מבוא:

תנועת המטוס עניינה אותנו מאוד ולאחר בדיקה של איזה נושאים במטוס אנו יכולים לחקור החלטנו להתמקד בשאלה כיצד ניתן לבנות מטוס שיטוס בצורה היעילה ביותר. ולכן החלטנו לחקור את הכנפיים של המטוס , ובסוף המחקר נוכל לדעת מהי הכנף האידיאלית שאיתה הטיסה תהיה יעילה ביותר וכך תהיה חסכונית כלומר שתבזבז כמה שפחות דלק ואנרגיה.

מטרות המחקר ושאלות המחקר:

מטרת המחקר היא למצוא מהי הכנף האידיאלית שאיתה הטיסה תהיה יעילה ביותר וכך תהיה חסכונית כלומר שתבזבז כמה שפחות דלק ואנרגיה. 

1. מהו כוח העילוי והגרר כתלות בזוית ההתקפה?
2. מהו כוח העילוי והגרר כתלות ברדיוס העקמומיות?

עקרונות פיזיקליים מרכזיים

כוח עילוי, כוח גרר, משואת ברנולי, זווית התקפה, מקדם עילוי, מקדם גרר, אפקט קואנדה

ניסויים מקדימים:

1. נפילה חופשית של כדורים
2. מדידת כוח עילוי כוח גרר כתלות במהירות

ניסוי מרכזי:

1. מציאת זוית התקפית אופטימלית
2. חקירת כוח עילוי וגרר כתלות ברדיוס העקמומיות

מהלך המחקר

הניוסיים המרכזיים התבצעו במנהרת רוח, ובה מדדנו באמצעות חיישני כוח את כוח הגרר והעילוי על כנף שטוחה כתלות במהירות, לאחר מכן בזוית ההתקפה, ובהמשך ברדיוס העקמומיות.

בניסוי הראשון ניסינו למצוא את זוית ההתקפה האופטימלית של כנף שטוחה. על מנת למצוא את הזווית האופטימלית, בה הכנף חייבת להימצא על מנת לבזבז כמות מינימלית של אנרגיה ושבה כוח העילוי הוא מקסימלי, נבנה גרף של יחס בין כוח העילוי לבין כוח הגרר כתלות בזווית ההתקפה. נקודת הקיצון המקסימום המוחלט של הגרף תהיה הזווית האופטימלית. ההשערה שלנו לגבי כוח העילוי והגרר מגיע מתוך הנוסחה: 

את מקדם העילוי והגרר חישבנו לפי:

בניסוי המרכזי השני ניסינו לחקור את כוח עילוי וכוח גרר כתלות ברדיוס העקמומיות. שיערנו שככל שרדיוס העקמומיות גדל כוח העילוי וכוח הגרר קטנים והגענו לפיתוח התאורטי הבא:

ממצאים:

בניסוי המרכזי הראשון מצאנו כי הזוית האופטימלית היא כ-8 מעלות, שם היחס בין כוח העילוי לכוח הגרר הוא הכי גבוה.

בניסוי השני קיבלנו את התלות הבאה בין כוחות עילוי וגרר ומקדם העקמומיות:

ניתן לראות מגמה יורדת – ככל שרדיוס העקמומיות עולה, כך יורד כוח העילוי וכוח הגרר, וזה גם תואם את תוצאות הסימולציה (נקודות כחולות). לא יכולנו להסיק מסקנות מהגרף של יחס עילוי גרר מכיוון שיצאו תוצאות לא ברורות, ולדעתנו הסיבה לכך שככל שרדיוסי העקמומיות גדלים כך כל שגיאה קטנה תשפיע על התוצאות (על היחס עילוי גרר).

דיון ומסקנות:

1. יכולים להסיק מהגרפים שהתקבלו מתוצאות הניסוי שכל שרדיוס העקמומיות גדל כוח העילוי וכוח הגרר ירדו.
2. צורת הכנף נעשתה בצורה ידנית ע"י בריסטול ודבק נייר ולכן זרימת הרוח שיבשה במעט את צורת הכנף, מה שהיה גורם לקריאות מוטעות.
3. המאוורר במערכת שנועד ליצור זרימת רוח אחידה גורם למערבולות אוויר שמפריעות לקריאות החיישנים. בנוסף, תנועת המאוורר מרעידה מעט את המערכת, מה שעלול לגרום לעוד שיבושים בקריאות החיישנים.
4. הרוח פוגעת בכנף בזווית שמשתנה עבור כל רדיוס עקמומיות מה שעשוי להשפיע על תוצאות המדידה.

ביבליוגרפיה:

1. אאוריקה , (ח"ת). מה הוא כוח העילוי?
2. https://eureka.org.il/item/51424/%D7%9E%D7%94%D7%95-%D7%9B%D7%95%D7%97-%D7%94%D7%A2%D7%99%D7%9C%D7%95%D7%99
3. אביר , ד(1986) . אווירודינמיקה. משרד הביטחון.
4. המכלול ,(ח"ת) .משוואת ברנולי. https://www.hamichlol.org.il/%D7%9E%D7%A9%D7%95%D7%95%D7%90%D7%AA_%D7%91%D7%A8%D7%A0%D7%95%D7%9C%D7%99
5. Anderson,D. Eberhardt,S.(1999) How Airplanes Fly: a physical description of lift,1-7
6.  האיגוד לתעופה ספורטיבית, (ח"ת). אווירודינמיקה.