מהנדסים בתעופה

הסטודנטים והסטודנטיות הלומדים בפקולטה להנדסה נמצאים במרדף יומי אחר בעיות ומציאת פתרונות יצירתיים לשיפור עולם הרפואה, שדרוג איכות הטיפולים, פתרונות הומניים משפרי חיים וייעול הפעילות המבצעית. כמו כן נעשים מחקרים שונים ומגוונים במעבדות הפקולטה להנדסה בכדי להביא שיפור בתחומי הים והתעופה.

בית הספר להנדסה מכנית נותן לנו הצצה לפיתוחים המבריקים של מהנדסי ומהנדסות העתיד בתערוכת פרויקטים המתקיימת כמידי שנה, עליהם עבדו תקופה ארוכה. חלק מהפרויקטים מבוצעים בשיתוף פעולה עם חיל האוויר, תעשייה אווירית, אלביט, סטארט אפים, אלתא, סימנס, אורבוטק ועוד.

הפרויקט של אופק דרורי ובר הר זהב העוסק ב "הורדת גרר להתקן ESSS" משך תשומת לב רבה וזיכה אותם בתעודת הצטיינות ומדליה של אילן רמון על פרויקטי גמר מצטיינים.

בתמונה (מימין לשמאל) אופק דרורי ובר הר זהב מציגים את הפרויקט "הורדת גרר להתקן ESSS"

הורדת כוח הגרר

יעילות אווירודינמית הינה אבן יסוד בעת פיתוח פלטפורמות אוויריות. אחד הגורמים העיקריים הפוגעים ביעילות זו הינו כוח הגרר הפועל על כלי הטייס. כוח הגרר פועל בכיוון מנוגד לכיוון הטיסה ולכן פוגע במהירות הטיסה ובביצועים אווירודינמיים נוספים. פוטנציאל הורדת כוח הגרר הינו עצום - טיסות מהירות יותר, תמרונים חדים יותר, זמן טיסה ארוך יותר, חסכון בדלק ובכסף. "פרויקט הגמר אותו הובלתי עסק בהורדת כח הגרר הפועל על יחידה לנשיאת אמצעי לחימה, חיישנים ומיכלי דלק, ובמילים אחרות: ESSS- External Store Support System, המותקנת על מסוקי בלאק הוק - במקרה זה, כח הגרר נובע כתוצאה מהינתקות שכבת הגבול מגוף ה-ESSS" מספר אופק דרורי.

השלב הראשון - אב טיפוס

פרויקט הגמר היווה את השלב הראשון בפרויקט אב אשר מבוצע בשיתוף עם התעשייה האווירית לישראל וצבא ארה"ב ומטרתו להוריד בכ-15% את כוח הגרר הפועל על חתך מייצג של ה-ESSS ולהציג הבשלה של טכנולוגיה חדשנית לבקרת זרימה. 

הפרויקט בוצע במעבדה לאווירודינמיקה שבפקולטה להנדסה באוניברסיטת תל אביב תחת הנחייתו של ראש המעבדה פרופ' אברהם (אבי) זייפרט. בכדי לענות על מטרת הפרויקט נבנה דגם בקנה מידה מלא של חתך כנף ה-ESSS ע"י הדפסתו במדפסות תלת ממד ויצור בשיטות מסורתיות. בבניית אב הטיפוס שולבו אמצעי בקרת זרימה אשר יוצרים יניקה ונישוף מחזורי של אוויר בשפת הזרימה של ה-ESSS. 

בתמונה (מימין לשמאל): מסוק Blackhawk ומבנה מנשא ה-ESSS (מוקף בכחול)

השלב השני – ביצוע ניסוי

לאחר ייצור הדגם הצוות עבר לשלב הקריטי של הניסויים באחת ממנהרות הרוח שבמעבדת האווירודינמיקה. בניסוי נבדקה השפעת אמצעי בקרת הזרימה על כח הגרר הפועל על חתך כנף ה-ESSS.

בניסויי המנהרה התקבלו תוצאות מעודדות המראות כי כוח הגרר ירד ב-20% כאשר אמצעי בקרת הזרימה פעלו. לאור ההצלחה בשלב ראשוני זה הפרויקט המשיך לשלב הבא ואמצעי בקרת הזרימה הותקנו ביחידת ה-ESSS  המלאה ועליה בוצעו ניסויים במנהרת הרוח אשר נמצאת ב-NASA Ames Research Center באמצעות חוקרי צבא ארה"ב ובהשתתפות פרופ' זייפרט ואופק. "בשלב זה התוצאות היו פחות מעודדות עקב מורכבות הגיאומטריה כך שבוצע "חישוב מסלול מחדש" כיצד נכון לפעול. לאחר מחקר מעמיק יותר של שדה הזרימה הכולל פירוק מבנה ה-ESSS לתתי חלקים ובחינתם במנהרת הרוח ובחישובי זרימה שבוצעו בתעשייה האווירית הוחלט על הטמעת רכיבי בקרת זרימה נוספים באזורים רבים על מנת לגרום לירידת גרר גדולה יותר" מסביר אופק.

בתקופה הקרובה יבוצעו ניסויים במנהרת הרוח אשר ב-NASA Ames Research Center עבור יחידת ה-ESSS המלאה כפי שמותקנת על גבי המסוקים עם ההתקנים שהניבו בחישובים ובניסויים חוזרים מעל 10% הורדת גרר.

לא עוצרים בתואר ראשון

אופק המשיך ללימודי תואר שני בהנדסת מכונות עם התמחות באווירודינמיקה במעבדה לאווירודינמיקה בפקולטה להנדסה. מוביל מחקר לביצוע אופטימיזציה לגוף אווירודינמי אקסיסימטרי (בעל סימטריה סיבובית) תוך שילוב אמצעים לבקרת זרימה. הפרויקט מבוצע בשיתוף עם חברת ISCFDC מקיסריה כחלק מפרויקט במימון רשות החדשנות. מטרת האופטימיזציה להגדיר גוף בעל נפח גדול ככל הניתן יחד עם כח גרר מינימלי. במהלך המחקר מבוצעות סימולציות CFD וכן ניסויי מנהרת רוח. בנוסף אופק משתתף בפרויקטים הנערכים במעבדה כגון פיתוח מכונת הנשמה ללא חלקים נעים וכבר ממציא שותף לשני פטנטים יחד עם פרופ' זייפרט ותלמידי מחקר נוספים.

לינק לאתר הפרויקטים של הפקולטה להנדסה