחות כוח עילוי ומהירות ההמראה תהיה נמוכה יותר.

כמו שאמרנו, העילוי תלוי גם בזווית שבין הכנף לבין הקרקע, הלא היא זווית התקיפה המפורסמת. והטייסים יכולים לשנות את הזווית הזאת כדי לשלוט בעילוי. אם הסתכלתם מקרוב על הכנפיים, למשל, כשהאף שלכם היה מעוך על החלון בזמן ההמראה [חריקת ניגוב חלון], יכול להיות שראיתם חלק מהכנף זז פתאום. החלקים האלה נקראים 'מדפים' והם נמצאים לכל אורך הכנף, כאילו פורסים עוד כנף קטנה כלפי מטה לכיוון האדמה. [טרטור] המדפים מאפשרים למטוס לייצר הרבה עילוי על אף שהמהירות שלו עדיין נמוכה יחסית. המדפים גורפים עוד רוח, הרוח מרימה יותר ו… אתם מבינים כבר את הרעיון. [טרטור חלש ברקע] אחרי ההמראה, כשהמטוס כבר באוויר והמהירות שלו מספיק גבוהה, הטייסים ימשכו את החלק הזה אל תוך הכנף ויקצרו אותה בחזרה.

אז… אחרי שהבנו איך המטוס ממריא וראינו את המדפים מתקפלים, בואו נשאל איך מטוסים פונים ימינה ושמאלה. במכונית אנחנו מסובבים את ההגה. ההגה מסובב את הצמיגים והם נוגעים בכביש. אבל באוויר אין לנו צמיגים ואין לנו כביש, אז איך מסתובבים? [צליל מסתורי] בקצות הכנפיים יש עוד שני משטחים קטנים שעולים ויורדים במהלך הטיסה. אלו הן ה'מאזנות', והן משנות את עוצמת העילוי כמו המדפים, אבל על כל כנף בנפרד. כשמורידים את אחת המאזנות, הכנף שלה מייצרת קצת יותר עילוי מהכנף הנגדית, ולכן מתרוממת. גוף המטוס מחובר לכנף ולכן הוא נוטה מעט הצידה. זה כמו ילד שמתגלגל על הרצפה. עכשיו, כוח העילוי פועל על המטוס כלפי מעלה. נגיד שאני שוכב על הבטן עם הידיים לצדדים ואתם באים ושמים לי על הגב, ממש באמצע, בקבוק מים. משחק מוזר, אני יודע, אבל מיד זה יהיה מובן יותר. הבקבוק מצביע למעלה אל השמיים, אבל אם אני ארים את יד ימין ואתגלגל טיפה לשמאל, הבקבוק ייטה שמאלה ועכשיו הוא לא מצביע רק לשמיים, אלא גם לשמאל. הבקבוק, אולי ניחשתם, מסמל את כיוון כוח העילוי של המטוס, וכשהמטוס מתגלגל לשמאל, כוח העילוי דוחף אותו לא רק למעלה אלא גם קצת שמאלה, ומושך את המטוס לתוך הפנייה. כל זה, דרך אגב, תוך כדי תנועה קדימה. כלומר, כאילו מישהו גורר אותי על הרצפה מהידיים. בעצם, חכו שנייה, מושך אותי על הדשא, סוחב אותי מהאוזניים, [צליל טוינג הולך ודועך] אתם יודעים מה? אני כבר לא אוהב את המשחק הזה. בקיצור, המאזנות מרימות כל פעם כנף אחת ואז את השנייה, והמטוס מתגלגל ופונה לכיוון הטיסה הרצוי. [צלילי טיסה] אז עכשיו כשאנחנו באוויר והטייסים הפנו את המטוס לכיוון הנכון, [צלצול הודעת צוות] אתם יכולים להשעין את הכיסא לאחור, לבחור סרט במסך שמולכם, [צלצול] ולחשוב על השאלה הבאה: [טרטור מטוס] בשביל מה יש למטוס זנב? [טרטור מתגבר ונפסק]

חפשו את הפרק הבא, [טרטור…] מטוסים 2 - זנבות, הגאים ומעצורי אוויר.

ג'ינגל: "חינוכית".

קריין: הופק על ידי "פודקאסט ישראל מדיה בע"מ".

[חסות]