נגישות
headline





מטוס סילון




מנוע הסילון


אנגליה


פראנק וויטל (Frank Whittle)
נולד בראשון ליוני 1907 בקובנטרי (Coventry) שבאנגליה. אביו היה מכונאי וממנו ירש וספג וויטל הצעיר את התעניינותו בתחום. עוד מגיל צעיר הוא הביע עניין בהנדסה בכלל ובענף התעופה בפרט. בגלל קומתו הנמוכה ומבנה גופו הקטן היה לו קשה להתקבל לחיל-האוויר הבריטי, אך בסופו של דבר הוא צלח משוכה זו. בשנת 1928 הוא התקבל לטייסת. וויטל הצטיין בלימודיו בתחום מכונאות האווירון ובעבודת התיזה שלו הוא כבר הניח את היסודות לקראת המצאת מנוע הסילון אליה יגיע מאוחר יותר בחייו.

וויטל הגה את הרעיון למנוע הסילון כבר בשנת 1929 והציע לחיל-האוויר הבריטי לבנות מנוע שכזה לבדיקה. הצעתו נדחתה בנימוק שמנוע מסוג זה לא יהיה יעיל וכלל לא יהיה ישים באווירון. למרות שהצעתו נדחתה, וויטל, בעידוד חבריו, המשיך להאמין ברעיון מנוע הסילון.

בשנת 1930 הוא רשם פטנט על המצאתו ובכוחות עצמו (עם עזרה מכמה חברים) הוא הקים בהשקעה פרטית ממספר משקיעים חברה לבניית מנועי סילון. בשנת 1937 הוא סיים לבנות אב-טיפוס ראשון מוצלח של המנוע החדש. המנוע לא יועד עדיין להיות מושם בכלי טיס, אלא רק לשמש כבחינה מעשית של הרעיון למנוע סילון. המנוע עבר בהצלחה את הבחינה המעשית וזכה סופסוף להתעניינות בקרב אנשי משרד האוויר הבריטי.

אך לצד התעניינות אנשי משרד האוויר הבריטי ונכונותם, לסירוגין, להשקיע במנוע הסילון סבל וויטל מקשיים פיננסיים בגלל פרישת חלק ממשקיעיו הפרטיים. הטלטלה הכספית שהחברה עברה מקצה לקצה, הבעיות הטכנולוגיות שהתגלו והעבודה המאומצת הרבה בסביבה של אי-וודאות כה גדולה גבו מוויטל מחיר בריאותי רב. הוא סבל מהתמוטטות עצבים.

בשנת 1939, זמן קצר לפני פרוץ מלחמת העולם השנייה, שוב התעניינו במשרד האוויר הבריטי במנוע הסילון. התעניינות זו זכתה לביטוי מעשי לאחר פרוץ המלחמה עם מימון צבאי לבניית אווירון-מבחן ראשון בעל מנוע סילון בחברת גלוסטר (Gloster) האנגלית.

ב-7 לאפריל 1941 נערכה טיסת המבחן הראשונה בה האווירון רק דילג באוויר בגובה נמוך מעל פני הקרקע. טיסה אמיתית באוויר נערכה כמה ימים לאחר-מכן וכבר בה ניכר הפוטנציאל הגלום במנוע הסילון כאשר הושגה מהירות של כ- 600 קמ"ש בגובה רב של 7.5 ק"מ.

לאחר ההצלחה שהופגנה בניסוי החליטה הממשלה להלאים את חברת מנועי הסילון של וויטל.

העבודה המאומצת בסביבה לחוצה והטרדות הכלכליות שוב גבו מוויטל מחיר בריאותי והוא סבל מהתמוטטות נוספת בשנת 1944. לאחר סיום המלחמה הוא התפטר מעבודתו, אך זכה לאות אבירות על תרומתו למאמץ המלחמתי עם המצאת ופיתוח מנוע הסילון. הוא היגר לארה"ב ושם נפטר ב- 9 לאוגוסט 1996 מסרטן ריאות.

גרמניה


במקביל וללא קשר לעבודתו של וויטל באנגליה גם בגרמניה נעשתה עבודת מחקר ופיתוח של מנוע סילון ומטוס סילון. למעשה, עבודת הפיתוח שנעשתה בגרמניה קדמה מעט בתוצאותיה לזו שנעשתה באנגליה.

האנס יואכים פאבסט פון אוהיין (Hans Johachim Pabst von Ohain)
נולד ב-14 לדצמבר 1911, בדסאו (Dessau) שבגרמניה. בשנת 1930 הוא החל בלימודי תרמודינאמיקה ואווירונאוטיקה. הוא נשאר באוניברסיטה גם לאחר קבלת תואר הדוקטוראט ושם הוא הגה את הרעיון למנוע סילון. אוהיין שם-לב שהבוכנה הנעה במהירות גבוהה במנוע גורמת לרעידות בלתי נשלטות ובלתי רצויות של האווירון. כדי לבטל את הרעידות הלא רצויות הללו הוא חיפש דרך בה יוכל לבנות מנוע ללא חלקים נעים. כך הוא הגיע לרעיון של בניית מנוע סילון.

הוא בנה דגם למנוע החדש ובחן אותו. המנוע אמנם לא עבד בהצלחה, אך הוא הוכיח כי התיאוריה העומדת מאחוריו נכונה ואיתנה. אוהיין היה מעוניין להמשיך ולעבוד על המצאתו, אך לא היו לו את האמצעים הכספיים הדרושים לכך. הוא זכה להציג את רעיונו ולהראות את המצאתו לבונה אווירונים מפורסם בארצו, ארנסט היינקל (Ernst Heinkel). הלה התרשם מאוד ממה ששמע וראה ופתח בפני אוהיין את דלתות מפעלו לייצור אווירונים.

במהלך המחצית השנייה של שנת 1936 נבנה מנוע חדש שלמרות שלא היה חף מבעיות הוא הופעל בהצלחה בתחילת שנת 1937. הצלחה זו גררה בנייה של מנוע נוסף, משופר, וגם מסגרת בה ניתן יהיה להתקין אותו באווירון. המנוע החדש נבדק בשנת 1938 ונחל כישלון. שיפורים שהוכנסו הצילו את המצב וב- 27 לאוגוסט 1939, ממש לפני פרוץ מלחמת העולם השנייה, הוטס המטוס הסילוני הראשון בעולם.

אך מעתה ההתקדמות המעשית בצד הגרמני בנושא זה הפכה לאיטית. רק באפריל 1941 הוצג לראווה אב-טיפוס של מטוס קרב גרמני ראשון המונע בכוח סילון. ההצגה בפני ראשי חיל-האוויר הגרמני הייתה מוצלחת ופיתוח מנועי הסילון נמשך. במשך כשלוש שנים נמשך הפיתוח כאשר כל מנוע חדש שתוכנן ונבנה העפיל והתעלה על קודמו. בשנת 1944 החל לצאת מפס הייצור מטוס הסילון הקרבי המעשי הראשון, המסרשמידט 262 ((ME 262 Schwalbe Jet.

אך היה זה עיתוי מאוחר מידי עבור גרמניה. המלחמה כבר הייתה בשלביה האחרונים מבחינת הצבא הגרמני. בנוסף, כל היתרון שהיה גלום במסרשמידט 262 הגרמני אבד כאשר אנגליה לא איחרה להוציא מטוס סילון משלה, שהיה אף מעט טוב יותר.

אחרי המלחמה היגר אוהיין לארה"ב. הוא המשיך לעבוד בתחום התמחותו ועזר לפתח שם את תחום מנוע הסילון.

הוא נפטר ב-13 למרץ 1998.

אופן הפעולה של מנוע סילון


מנוע בוכנות רגיל מנצל את הגזים הנפלטים בלחץ גבוה משריפת דלק לשם הנעה פיזית של הבוכנות. תנועת הבוכנות פנימה והחוצה היא זו שמניעה את ציר המנוע. במנוע סילון העבודה מבוצעת באופן שונה לגמרי מזו שבמנוע בוכנות. במנוע סילון מנצלים את הרתע המתקבל מהגזים הנפלטים החוצה בלחץ גבוה. זוהי למעשה הדגמה לחוק השלישי של ניוטון הגורס שבעקבות כל פעולת כוח בטבע נוצרת פעולה נגדית. הגזים נפלטים החוצה (אחורה) בעוצמה רבה ומנגד נוצר כוח רתע הדוחף את המנוע ואתו את כל גוף המטוס קדימה.

אופן פעולת מנוע סילון


דוגמה לכוח הרתע ניתן למצוא בדוגמאות שונות בחיי היומיום. למשל, כאשר מפעילים בבת-אחת זרם מים גבוה בצינור מים בגינה אז כנגד פליטת המים קדימה בעוצמה רבה מתוך הצינור נוצר כוח דחף הדוחף אחורנית את הצינור ואת האוחז בו. ככל שזרם המים חזק יותר, כך כוח הדחף חזק יותר והרתיעה לאחור היא גדולה יותר. לכן, עבור כבאים, למשל, אתגר פיזי ממשי הוא לאחוז בזרנוק הכיבוי הגדול ולהישאר יציבים במקומם.

דוגמה נוספת לכוח הרתיעה היא ירי בתותח, ברובה או אפילו באקדח. בפעולת הירי נפלט מהקנה כדור או קליע במהירות רבה בשל הגזים שנוצרו ונפלטו מבעירת אבק השריפה (עוד על גילוי אבק השריפה ניתן לקרוא בפרק מיוחד באתר זה). כנגד התקדמות הכדור או הקליע קדימה נוצר כוח רתע לאחור המניע את התותח אחורנית או הדוחף את היד האוחזת ברובה או באקדח אחורה.

מנוע הסילון פועל על בסיס אותו עיקרון של כוח רתיעה או דחף לאחור. הגזים נפלטים במהירות, בסילון גז מהיר, מהמנוע בצד אחר ועקב כך נגרם כוח רתיעה הדוחף את המנוע (והמטוס המחובר אליו) לצד הנגדי.

מנוע הסילון, הנקרא גם טורבינת גז, שואב לתוכו אוויר בעזרת מדחף הנמצא בחלקו הקדמי. האוויר נדחס פנימה בעזרת מערכת מדחפים נוספת אל תוך תא בעירה. בתא הבעירה מרססים אדי דלק אל תוך האוויר הדחוס. התערובת הדחוסה והדליקה מוצתת בקלות בעזרת ניצוץ חשמלי. בעירת התערובת הדליקה משחררת גזים הנפלטים החוצה מחלקו האחורי של המנוע בסילון גז אלים. כתוצאה מפליטת הסילון המהירה והחזקה נוצר כוח דחף הדוחף את המנוע ואיתו את כל המטוס קדימה.

לפרק הקודם | לפרק הבא




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



לשנים: 1990-2000

■...■...■...■...■ | שלום | ■...■...■...■...■



[ 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 ]