בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו
${m.global.stripData.hideElement}
 

טרם ביצעת אימות לכתובת הדוא"ל שלך. לאימות כתובת הדואל שלך  לחצו כאן

לקרוא ללא הגבלה, רק עם מינוי דיגיטלי בהארץ  

רשימת קריאה

רשימת הקריאה מאפשרת לך לשמור כתבות ולקרוא אותן במועד מאוחר יותר באתר,במובייל או באפליקציה.

לחיצה על כפתור "שמור", בתחילת הכתבה תוסיף את הכתבה לרשימת הקריאה שלך.
לחיצה על "הסר" תסיר את הכתבה מרשימת הקריאה.

חוקרים משנקר: הצלחנו לפתור את בעיית הצטברות הקרח על מטוסים

תגובות

חוקרים ממכללת שנקר טוענים כי הצליחו ללמוד מפרח הלוטוס כיצד לפתור בעיה שמעסיקה את חברות התעופה זה שנים ואף הביאה לתאונות אוויריות: הצטברות קרח (התקרחות) בכלי תעופה.

במדינות שבהן הטמפרטורות צונחות מתחת ל-0 מעלות צלזיוס בחורף, הבעיה מתחילה כבר על הקרקע. אולם כיוון שהטמפרטורות צונחות באופן הדרגתי ככל שמטוסים מגביהים במעופם - צניחה של 2 מעלות לכל 1,000 רגל - הרי שמדובר במטרד יומיומי לכל חברות התעופה.

השיטות הנפוצות כיום להתמודדות עם התופעה אינן תמיד יעילות: כשהם על הקרקע נהוג להתיז על המטוסים חומרים כימיים שמונעים הצטברות קרח לפרק זמן של לא יותר מחצי שעה. כאשר המטוס באוויר ההתמודדות היא בעזרת אמצעים המורכבים על כלי הטיס שמסירים את הקרח באמצעים מכניים או באמצעות אוויר חם.

מומחה התעופה נרי ירקוני מסביר כי שימוש באוויר חם הוא בעייתי מאוד כיוון שהוא גוזל אנרגיה מהמנוע, והוא גם יכול להיות מסוכן: "האוויר החם צריך לעבור כברת דרך מהמנוע. אם יש סדק במטוס ואוויר חם פורץ החוצה, זה סיפור". הוא מוסיף כי האמצעים שמועלים למטוס כדי למנוע הצטברות קרח הם בסופו של דבר מעמסה כספית.

בעוד קבוצות מחקר רבות ברחבי העולם מנסות למצוא פתרונות לבעיה, ייתכן שבמחלקה להנדסת פלסטיקה במכללת שנקר הקדימו את כולם. מחקר חדש בהובלת ראש המחלקה פרופ' חנה דודיוק, יחד עם ד"ר אנה דותן וד"ר פביאן ריוס, מציע פתרון חדשני לבעיה העיקשת: ייצור משטחים שגורמים להפחתת הצטברות של קרח בעזרת מבנים בקנה מידה ננומטרי.

הפיתוח, שעליו כבר הוציאה מכללת שנקר פטנט, מבוסס על חומרים עם מבנים ננומטריים ייחודיים בהשראת פרח הלוטוס. "פרח הלוטוס כל הזמן במים, אבל נשאר תמיד נקי ומבריק וללא בוץ", אומרת דודיוק. "לפני 20 שנה הפרח נבדק במיקרוסקופ והתגלה שפני השטח שלו מורכבים מהרים וגבעות בגודל של ננומטרים או מיקרומטרים. המים אינם מגיעים לתשתית אלא עוברים מחלקיק לחלקיק וכך הלוטוס נשאר נקי".

כמו בטכנולוגיות רבות אחרות, הרעיון שעשוי יום אחד לתרום לייעול התעופה האזרחית ולבטיחותה נולד מצורכיה של התעשיה הצבאית. "באו אלי ממפא"ת (המנהל למחקר, פיתוח אמצעי לחימה ותשתית טכנולוגית של משרד הביטחון) וביקשו רעיון לטיפול שטח כדי לדחות קרח מחלונות של טילים", נזכרת פרופ' דודיוק. באותה העת עבד ד"ר ריוס על פיתוח משטח הידרופובי, ודודיוק העלתה את ההצעה ליישם משטח זה למניעת הצטברות של קרח.

דודיוק ועמיתיה פיתחו מספר דגימות ושלחו אותן למעבדה בצ'יקוטימי, קוויבק, המתמחה בין היתר בסימולציות של הצטברויות קרח. התוצאות היו מרשימות, היא מספרת: "הטיפול האולטרה-הידרופובי הצליח להקטין הדבקה של קרח לתשתית של מתכת פי 18 עד 20". לדבריה, הפטנט ניתן ליישום גם בכלי רכב הסובלים מהצטברות קרח בימי חורף קשים.

אלא שלפיתוח של החוקרים משנקר בעיה שתקשה על יישומו, הוא לא מחזיק לפרקי זמן ארוכים, בייחוד בתנאי טיסה. לשנקר אין התקציבים לממן מחקרים להארכת חיי המשטחים הננומטריים - שלב קריטי לקראת מסחור הפיתוח - אבל לשמחת החוקרים המקור למימון נמצא במדינה שיודעת חורף מהו.

לפני כשבועיים ביקר בישראל מושל מסצ'וסטס, דבאל פטריק, והודיע כי מדינתו תקצה מימון לשיתוף פעולה בין שנקר לבין המרכז למצוינות ביישומי ננוטכנולוגיה של אוניברסיטת מסצ'וסטס בלואל, במטרה למסחר את הפיתוח ולהביא אותו בהקדם אל חברות התעופה. "ההשקעה בפיתוח החומרים צפויה להסתכם בכמה מאות אלפי דולרים", מסביר פרופ' שמואל קניג, ראש הפקולטה להנדסה בשנקר ולשעבר בכיר ברפא"ל, "אולם בעתיד היא תשנה את פני ענף התעופה".

נרי ירקוני, שאינו מכיר את הפיתוח בשנקר, אומר כי "אם מדובר במשהו שנשאר על המטוס ומחזיק חודשים אז שיבורכו - זה דבר נפלא. אם הטכנולוגיה הזו יעילה, היא יכולה לייעל ולהוזיל את התעופה".

בגלל הקרח: שני הרוגים בתחילת החודש

תופעת "התקרחות" (היווצרות מעטפת קרח) במנוע היא שגרמה ככל הנראה לתאונה האווירית בתחילת החודש, שבה נהרגו שני נוסעים. ב-3 במארס התרסק מטוסם הקל של דב לבנון וחגי אריאל סמוך לכפר טובא-זנגריה בצפון - כך מסתמן מממצאי חקירה חדשים של התאונה הקטלנית, שהגיעו אתמול ל"הארץ".

ההערכה המתחזקת בקרב צוות החקירה, בראשותו של חוקר תאונות אוויריות ראשי במשרד התחבורה, עו"ד יצחק (רזצ'יק) רז, היא שהטייס ניסה לנחות נחיתת חירום בשטח הפתוח - לאחר שאיבד את מנועו היחיד באוויר - זמן קצר מאוד לפני ההתרסקות אל הקרקע. זאת משום שלהבי המנוע המשיכו לסוב כאשר המטוס פגע באדמה.

גלגלי המטוס פגעו, ככל הנראה, בסלע באדמת הטרשים - דבר אשר גרם להתהפכותו של המטוס, תוך שהוא מוחץ תחתיו את הנוסעים. אש שהתלקחה מהדלק שנותר במכל לא הותירה לשניים כל סיכוי להינצל. גוף המטוס נשרף כמעט כליל אך הכנפיים לא נפגעו.

ההתקרחות, לדברי מומחי תעופה, היא תופעה מאוד שכיחה ורחבת היקף. היא יכולה להצטבר על חלקים שונים של המטוס כמו הכנפיים, המנועים או חלונות המטוס. לדברי המומחים, התופעה מתרחשת בעיקר במנועים שמצוידים עדיין בקרבורטורים, קרי במטוסים יחסית ישנים. התופעה לא מתרחשת במנועי הזרקה חדשים. הרבה מאוד מטוסים קלים בענף התעופה הפרטית בארץ מצוידים עדיין במנועים בעלי קרבורטורים.

מטוסי הנוסעים והמטען בתעופה הבינלאומית מצוידים במערכות שנועדו להתמודד עם מגוון תופעות ההתקרחות, כולל היווצרות קרח על הכנפיים בזמן טיסה. לעומת זאת, כאשר המטוס חונה על הקרקע, נהוג להשתמש בנוזל אלכוהלי מיוחד על מנת להמס את שכבת הקרח, בטרם המראה.

אף על פי כן, קרו בעבר תאונות אוויריות שמקורן היה בהיווצרותה של שכבת קרח על הכנפיים. בולטת במיוחד היתה תאונה קטלנית בינואר 82' בארה"ב: מטוס של חברת אייר פלורידה מדגם בואינג 737, התרסק זמן קצר מהמראתו לאחר שפגע בגשר במרכז העיר וושינגטון, ונפל לנהר שהמים בו קפאו. באסון - שנגרם בשל התקרחות שפגעה בכנפיים ובמנועי המטוס - נהרגו 78 בני אדם.

חקירת התאונה האווירית מראשית החודש מסובכת וקשה, בגלל הדליקה שפרצה לאחר שהטייס ניסה לנחות בשדה הסלעים. האש כילתה רכיבים שמהם ניתן היה ללמוד על תמונת המצב במטוס ומכשיריו, קודם להתרסקות. אולם לחוקרים ברור כי במכלי המטוס נותר דלק לפני הפסקת פעילותו של המנוע. הם ממשיכים לנסות לברר מה גרם לתקלה וחלק מהאפשרויות כוללות סתימה בצינור, נזילת דלק או כשל מאסיבי אחר בתוך המנוע.

זוהר בלומנקרנץ



מטוס של חברת התעופה האמריקאית פרונטיר מושבת בניו יורק בגלל מזג האוויר, לפני כחודשיים


פרופ' חנה דודיוק



תגובות

דלג על התגובות

בשליחת תגובה זו הנני מצהיר שאני מסכים/מסכימה עם תנאי השימוש של אתר הארץ

סדר את התגובות
*#
בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו