דאון הידעת? עובדות מעניינות על דאייה

לקניית טיסן קלקר.

מה זה דאון?

בצורה הפשוטה ביותר, דאון הוא כלי תעופה ללא מנוע. כמו במטוס רגיל, הכוחות האווירודינמיים חלים גם עליו אבל בצורה קצת אחרת. דאייה היא הדרך הכי קרובה שבה אנשים יכולים לבצע רחיפה באוויר ממש כמו ציפורים.

הבדלים בין דאון רחיפה למטוס

כנפיים – במבט ראשוני נראה שהכנפיים של הדאון ושל המטוס זהים לחלוטין. ואכן הכנפיים של שניהם דומים במראה החיצוני ובאופן הפעולה שלהם. אבל אלו של הדאון גדולים יותר וצרים יותר מאשר כלי טיס אחרים. ההסבר לכך הוא שכוח העילוי יוצר גם גרר, כדי ליעל את פעולת הכנפיים יש צורך להגדיל את היחס בין האורך לרוחב הכנף. למטוס צבאי יש כנפיים רחבות יותר כי תכננו אותו בשביל לטוס מהר, לבצע תמרונים ולסחוב מטענים כבדים על חשבון יעילות הטיסה.

גוף המטוס – דאונים צריכים להיות כמה שיותר קטנים וקלי משקל. בגלל שהם אינם ממונעים מתפנה מקום בגוף המטוס כך שיספיק רק למה שצריך להכיל – מקום ישיבה אחד לטייס. השכבה החיצונית שלו צריכה להיות מאוד חלקה כדי שיהיה פחות חיכוך עם האוויר וכך התנועה תהיה יותר חלקה. הדגמים הראשונים של כלי דאייה הורכבו בצורה עצמית עם עץ שעטוף בבד עבה ששטח הפנים שלו מחוספס וזה יצר הרבה חיכוך וחוסר יציבות בזמן הרחיפה. ככל שהשנים עברו והתחום התפתח, הם נבנו מחומרים חלקים יותר כמו אלומיניום. למרות זאת עדיין היו מסמרים וקווי חיבור שגורמים לגרר ולהורדת רמת הביצועים. כיום הדאון המודרני מורכב מסיבי פחם (שנמצאים גם בכלי רכב) ומפיברגלס (סיבים קטנים של זכוכית) שנותנים לו את רמת הביצועים הטובה ביותר.

מייצבים – לדאון יש את אותם מאפיינים המשמשים לשליטה הגבהים וכיוונים שונים כפי שיש במטוס. מייצבים הכיוון והגובה נשלטים באמצעות ג'ויסטיק שנמצא בין רגלי הטיס. בכלי תעופה אחרים, הגה הכוון נשלט על ידי דוושות רגליים. מאזנת היא חלק שמחובר לכנף המטוס ומשמשת להזזת המדפים כלפי מעלה ומטה. אם הטיס רוצה לפנות בצורה חדה לכיוון שמאל הוא מזיז את הג'ויסטיק לצד שמאל ואז המאזנת בכנף אחת יורדת למטה ובכנף השנייה עולה למעלה. בצד אחד נוצר יותר כוח עילוי מאשר בצד השני וכך מתבצעת הפנייה. מייצב הגובה נמצא בזנב והוא אחראי על עלייה וירידה של גוף הדאון. מייצב הכיוון נמצא בזנב ובאמצעותו גם ניתן לבצע פניות.

נחיתה – דרך נוספת להוריד את המשקל וגודל הציוד שעל הדאון הוא לצמצם בחלקים הדרושים לביצוע נחיתה. ולכן מורכב רק מגלגל אחד מתחת לתא הטיס.

ציוד נוסף שנמצא בתא הטיס: מכשיר קשר, וריומטר, כפתור לשחרור חבל גרירה, מד גובה ומד מהירות.

איך דאון ממריא

בזמן הטיסה מופעלים על דאון 3 כוחות בסיסיים: עילוי – נוצר על ידי הצורה המיוחדת של הכנפיים ובאמצעותו ניתן לרחף לזמן רב. גרר – הכוח שמאט את הטיסה בעיקר על ידי חיכוך עם האוויר. כבידה – בדרך כלל משקל קל מאפשר זמן ריחוף ארוך יותר. בניגוד לכך, משקל כבד יותר מסייע להגיע למהירות גבוהה יותר. בהרבה דאונים ניתן למצוא מיכלים שהטייס יכול למלא בהם מים לפני ההמראה. המשקל העודף מאפשר לו לטוס מהר יותר ואם רוצים להוריד את המשקל יש באפשרותו לרוקן את המיכלים באוויר. למטוסים יש מנוע ולכן מופעל עליהם כוח נוסף שנקרא דחף והוא זה שמניע אותם באוויר.

ההמראה מתבצעת על ידי גרירה. מטוס ממנוע גורר את הדאון למעלה לשמיים באמצעות חבל ארוך. כאשר הדאון מגיע לגובה הרצוי, הטיס לוחץ על כפתור שנמצא בתא ומשחרר את החבל. לאחר מכן המטוס והדאון פונים לכיוונים שונים, המטוס חוזר לשדה התעופה כדי לבצע גרירות נוספות והדאון ממשיך בטיסה שלו.

דרך נוספת לשיגור היא על ידי כננת. מכשיר שנמצא על הקרקע ומושך אליו כבל כאשר בקצהו מחובר כלי התעופה. בזמן שהוא מופעל הדאון נמשך אליו במהירות ומתחיל להתרומם, כאשר הוא מגיע לגובה הרצוי הכבל מתנתק.

איך דאון טס

הכנפיים של הדאון חייבים לייצר מספיק כוח עילוי ואיזון של המשקל כדי שהוא יוכל לטוס באוויר. ככל שהוא טס מהר יותר כך נוצר יותר כוח עילוי שמרים אותו כלפי מעלה. במקום שימוש במנוע הוא חייב לייצר מהירות בדרך אחרת. זה נעשה על ידי הטיה כלפי מטה שיוצרת מהירות על חשבון הגובה וזה מאפשר לו לנסוק בחזרה למעלה. הדרך למדוד את ביצועי הדאון היא על ידי "יחס גלישה", שמראה מה המרחק האופקי שניתן לעבור בהשוואה לירידה בגובה. לדוגמא יחס של 1:50 אומר שהדאון יכול לנסוע 50 בקו אופקי על כל מטר אחד שהוא יורד בקו מאונך.

דבר נוסף שמסייע לדאון לטוס באוויר למשך זמן רב יותר הוא שימוש באוויר שמסביבו. טייסים מנוסים יודעים להנמיך את הגובה דווקא באזורים שיש זרמי אוויר כלפי מעלה, ואז גם אם הם מורידים את הגובה הרוחות מעלות אותו בחזרה.

ישנם שלושה מצבים עיקריים שבהם ניתן להשתמש באוויר שעולה כלפי מעלה כדי להאריך את זמן הטיסה:

הרים – כאשר הרוח נושבת בקרבת הרים או גבעות האוויר מוחזר כלפי מעלה. אם טסים מעל רכס הרים אז הרוחות האלו נושבות באופן עקבי ומסוגלות ליצור כוח עילוי לזמן רב יותר.

גלי רוח – נוצרים כאשר עוברים את פסגת ההר וניתן לזהות אותם על פי צורות העננים שהם יוצרים.

עמוד אוויר חם – נוצר על ידי השמש שמחממת את שטח כדור הארץ. כאשר האוויר שנמצא ליד הקרקע מתחמם הוא מתרחב ועולה למעלה. ישנם אזורים שאוגרים בתוכם יותר את אנרגיית השמש כמו: אבנים ומשטחי אספלט. עמודים אלו נוצרים מחדש בכל פעם ונמצאים תחת מעקב בזמן הטיסה. דרך נוספת להבחין בהם היא על ידי צפייה בציפורים שמרחפות מבלי להזיז את הכנפיים שלהם. כאשר מזהים עמוד כזה, מכוונים את הדאון לבצע טיסה מסביבו עד שמגיעים לגובה הרצוי ואז אפשר להמשיך לכל מקום אחר. כדי למנוע התנגשויות מוסכם שכל הדאונים מסתובבים באותו הכיוון כאשר הם מטפסים למעלה.

הוריומטר מודד את קצב העלייה והירידה באמצעות לחץ סטטי שמגלה שינויים בגובה. אם הדאון עולה אז הלחץ הסטטי יורד.

איך דאון נוחת

הכנפיים של הדאון מאוד קשיחות והקצוות שלהן מחוזקות כנגד שריטות שעלולות להיווצר כתוצאה משפשוף עם הקרקע בזמן הנחיתה. מתחת לזנב יש גלגל קטן שגם מונע את החיכוך של החלק האחורי עם הקרקע. הטיס צריך לשלוט בנתיב הטיסה בשביל להגיע לנקודה ספציפית ששם הוא יוכל לנחות. ולכן הוא צריך להוריד את כוח העילוי שנוצר על ידי הכנפיים מבלי לשנות את המהירות או הגובה של הדאון. הוא עושה זאת באמצעות פריסה של ספוילרים אשר משבשים את זרימת האוויר, מורידים את כוח העילוי ומייצרים יותר כוח גרר.

עובדות מעניינות על ההיסטוריה של הדאייה

כבר לפני התקופה המודרנית האדם רצה לעוף כמו ציפור והשתמש בעפיפון, דאון ומצנח רחיפה. הניסיונות הראשונים בתחום הטיסנאות כללו קפיצות ממגדלים או בין גגות של בניינים עם נוצות שמחוברות זה לזה באמצעות מוטות עץ. רוב כלי התעופה האלו לא היו אופטימליים מבחינת האווירודינמיקה שלהם, ולכן הם לא טסו למשך הרבה זמן, ופעמים רבות גם הסתיימו בפציעות קשות.

עד שנת 1849 כל הניסיונות לעוף באוויר התבססו על חיקוי תנועת הכנפיים של מעוף הציפורים. ג'ורג' קיילי היה הראשון שבנה בצורה מדעית את הדאון. הוא החליט לבנות דגמים של טיסנים עם כנפיים קבועות וזנב וביצע ניסויים מדעיים בתוך דגם של מנהרת רוח.

האחים רייט פיתחו סידרה של 3 דאונים מאוישים אחרי שבצעו מספר ניסויים מדעיים עם עפיפון ובסופו של דבר המציאו את המטוס כפי שאנחנו מכירים היום. בשנת 1911 הם חזרו לטום עם אותם דאונים והסירו את המנועים שלהם.

דאייה כספורט אתגרי התפתחה אחרי מלחמת העולם הראשונה. בתקופה זו לא הרשו לייצר מטוסים ממנועים עם מושב אחד בגרמניה. וכך, בעוד שבשאר העולם המשיכו לפתח כלי תעופה מתקדמים, האנשים בגרמניה נאלצו לעצב ולפתח דאונים ולהמציא דרכים חדשות כיצד להשתמש בכוחות הטבע בלבד כדי לטוס רחוק יותר ומהר יותר. עם התמיכה של ממשלת גרמניה הוכשרו בשנת 1937 טייסי דאונים. תחרות הדאייה הראשונה התרחשה בשנת 1920. הטיסה הטובה ביותר נמשכה כ-2 דקות והגיעה לשיא עולמי של 2 ק"מ. בתוך 10 שנים התחרות הפכה לאירוע בינלאומי.

בשנות ה- 30 תחביב הדאייה התפשט גם למדינות נוספות. הוא הוצג באולימפיאדה של 1936 ותוכנן להיכנס כספורט אולימפי 4 שנים לאחר מכן, אך זה לא קרה בגלל מלחמת העולם השנייה. לבסוף זה לא הוכר כספורט אולימפי משני סיבות: בגלל מחסור בדאונים ובגלל שלא הייתה הסכמה איזה דגם ייבחר לתחרויות.

הידעת? סוגי דאונים

גלשן אוויר – משמש לחובבי ספורט אתגרי שבו הטייס נמצא בכלי תעופה קל משקל ללא מנוע. הגלשנים המודרניים עשויים לרוב ממסגרת של סגסוגת אלומיניום והכנפיים מבד סינטטי. לטייס אין מושב, והוא נמצא בתוך רתמה שקשורה למסגרת. התנועה מתבצעת עלי ידי הטיה של משקל גוף הטייס לכיוונים שונים. הגלשנים הראשונים היא מאוד כבדים ולא יכלו להחזיק הרבה זמן מעמד באוויר ובגלל עובדה זו הם יכלו לטוס רק ליד גבעות קטנות. לאחר שנכנסו שיפורים משמעותיים בשנות ה 80, זמן הרחיפה התארך עד למספר שעות, הביצועים האווירובטים השתפרו וגם המרחקים והגבהים התארכו משמעותית.

במאה השישית לספירה הסינים הצליחו לבנות עפיפון מספיק גדול שיישא עליו אדם, לאחר זמן קצר החליטו להסיר את חוט העפיפון וכך נוצר גלשן האוויר הראשון. באותה תקופה וגם מאות שנים לאחריה, עדיין הטיסות הללו לא היו מספיק בטוחות בעיקר כי לא הבינו איך כנפיים של ציפורים פועלות. קארל וילהלם אוטו ליליינטל שכונה "האיש המעופף" היה הראשון שבנה גלשן שניתן לשלוט בו בזמן המעוף באוויר, את הקפיצות והניסויים שלו הוא ערך על גבעה מלאכותית שבנה בגרמניה. עד היום רוב האנשים שעוסקים בתחום, ממריאים לשמיים באופן דומה – רצים על קצה הגבעה וקופצים ממנה לאוויר. דרכים נוספות לשיגור הגלשן הם באמצעות גרירה של מטוסים, כלי רכב וסירות.

מצנח רחיפה – דרך נוספת לבצע דאייה היא על ידי שימוש במצנח רחיפה שבו הטייס יושב בתוך רתמה שקשורה לכנפיים העשויים מבד או מניילון חזק. לכנף יש צורה מיוחדת, אין לה מסגרת והיא נראית כמו מצנח רגיל. למרות זאת המצנח בנוי עם תאים בתוכו כך שבזמן זרימת האוויר הוא הופך למקשה אחת. זה מאפשר לכלי התעופה לעוף מספר שעות, להגיע לגבהים של אלפי מטרים ולעבור עשרות קילומטרים לפני שהוא יצטרך לנחות. למרות שהמצנח הומצא כבר בעבר הרחוק, דאייה במצנח הרחיפה החלה רק בשנות ה-50.

כדי להמריא, הטייס מחכה שהמצנח יתרומם עם הרוח מעל הראש שלו. לאחר שהוא מתייצב הטייס נכנס לתוך הכיסא. בניגוד לצניחה חופשית, או לדאייה בגלשני אוויר, כאן אין צורך לבצע קפיצה ממקום גבוה, אלא רק לתת לרוח להרים את כלי התעופה. במידה ויש רוח חלשה אז צריך לרוץ לעברה כדי להמריא. גם כאן ניתן לשלוט בכיוונים על ידי הפניית משקל הגוף לכיוונים שונים. בנוסף קיימים חוטים שניתן למשוך בהם ולנתב את הטיסה למקום הרצוי וגם כדי לבצע נחיתה. את המהירות אפשר לווסת על ידי מושכות שמופעלות דרך הרגליים. כאשר מקטינים את זווית ההתקפה של הכנף המהירות גדלה.

דאון צבאי – היה בשימוש בעיקר בזמן מלחמת העולם השנייה, שבה היה צורך להעביר חיילים וציוד ממקום למקום בשדה הקרב. מטוסי תובלה גדולים או מפציצים היו משגרים ומכוונים אותם למקום הרצוי. לאחר הנחיתה הם היו נשברים וברוב המקרים לא עשו בהם שימוש חוזר. החשיבות של הדאון הצבאי הוא בכך שיכלו להנחית את החיילים במקומות מדויקים, דבר זה לא התאפשר על ידי מצנחים שהיו מפזרים את החיילים בכל מיני מקומות רחוקים מהמטרה. כמו כן מעוף הדאון הוא שקט והתנועה שלו יכלה להתבצע תוך כדי הסוואה מירבית. כיום מסוקים הם הרבה יותר יעילים מדאונים צבאיים ולכן משתמשים בהם פחות.

דאון למחקר מדעי – הוא סוג של מטוס שעדיין לא הוכח שהוא יכול לטוס באוויר. לרוב מדובר בטכנולוגיה חדשנית שנמצאת עדיין במבחן. כמו כן, גם לאחר המצאת מטוס המנוע המשיכו לבנות דאונים למטרות מחקר. באמצעותם יכלו להבין יותר על מאפיינים שונים של טיסנאות, הגורמים שמשפיעים על כלי התעופה ומתן הגדרה, הסבר ופירוש לכל תופעה שמתרחשת באוויר. כמו כן יכלו להמשיך ולפתח צורות חדשות של כנפיים שמסייעות למטרות שונות למשל להחזרה של חלליות אל תוך שטח כדור הארץ.

דאייה בישראל

חווית דאייה כספורט אתגרי קיימת גם בכל רחבי ישראל. היום כל אחד יכול לטוס בשמי הארץ (על פי מפת אזורי דאייה) במטוסי דאון, מצנחי רחיפה וגלשנים. מחיר טיסת ניסיון עם מדריך עולה כמה מאות שקלים, מי שרוצה להתמקצע בתחום ולעשות קורס דאייה ולבסוף להוציא גם רישיון העלות היא הרבה יותר גבוהה. בישראל קיימים מספר בתי ספר ומרכזים ללימוד דאייה, למשל בשדה תימן בבאר שבע, בנגב, בגליל העליון ומגידו בצפון. כמו כן קיימים גם מרכזים אחרים שבהם ניתן למצוא אטרקציה בתחומים שונים כמו טיסה בטרקטורון מעופף, כדור פורח וצניחה חופשית.

דאייה שייכת גם לתחום הטיסנאות, האנשים שעוסקים בתחביב הזה בונים מודלים של מטוסים להרכבה עצמית, שהם לא רק צעצוע אלא גם באמת מסוגלים לעוף. בדרך כלל הם מורכבים מחומרים קלי משקל כמו עץ בלזה או קלקר. את המודלים הקטנים של הדאונים משגרים באמצעות השלכה ביד או גומייה. כמו כן קיימים גם סוגים כמו דאון צוקים חשמלי שעובד על שלט רחוק וניתן לעשות איתו פעלולים שונים.

דאייה של ציפורים

כאשר ציפור דואה היא לא צריכה לעשות שום פעולה עם הכנפיים שלה וכך היא חוסכת באנרגיה, הם פשוט נפרשות לצדדים. בזמן המעוף הן מוחזקות בזווית קטנה שמסיטה את האוויר כלפי מטה. תופעה זו יוצרת הפרשי לחצים שמעלים את הציפור למעלה. באותו הזמן מופעל עליה גם כוח הכבידה של כדור הארץ וגם החיכוך של הנוצות באוויר. שתי כוחות אלו מושכים אותה כלפי מטה והיא יכולה להמיר את אנרגיית הנפילה שלה, בתמורה למהירות שתייצר עוד כוח עילוי ותשאיר אותה באוויר לזמן רב. לבסוף כאשר היא לא יכולה לעוף עוד באוויר רק בכוח הדאייה, היא חוזרת לנפנף בכנפיים. ציפורים שידועות בדאייה שלהן: אלבטרוס, קונדור, נשר, נץ, עיט, חסידה ופרגטה.

יונקים מסוימים כמו עטלפים וסנאים פיתחו פטגיום שהוא מבנה קרומי שנמצא בצידי הגוף שלהם ומתפקד כמו כנף ועוזר להם לדאות. בדרך כלל הם לא יכולים לעוף לגמרי על פי עקרונות אווירודינמיים אלא רק לקפוץ מעץ לעץ ולהתגבר על מכשולים שנמצאים על הקרקע. חיות נוספות שיכולות לדאות: דג, צפרדע ונחש.

לעוד הידעת? עובדות מעניינות.