עוד בקטגוריה זו:
אל ''המרחב''
מאמרים / איתי ליבנה
13/09/14
תגובות: 0
אלים וז'אנר
מאמרים / ניקולה גריפית'
02/08/14
תגובות: 2
האם איבדנו את העתיד?
מאמרים / ג'ו וולטון
22/02/14
תגובות: 4
הכפירה הקדושה נוסח מאדים
מאמרים / אבינועם ביר
01/02/14
תגובות: 2
האם יש ''גל חדש'' חדש במדע הבדיוני?
מאמרים / דייויד ברנט
29/06/13
תגובות: 4
בילבו בגינס: גיבור עם חרב ומטפחת
מאמרים / רחל מרדכוביץ'
26/01/13
תגובות: 12
מקדים את המאוחר
מאמרים / אהוד מימון
24/11/12
תגובות: 11
הסכנות שבדמיון פעיל יתר על המידה
מאמרים / גיא חסון
13/10/12
תגובות: 4
קולר האשמה
מאמרים / אהוד מימון
25/08/12
תגובות: 11
הכוח חזק עמו
מאמרים / רז גרינברג
15/03/12
תגובות: 1
המוסר הרובוטי של דוקטורוב
מאמרים / אהוד מימון
31/12/11
תגובות: 0
השתלהבויות מדע בדיוני של ימים עברו
מאמרים / ג'יימי טוד רובין
08/04/11
תגובות: 5
מחזור 2010
מאמרים / שריל מורגן
12/02/11
תגובות: 3
גיהינום חדש
מאמרים / לורה מילר
28/08/10
תגובות: 4
קדימה במלוא הקיטור
מאמרים / פול די פיליפו
24/04/10
תגובות: 8
|
 |
מה תפקיד הכלב, ומה הקשר למטוסי העתיד
מאמרים / אהרון האופטמן
שבת, 10/04/2004, שעה 0:04
במלאת מאה שנים לטיסתם של האחים רייט, הרהורים על מאה שנות התעופה הבאות
|
|
מאמר זה הופיע בגליון 21 של המימד העשירי, אפריל 2004
לפני חודשים אחדים מלאו מאה שנים לטיסה ההיסטורית של האחים רייט, שארכה בסך הכל 59 שניות, אך הוכיחה בפעם הראשונה שאפשר להטיס כלי טיס כבד מן האויר והמונע בעזרת מנוע, וגם לשלוט בו תוך כדי טיסה. בכך נפתח עידן התעופה המודרנית. איך תיראה התעופה במאה השנים הבאות?
הבה ננסה לסקור אי אלו כיוונים מעשיים אפשריים, על פי מה שמסתמן כיום בפרויקטי מחקר ופיתוח. אני מדגיש שוב, הסקירה מוגבלת הפעם לכיוונים הנחשבים למעשיים ואשר מגובים בפעילויות מחקר ופיתוח ראשוניות או מתקדמות. את הרעיונות המד''ביים – כמו פיתולי חלל, טלפורטציה, ''הנעת חלל'' וכיוצא באלה – נשאיר לפעם אחרת.
דברים מעניינים במיוחד קורים התחום התעופה הצבאית, כמובן, ולא כולם נחשפים לעיני הציבור, אך לעתים קרובות טכנולוגיות המתפתחות בתחום הצבאי משפיעות בהמשך גם על זה האזרחי. למשל, תכנית מחקר מעניינת של דארפ''א (הסוכנות האמריקנית למחקרים צבאיים מתקדמים) עוסקת ב''מורפינג'' (morphing) של מבני מטוסים. המושג ''מורפינג'' מוכר לעוסקים באנימציה ממוחשבת, והוא מתייחס לשינויי צורה הדרגתיים ורציפים של אובייקטים (למשל בן אדם ההופך בצורה ''חלקה'' לנמר). ''מורפינג'' במטוס הוא דבר די דומה: למשל, כנף המשנה את צורתה באופן רציף בהתאם לתנאי הטיסה, כדי להשיג ביצועים מיטביים וחסכון מקסימלי בדלק בכל מצבי הטיסה המשתנים. מה יכול להשתנות בכנף? עקרונית, כמעט הכל: זווית הכנף ביחס לגוף (מכנף ניצבת ועד למשוכה חזק קדימה או אחורה), מידת הקימור שלה, אופן הפיתול והכיפוף, ואפילו מידת הגמישות או הקשיחות של החומר. (כלומר, אם ראיתם בעיני רוחכם כלי טיס משני צורה בסגנון הרובוטריקים, אתם בכיוון הנכון, אבל הכוונה למשהו עוד יותר משוכלל). כל זאת בעזרת מחשוב מתוחכם המשנה את צורתו ותכונותיו של ''חומר חכם'' שממנו עשויה הכנף. יש כיום בנמצא ובפיתוח מגוון רחב של חומרים כאלה, המשנים את תכונותיהם המכאניות (גמישות, חוזק, תדר רעידות אופייני וכו') לפי דרישה, ובזמן תגובה מהיר ביותר. ההתפתחויות בננוטכנולוגיה מבטיחות שיופיע דור חדש של חומרים לא ''חכמים'' סתם אלא ממש ''גאונים'', כיוון שאפשר יהיה ''להנדס'' את תכונותיהם על ידי מניפולציות ברמה האטומית או המולקולרית שלהם.
בשחר עידן התעופה חלם האדם להדמות לציפורים, ועשה נסיונות מגושמים לחקות כנפי עופות למיניהם. בעתיד, בעזרת טכנולוגיות מחשוב וחומרים מתקדמות, אכן ידמו כלי הטייס, במובן מסוים, ליצורים חיים: הם יהיו מצויידים במערכת עצבים (חיישנים משולבים בכל חלקי המטוס), מוח (מחשב) ושרירים (חומרים חכמים המתכווצים, מתפשטים, ומתעוותים בהתאם לצורך). גם תחזוקת המטוסים תשתנה לבלי היכר: לא עוד השבתת המטוס מדי פעם לצורך בדיקה כללית (תהליך יקר ביותר). המטוס פשוט יצעק שכואב לו (התרעה של מערכת החיישנים שיזהו, למשל, התחלה של סדק), והבעיה תטופל אוטומטית. איך? אה, כן, שכחתי להזכיר שהדורות הבאים של החומרים החכמים יצטיינו גם ביכולת של ריפוי עצמי, בצורה המזכירה במקצת הגלדה של פצע.
בזכות החומרים החדישים יהיו מטוסי העתיד גם הרבה יותר קלים. קחו למשל את ''ננוצינוריות הפחמן'' (לא עובר שבוע בלי שיתפרסם מאמר מדעי על תכונותיהן המופלאות): סיבים וכבלים שייוצרו מהננוצינוריות (רק לפני שבועות אחדים פורסם על הצלחה ראשונה בייצור סיב כזה) יאפשרו את בנייתה של ''מעלית החלל''. מדוע? כי החוזק הסגולי שלהן (חוזק ביחס למשקל) גבוה בהרבה מהחומרים החזקים ביותר שהיו ידועים עד כה, וזאת יחד עם אלסטיות יוצאת דופן. אפילו קורי עכביש מחווירים לעומתן. כבר כיום מייצרים חומרים מרוכבים נסיוניים שבהם משולבות הננוצינוריות, והתוצאה היא מבנה קל וחזק פי כמה וכמה מהמבנים התעופתיים הקיימים. כיוון פיתוח זה עשוי להוביל בעתיד הקרוב למטוסים שיהיו קלים בעשרות אחוזים מאלה של היום, ובעתיד הרחוק יותר – אולי במאות אחוזים. מדוע זה כל כך חשוב? תארו לכם מטוס נוסעים שגודלו זהה לזה שקיים היום, והוא מקיף את כדור הארץ מספר פעמים בלי לתדלק. הכפילו את החסכון הזה בכמות המטוסים בעולם. או חשבו על הגדלת הטווח של מטוס קרב. או, מנקודת ראות אחרת, על מטוס במשקל זהה לג'מבו של היום, הנושא כמות נוסעים גדולה פי עשר!
השילוב הסופר-מתקדם בין מחשוב, בקרה וחומרים ומבנים המגיבים במהירות, הוא זה שיאפשר גם את פעולתם האוטונומית של כלי טיס, ללא צורך בטייס. כלי טיס בלתי מאוישים אינם דבר חדש, וישראל נחשבת למובילה בתחום המזל''טים. אך עדיין אין בנמצא מטוסי קרב בלתי מאוישים, וגם לא מטוסי נוסעים. שימו קו עבה מתחת למילה ''עדיין''. ושימו לב לבדיחה הבאה, שנפוצה לאחרונה בתעשיית התעופה: הצוות במטוס נוסעים עתידי יכלול טייס וכלב. תפקיד הטייס הוא להתבונן בכל צגי המחשב. ומה תפקיד הכלב? לנשוך את הטייס אם רק יעיז לגעת במשהו. אך זו אינה סתם בדיחה – היא משקפת מגמה אמיתית בתעופה, ראשית בזו הצבאית ובהמשך מן הסתם גם באזרחית. חשבו, למשל, על ניסוי שנעשה לאחרונה במטוס קרב חדיש, שבו שברו בכוונה חלק רציני של הכנף תוך כדי טיסה, והמחשב הצליח, בעזרת תוכנת ''רשת עצבית'' מתוחכמת, לייצב את המטוס ולהטיסו כהלכה. טייס בשר ודם לא היה יכול לעשות זאת טוב יותר, וקרוב לוודאי שלא היה מסוגל לעשות זאת כלל.
ומה באשר למהירות? האם נזנח החזון של מטוסי נוסעים על-קוליים, עם קרקוע ה''קונקורד''? כלל וכלל לא. קיימים תכנונים מפורטים של יורשי הקונקורד, משוכללים יותר, מהירים יותר – וכלכליים יותר. גם כאן הכוח המניע את חזית הטכנולוגיה הוא התעופה הצבאית. החזון הוא פיתוח כלי טיס שגא-קוליים שמהירותם תהיה גדולה פי עשר ממהירות הקול. תארו לכם מטוס שיכול להגיע לכל מקום בעולם תוך לא יותר משעתיים!
אחד הרעיונות העתידניים המעניינים בכיוון זה נקרא HyperSoar – מטוס בעל מנועים רקטיים ''נושמי אויר'' המתודלקים במימן. הוא אמור לנסוק אל גבולות האטמוספירה, אל סף החלל, ושם הוא ידלג הלוך ודלג אל יעדו, בדומה להקפצת חלוק אבן על פני מים.
לטוס לכל מקום בעולם בשעתיים זה נחמד, אך זה לא יועיל הרבה אם נצטרך לבלות שעות רבות בנסיעה אל שדות תעופה בכבישים פקוקים (ונשכח לרגע את העמידה בתור לבדיקות הבטחוניות). הפתרון האולטימטיבי הוא, כמובן, מכוניות מעופפות. גם זה לא רעיון חדש (הדימוי העולה בראש הוא, כמובן, התחבורה האווירית המרהיבה בסרטים כמו ''האלמנט החמישי''). זה שנים רבות מנסים משוגעים לדבר לפתח כלי תחבורה שהוא הכלאה בין מכונית למסוק או מטוס. בשנים האחרונות מתחילים להתייחס לרעיון ברצינות – שוב, הודות להתפתחויות המרשימות בטכנולוגיות מחשוב, בקרת טיסה וחומרים מתקדמים. אחד התומכים הנלהבים ברעיון המכונית המעופפת ככלי תחבורה המוני הוא דניס בושנל, המדען הראשי של מרכז המחקר לנגליי של נאס''א. בושנל הוא איש רציני, והוא כותב ומרצה על הנושא מזה כעשור שנים. הוא משוכנע שהטכנולוגיה מבשילה לקראת מימוש החזון, אך מה שחשוב יותר – הצורך הוא צורך של ממש. וכי מה הטעם לסלול עוד כבישים ולסתום את כל עורקי התחבורה העירוניים על פני האדמה, כאשר מעליהם נמצא מרחב אווירי בלתי מנוצל? אגב, בשלב העתידני יותר בחזון של בושנל, מדובר במכוניות מעופפות אוטומטיות, ללא טייס. אתה נכנס לכלי, אומר מה היעד, וקדימה...
דגם מטוס עתידי של נאס''א עם כנפיים גמישות המשנות את צורתן בהתאם לצורך (Morphing)
מה שיאפשר את כל זה הוא שימוש מתוחכם בטכנולוגיות מידע ותקשורת מתקדמות: שילוב של מערכות ניווט GPS, מערכות למניעת התנגשויות, רשת תקשורת הכוללת את כל הכלים המעופפים, ומחשבים רבי עוצמה שמנהלים את התחבורה. כל זה מייצג אתגר הנדסי קשה, אך בר-מימוש.
אחד הפיתוחים החדשניים ביותר של מכונית מעופפת הוא כולו כחול-לבן, פרי כשרונו היצירתי של ''משוגע לדבר'' משלנו – ד''ר רפי יואלי.
היתה לי הזכות לראות ולמשש את האבטיפוס של ''נץ העיר'' (City Hawk) של רפי יואלי, כאשר היה עוד מונח במלוא הדרו בסלון ביתו אי שם במרכז תל-אביב (כעבור זמן מה היה צורך להסיר את מעקה המרפסת כדי להוציא את הנץ החוצה). זהו כלי הממריא אנכית בעזרת מספר רוטורים המשולבים בתוך המבנה ואינם חשופים (בניגוד ללהבי מסוק, שום דבר לא יחתוך לך את הראש אם תתקרב), אורכו כחמישה מטרים, והוא אמור להגיע לגבהים של כ-2700 מטר ומהירות של עד כ-160 קמ''ש. פרטים אפשר למצוא באתר הבית של החברה שהקים יואלי, ''אורבן אירונאוטיקס''.
נץ העיר של יואלי כבר עבר ניסויי טיסה ראשונים, שהוגבלו בשלב זה לגבהים נמוכים מאד. יואלי הוא אדם זהיר ושקול, והוא מתקדם לאט אבל בטוח. הוא מאמין בחזון של תחבורה עירונית אווירית, אך הוא יודע שמימושו ההמוני רחוק. לכן הוא מתמקד כעת ביישומים מוגדרים שניתן לשווקם כבר כיום, כמו כלי לחילוץ נפגעים בבניינים רבי קומות (הנץ העירוני יכול להתקרב בנקל אל חלון של בניין ולרחף במקום).
דגם ''הנץ העירוני'' של רפי יואלי – אולי המכונית המעופפת המעשית הראשונה בעולם
דניס בושנל מנאס''א, הבקי בכל מה שנעשה בשטח זה בעולם, נותן ציון גבוה מאד לפיתוח של יואלי, אף כי אינו נטול בעיות. ורפי יואלי, העסוק מעל לראש בעבודתו, מבטיח לי כל הזמן שאו-טו-טו הוא מתפנה קצת, ואז ייתן לנו הרצאה מאלפת על מכוניות מעופפות במסגרת סדרת ההרצאות על שם עמוס גפן ב''בית אריאלה''. אני לא לוחץ. אינני רוצה שעל מצפוני ירבץ ולו עיכוב קל שבקלים בפרויקט...
מעלית החלל
אורבן אירונאוטיקס
המימד העשירי
|
 |
|
