ניסוי מנהרת רוח ביתית ומה הקשר לאחים רייט

החופש לעוף בשמים כמו ציפור היה חלומו של האדם במשך מאות שנים, והיו אלה האחים רייט, וילבור ואורוויל רייט, שהעזו לקחת את החלום הזה לגבהים מרקיעי שחקים. כחלוצים בהיסטוריה של התעופה, האחים רייט לא רק היו הראשונים שהצליחו להפעיל הטיסה הממונעת הראשונה, אלא גם תרמו תרומה פורצת דרך בבניית מנהרת הרוח. מכשיר זה חולל מהפכה בתחום האווירונאוטיקה והפך לכלי חיוני עבור יישומים רבים. היום נעשה ניסוי מיוחד במנהרת רוח ביתית ונבדוק איך חוק העילוי משפיע על המטוס

לידתה של מנהרת הרוח

בעוד הרעיון של מנהרת רוח הוצע מוקדם יותר כבר בשנת 1809 על ידי סר ג'ורג' קיילי ואחרים, האחים רייט היו בין הראשונים שהפכו את הרעיון הזה למציאות מוחשית. בשנת 1901 בנו האחים את אחת ממנהרות הרוח הראשונות בהיסטוריה. הם השתמשו במנהרת רוח פונקציונלית למטרות מחקר אווירונאוטי כדי לבחון ולשכלל צורות כנף שונות ואפשרה להם לחקור את כוחות העילוי והגרר של דגמי מטוס שונים, פלא הנדסי זה, אפשר להם לבחון את נבכי האווירודינמיקה בסביבה מבוקרת ומילא תפקיד מרכזי בהישג ההיסטורי שלהם של בניית המטוס הממונע הראשון, בשנת 1903.

רכיבים ושימושים עיקריים במנהרת רוח

מנהרת רוח היא מכשיר המשמש לחקר ההתנהגות האווירודינמית של עצמים בסביבת זרימת אוויר מבוקרת. מנהרת רוח מורכבת ממספר רכיבים קריטיים המשתפים פעולה בהרמוניה ליצירת סביבה להזרמת אוויר יעילה ומבוקרת. המרכיבים העיקריים כוללים את אזור הבדיקה - בו מודלים ממוקמים לניתוח מאוורר או מדחס - אחראי ליצירת זרימת האוויר

אזור צר - המשפר את מהירות זרימת האוויר וממזער מערבולות

כלי מדידה לאיסוף נתונים - כמו חיישני לחץ אויר מד מהירות ותאוצה, מד טמפרטורה ועוד שילוב רכיבים אלה מבטיח ניסויים מדויקים וחוזרים על עצמם.

שימושים במנהרת רוח

היישום הראשון במעלה של מנהרות רוח טמון במחקר ופיתוח אווירונאוטי.

על ידי בדיקת כנפי מטוסים, גוף מטוסים ורכיבים אחרים בתוך מנהרת הרוח, מהנדסים מקבלים תובנות חיוניות לגבי ביצועים אווירודינמיים, שלמות מבנית ויעילות כוללת. הידע שנצבר מניסויים במנהרת רוח תרם באופן משמעותי להצלחתם של האחים רייט להשיג את הטיסה האנושית הממונעת, המבוקרת והממושכת הראשונה בשנת 1903.

לא כל מנהרות הרוח המודרניות הן מבני ענק שמכילים מודלים אמתיים של מכוניות או מטוסים בגודל מלא. רובם הם מנהרות רוח קטנות ולכן בונים מודל מוקטן של דגם המטוס כמו בתמונה זו וניתן לצפות במתרחש דרך תא התצפית.

מנהרות רוח חצו את גבולות האווירונאוטיקה וכיום הן מוצאות יישומים נרחבים בתחומים מגוונים: תעשיית הרכב מסתמכת במידה רבה על מנהרות רוח כדי לייעל את עיצובי הרכב להפחתת הגרר, יעילות דלק מוגברת ויציבות משופרת.

אדריכלים ומהנדסים משתמשים במנהרות רוח כדי לחקור את השפעות הרוח על מבנים גבוהים, וכתוצאה מכך עיצובי בניינים חזקים ויציבים יותר.

קידום לימודי ספורט וסביבה מנהרות הרוח השפיעו אפילו על עולם הספורט. ספורטאים ויצרני ציוד ספורט רותמים את הטכנולוגיה כדי לשפר את הציוד והתנוחות, ומשיגים יתרון תחרותי באמצעות אווירודינמיקה משופרת.

מנהרות רוח מילאו תפקיד מרכזי במחקרים סביבתיים, וסייעו בהערכת מערכות פיזור ואוורור מזהמים ליישומים תעשייתיים וסביבתיים.

אמנם האחים רייט לא המציאו את הרעיון של מנהרת רוח, אבל הם היו הראשונים ליישם אותו בפועל. מנהרת הרוח שלהם, הותירה חותם בל יימחה על ההיסטוריה, ועיצבה את מהלך התעופה ותחומים רבים אחרים. מהטיסה הראשונה ועד לחקר תופעות אווירודינמיות מורכבות, מנהרות רוח ממשיכות להניע חדשנות ולעורר השראה בכושר ההמצאה האנושי. בעודנו מביטים אל העתיד, מכשיר יוצא דופן זה נותר עדות לכוחה של החקירה המדעית ולרוח האנושית הבלתי מעורערת לשאוף הגיע לשמיים ומעבר להם.

הצטרפו לקבוצת הוואצאפ שלנו לילדים סקרנים וקבלו תכנים בלעדיים וניסויים שימשיכו לעורר בכם את הסקרנות

רוצה להצטרף

אתגר מנהרת הרוח

בניסוי הפעם נבדוק את השפעות כוח העילוי על המטוס וניצר מנהרת רוח בעזרת רכיבים פשוטים שניתן למצוא בבית

החומרים הדרושים:

-מייבש שיער (פן)

✂ מספרים,

📃נייר (עדיף נייר עיתון)

-דבק סלוטייפ

✏ עיפרון

מה עושים בניסוי מנהרת הרוח הביתית?

נסמן על הנייר קו ברוחב של 3 ס"מ

ובאורך של 30 ס"מ

נגזור לפי הקו לקבלת פס נייר

נקבל פס נייר ברוח 3 ס"מ ואורך 30 ס"מ לפחות

נדביק את קצה פס הנייר במרכז העיפרון בעזרת דבק הסלוטייפ

נדביק את קצה פס הנייר במרכז העיפרון בעזרת דבק הסלוטייפ

נפעיל את מנהרת הרוח נכוון את מייבש השיער על אויר קר נפעיל את מייבש השיער בעוצמה הנמוכה

נחזיק את העפרון ביד אחת כאשר הוא מאוזן לריצפה

המטרה היא לגרום לנייר להתרומם ולעוף ישר בגובה העיפרון בעזרת זרם האויר. שימו לב נכוון את זרם האוויר מעל הנייר

זרם האוויר לא פוגע בנייר עצמו ולא מתחתיו

זאת התוצאה שצריך לקבל

לחצו לצפייה במנהרת הרוח הביתית בפעולה

בבחינת מודלים של מטוסים במנהרת רוח מקצועית ניתן להבחין על כנפי המטוס פיסות נייר זעירות המאפשרות לצופה לראות את זרימת האוויר על כנפני המטוס. ממש כמו בניסוי שלנו!

ניסוי המשך שלי לניסוי מנהרת הרוח הביתית

ניסוי באוירודימיקה שמדגים מה הקשר בין צורת המבנה להשפעה של אויר ורוח.

חשבו מה הקשר למבנה כנף המטוס? ומתי הנר כבה?

אוהבים ניסויים ? נסו את ערכות המדע של שיגעון המדעים

לחנות מדע

אהבתם את הניסוי?! שתפו!