מאת: ד"ר רועי גורקה, המחלקה להנדסה כימית, אוניברסיטת בן גוריון
במטרה לחקור את תעופת הציפורים, נבנתה מנהרת רוח ייחודית בקנדה המאפשרת טיסה חופשית של ציפורים במנהרה תוך כדי שליטה בתנאי הסביבה המאפיינים גבהים שונים כגון לחץ, טמפרטורה, לחות ומהירות.
![]()
במנהרה זו מבצעים מדידות זרימה בשיטות אופטיות מתקדמות על מנת לחקור את הקשר בין תעופת הציפורים ומשטר הזרימה. נבחנים הכוחות האווירודינמיים: עילוי, גרר ודחף. את שדה הזרימה מודדים באמצעות מערכת המודדת את שדה המהירויות ברזולוציה מרחבית וזמנית גבוהה. מערכת זו נקראת: Long time duration, time resolved Particle Image Velocimetry. ייחודיות המערכת היא בכך שהיא מאפשרת מדידה בו זמנית רציפה במשך 20 דקות ללא הפסקה של שדה המהירות ותנועת הציפור. היכולת למדוד את האוירודנימיקה של הציפורים מאפשרת הבנה טובה יותר של המעוף היעיל של ציפורים לאורך זמן.
בקיץ 2010 בוצעו מדידות על זרזיר אירופאי, כמתואר בתמונה המצורפת. ניסוי כזה מספק מידע כמותי על אוריודינמיקת הציפור ובחינת הפרמטרים הפועלים עליה: גרר, עילוי, דחף, מהירויות הזרימה, ערבוליות (vorticity) והמאמצים המתפתחים בזורם (גזירה ולחץ) כתוצאה מהנפנוף. בקיץ הקרוב, יבוצע מדידות דומות על ינשופים.
מחקר זה עשוי לשמש כאבן דרך לתכנון מדויק יותר של מטוסים ללא טייס בעלי יעילות אנרגטית גבוהה. כמהנדסים המתמחים בזרימה ותופעות מעבר אנו מעוניינים לספק כלים ובסיס נתונים רחב על מנת לפתח ולשפר כלי טיס (או שייט) אשר ינועו בצורה יעילה, מהירה שקטה וחסכונית.
למקור הידיעה
חקר תעופת ציפורים במנהרת רוח באמצעות מדידות זרימה בשיטות אופטיות מתקדמות, משפר את ההבנה לגבי המעוף היעיל של ציפורים. המחקר מסייע ביצירת כלים לפיתוח ולשיפור כלי טיס ושייט אשר ינועו בצורה יעילה, מהירה שקטה וחסכונית.
מחקר רב תחומי בתעופת ציפורים מתבצע בימים אילו באוניברסיטת ווסטרן-אונטריו, קנדה. במסגרת זו, משתפים פעולה חוקרים מתחומי הביולוגיה, פסיכולוגיה, ביו-מכניקה והנדסה על מנת לאפיין ולחקור את התנהגות הפסיכולוגית, הביולוגית, הפיסיולוגית ויכולות התעופה של ציפורים העפות בגובה רב. צוות מחקר ישראלי מהמחלקה להנדסה כימית באוניברסיטת בן גוריון שותף למחקר זה.
אחת התופעות המרתקות בציפורים נודדות היא היכולת שלהן לעבור מרחקי טיסה ארוכים ללא צורך בתדלוק או חניית ביניים וכל זאת תוך כדי נפנוף מתמשך בכנפיים. העניין ההנדסי בתעופת ציפורים קשור ליעילות האנרגטית הגבוהה של תעופה זו ביחס ליעילות האנרגטית של כלי טייס שנבנו על ידי האדם. צריכת האנרגיה של ציפורים בזמן תעופה נמוכה מהצריכה התיאורטית הצפויה על פי מודלים נומריים המתייחסים למשקל הציפור, למרחק ולזמן המעוף.במטרה לחקור את תעופת הציפורים, נבנתה מנהרת רוח ייחודית בקנדה המאפשרת טיסה חופשית של ציפורים במנהרה תוך כדי שליטה בתנאי הסביבה המאפיינים גבהים שונים כגון לחץ, טמפרטורה, לחות ומהירות.
התמונה באדיבות הדר בן-גידה, אדם קירקייפר, רועי גורקה
במנהרה זו מבצעים מדידות זרימה בשיטות אופטיות מתקדמות על מנת לחקור את הקשר בין תעופת הציפורים ומשטר הזרימה. נבחנים הכוחות האווירודינמיים: עילוי, גרר ודחף. את שדה הזרימה מודדים באמצעות מערכת המודדת את שדה המהירויות ברזולוציה מרחבית וזמנית גבוהה. מערכת זו נקראת: Long time duration, time resolved Particle Image Velocimetry. ייחודיות המערכת היא בכך שהיא מאפשרת מדידה בו זמנית רציפה במשך 20 דקות ללא הפסקה של שדה המהירות ותנועת הציפור. היכולת למדוד את האוירודנימיקה של הציפורים מאפשרת הבנה טובה יותר של המעוף היעיל של ציפורים לאורך זמן.
בקיץ 2010 בוצעו מדידות על זרזיר אירופאי, כמתואר בתמונה המצורפת. ניסוי כזה מספק מידע כמותי על אוריודינמיקת הציפור ובחינת הפרמטרים הפועלים עליה: גרר, עילוי, דחף, מהירויות הזרימה, ערבוליות (vorticity) והמאמצים המתפתחים בזורם (גזירה ולחץ) כתוצאה מהנפנוף. בקיץ הקרוב, יבוצע מדידות דומות על ינשופים.
מחקר זה עשוי לשמש כאבן דרך לתכנון מדויק יותר של מטוסים ללא טייס בעלי יעילות אנרגטית גבוהה. כמהנדסים המתמחים בזרימה ותופעות מעבר אנו מעוניינים לספק כלים ובסיס נתונים רחב על מנת לפתח ולשפר כלי טיס (או שייט) אשר ינועו בצורה יעילה, מהירה שקטה וחסכונית.
למקור הידיעה
