דף הבית > תעופה > תור הזהב של התעופה >

התפתחויות טכנולוגיות

התפתחויות טכנולוגיות

למרות שמלחמת העולם הראשונה נתנה תמריץ גדול לפיתוח טכנולוגיות התעופה, מספר פריצות דרך גדולות התרחשו דווקא בעידן השלום שבא אחריה וכתוצאה מהתפתחות התעופה האזרחית. זה היה ליבו הטכנולוגי של "תור הזהב":
גדולות התרחשו דווקא בעידן השלום שבא אחריה וכתוצאה מהתפתחות התעופה האזרחית. זה היה ליבו הטכנולוגי של "תור הזהב": טכנולוגיות שצצו במהלך המלחמה לשימושים צבאיים שימשו בעיקר את התעופה האזרחית, וזו המריצה בתורה את הפיתוח הטכנולוגיה. הפיתוח הטכנולוגי ב"תור הזהב" היה קשור אם כן ישירות אל התפתחות התעופה האזרחית ובייחוד אל התעופה המסחרית .

פיתוח מדע האווירונאוטיקה

במשך שני העשורים הראשונים של התעופה פיתוח כלי טיס נשען במידה רבה על תהליך של ניסוי וטעייה. מפתחים כמו האחים רייט אמנם עבדו בצורה שיטתית ואף עשו שימוש בכלי עזר שונים, כגון מנהרות רוח ואמצעי מדידה ייעודיים, אבל בסופו של דבר ליבו של התהליך נשען על האינסטינקטים הבריאים של המפתחים . אשר התמחה ,(Prandtl) את שינוי המגמה הוביל הפיזיקאי הגרמני פרופסור לודוויג פרנדטל לפני מלה"ע הראשונה בחקר מכניקת הזורמים הצמיגיים. במהלך מחקרים אלה הוא גילה וזרימות (boundary layer) שכבת הגבול ,(drag) והגדיר תופעות יסוד, כגון גרר הוא מיהר ליישם את ממצאיו בתחום הנוזלים לתחום זרימת האוויר וגילה .streamlining)) תופעות יסוד אווירודינמיות נוספות. בין השאר, עלה בידו להגדיר לראשונה את תופעת מחקריו קנו לו שם והוא התמנה למנהל מחלקת הפיזיקה הטכנית .(stall) ההזדקרות באוניברסיטת גטינגן. המחלקה הפכה לגוף מוביל בעולם בתחום חקר הפיזיקה של הטיסה, אשר קיבל לאחר מלה"ע הראשונה את השם מדע האווירודינמיקה. בתקופת המלחמה עבדה המחלקה בעיקר על פיתוח כנפיים יעילות יותר. מחקר זה התמקד בראש ובראשונה בתכנון יעיל יותר של חתך הכנף. הגילוי החשוב ביותר היה שכנף דקיקה אינה יעילה כמו כנף בעלת חתך עבה. חתך כזה לא רק שנתן עילוי רב יותר ויצר פחות התנגדות, אלא גם אפשר להפוך את הכנף לשטח אחסון של דלק ומערכות. עוד במהלך המלחמה שולב תכנון זה במטוסי קרב של החברות הגרמניות יונקרס ופוקר. הבנת חשיבותו של חתך הכנף הוביל בהמשך לתכנון מדחפים יעילים יותר, משום שלהבי המדחף הם בפועל כנפיים דקות וארוכות. עבודתם של פרנטדל ותלמידיו זלגה במהירות אל מחוץ לגרמניה ובתחילת שנות ה 20- קמו במדינות נוספות מכונים למחקר מדעי התעופה. יצרני מטוסים רבים החלו לעבוד עם המכונים השונים והללו הכשירו עבורם עובדים. למרות עיסוקם במחקר תיאורטי, מכוני המחקר כיוונו את עבודתם גם לתחום המעשי. מלבד תחום תכנון הכנף, האווירודינמיקאים הובילו את חקר הזרימות. בארה"ב המדען המוביל אשר פיתח במהלך מלה"ע הראשונה את תהליך ,(Klemin) בתחום היה אלכסנדר קלמין בדיקת העומסים הסטטי - תהליך אשר תרם לשיפור החוזק המבני של מטוסי התקופה. קלמין הצביע על חשיבות העיצוב הזרים לצורך הגברת מהירויות הטיסה במאמר רב השפעה שפורסם ב 1918- . השאיפה להפחית ככל האפשר את התנגדות האוויר באמצעות עיצוב זרים התפשטה במהירות. כך, למשל, יצרני המטוסים בארה"ב שמו לב בתחילת שנות ה 20- כי המנועים הרדיאליים מחבלים קשות בביצועי המטוסים בגלל התנגדות האויר הרבה שהם ארגון המחקר האווירונאוטי שקדם ל- - NACA יוצרים. כדי לפתור את הבעיה פיתחו מדעני חיפוי זה נכנס .(NACA Cowling) NACA חיפוי מנוע זרים שנודע בשם חיפוי - NASA לשימוש נרחב לקראת סוף שנות ה 20- והפך למרכיב קבע בתכנון רוב המטוסים בעלי מנוע רדיאלי בשנות ה- 8.100 בין אלה שהשתמשו בחיפוי זה היה ג'ק נורתרופ, אשר עשה בו שימוש ב- 1926 בתכנון המטוס שובר השיאים לוקהיד ווגה. נורתרופ היה מתכנן מטוסים טיפוסי לתקופה. מצד אחד הוא עשה שימוש במידע ובמוצרים שסיפק מדע האווירודינמיקה עד שלב זה, ומצד שני הוא הסתמך במידה רבה על חושו האסתטי, על פי ההנחה שמה שנראה טוב גם יטוס טוב. למרות שגישה זו עדיין קיימת במידה רבה עד היום, בפועל הגישה המדעית הפכה לגורם הדומיננטי בפיתוח טכנולוגית התעופה במהלך "תור הזהב". נוסף להתקדמות שהושגה בעזרת הידע האווירודינמי, ההתקדמות בתחום ההנעה אפשרה ניצול טוב יותר של התכנונים המשופרים. מנוע השריפה הפנימית, הידוע גם כמנוע הבוכנה, היה פלא טכנולוגי של סוף המאה ה 19- , אבל סבל מיחס משקל-הספק גרוע - מה שהפך אותו מתאים להנעת ספינות אויר, אבל לא להנעת מטוסים. השיפור המתמיד שחל ביחס זה אפשר בסופו של דבר את תחילת עידן המטוס. בעשורים שלאחר מכן נעשו שיפורים מתמידים בתחום ביצועי המנועים ובשיפור אמינותם. עם תחילת "תור הזהב" הגיעו מנועי הבוכנה לבשלות מלאה ולכך היתה השפעה רבה על תחילת השימוש המסחרי המטוסים .

חלוצים טכנולוגיים ושוברי שיאים

העשור הראשון של התעופה התאפיין בטיסות שוברות שיאים רבות, שהבולטת בהן היתה כנראה טיסתו של לואי בלריו מעבר לתעלת לה- מאנש ב- 25 ביולי 1909 . המגמה נמשכה גם לאחר מלה"ע הראשונה וחלק גדול מן הפיתוחים הטכנולוגיים החשובים של התעופה בעידן זה נעשה ע"י אנשים וגופים פרטיים במסגרת ניסיונות לשבור שיאים בתחום התעופה. את הניסיונות עודדו אתגרים נושאי פרסים כספיים שהציעו מממנים שונים. את אחד האתגרים המוקדמים והחשובים הציע העיתון הבריטי "דיילי מייל" ב- 1918 . העיתון הבטיח לשלם 10,000 ליש"ט "לאוויראי שיחצה את האטלנטי בטיסה במטוס מכל נקודה בארה"ב, קנדה או ניו-פאונדלנד וכל נקודה בבריטניה הגדולה או באירלנד תוך 72 שעות רצופות." כשנה לאחר מכן קיבלו את הצ'ק של העיתון מידי שר האוויריה הבריטי, ווינסטון צ'רצ'יל, שני טייסים בריטים - ג'ון אלקוק וארתור בראון - לאחר שביצעו את המשימה במפציץ ויקרס וימי מאוזרח. אלקוק ובראון היו גם בין הטייסים האזרחיים הראשונים שהפכו לידוענים בזכות טיסתם החלוצית. יצרני מטוסים ויזמי תעופה הבינו עד מהרה את הפוטנציאל הפרסומי של תחום שבירת השיאים והם החלו לשתף פעולה עם שוברי השיאים. הדוגמה הידועה ביותר לשיתוף פעולה בין שוברי שיאים ויצרני מטוסים הוא המטוס שיצרה חברת רייאן עבור צ'רלס לינדברג לצורך טיסת הסולו שלו מעבר לאוקיאנוס האטלנטי. לינדברג ורייאן חברו כדי לעמוד באתגר שהציב ב- 1919 המלונאי הניו-יורקי העשיר ריימונד אורטייג. הלה הבטיח $25,000 למי שיטוס ראשון ללא עצירה בין ניו-יורק ופריז. המטוס שיוצר במיוחד היה קשה מאוד להטסה, אבל ב 1927- הצליח לינדברג לעמוד ,NYP לצורך המשימה, הרייאן אתו באתגר לאחר טיסה שארכה 1010.5 שעות. לינדברג סיפר מאוחר יותר כי תכונות הטיסה השליליות של המטוס סייעו לו להישאר ער במהלך הטיסה הארוכה בגלל שהיה עליו להפעיל את ההגאים ללא הפסקה. 9 לטיסתו של לינדברג ולטיסותיהם של חלוצים נוספים בני תקופתו היתה השפעה רבה על ביסוס מעמדו של המטוס ככלי תחבורה מקובל לקראת סוף שנות ה- .20 מספר שיאי טיסה למרחק נשברו במטוס הווגה שתכנן ג'ק נורתרופ. תכנונו האווירודינמי היעיל יחד עם תא הנוסעים הגדול שלו הפכו אותו למתאים במיוחד לטיסות ארוכות טווח. הטייס שתום העין ווילי פוסט שבר ב 19101- במטוס זה את השיא בהקפת העולם, אשר קבעה ספינת האוויר "גרף צפלין", בטוסו עם הנווט הרולד גטי מסביב לעולם בקצת פחות מתשעה ימים. שנתיים לאחר מכן הקיף פוסט לבדו את העולם באותו מטוס, אשר נקרא "וילי מיי". פוסט השלים את הטיסה בשבעה וחצי ימים. הודות לפרסומו הצליח כעת פוסט לגייס סיוע כספי.
לפרוייקט ששאף לשבור שיאי גובה. לשם כך הוא תכנן את חליפות הלחץ הראשונות בעולם בעזרת חליפה כזאת עלה בידו להגיע ב 19104- לגובה של 50,000 רגל ולגלות את "זרם הסילון" - גילוי שהשפיע רבות על פיתוח נתיבי הטיסה המסחריים בשנים הבאות. טייסים ויצרנים נוספים ניסו ללא הפסקה לקבוע שיאי שהייה באויר. אם טיסתם ההיסטורית של האחים רייט נמשכה 12 שניות, הרי שכבר במהלך מלה"ע הראשונה מטוסים גדולים יכלו לשהות מספר שעות באוויר. בין שוברי השיאים החשובים ביותר בתחום זה היו הצרפתים בוסוטרו ורוסי. ב- 15-18 בנובמבר 19100 הם קבעו שיא של 68 שעות רצופות באוויר ללא תדלוק. בטיסה זו הם השתמשו במטוס יחיד במינו מתוצרת בלריו בעל כנף ארוכה וצרה במיוחד, אשר אפשרה שיוט חסכני בגובה רב יחסית. במטוס זה הם גם יצאו לטיסות ארוכות טווח במיוחד, כגון מניו-יורק לראייאק שבסוריה (כיום אחד מבסיסי ח"א הסורי) .

מרוצי אויר כתמריץ לפיתוח טכנולוגי

השאיפה לפרוץ גבולות חדשים באה גם לידי ביטוי בתחום המרוצים האוויריים. מלבד ערכם הבידורי, מרוצים אלה נערכו בראש ובראשונה במטרה להפגין עוצמה טכנולוגית של חברות ובהמשך גם של מדינות. מרוצים בינ"ל, כמו מרוץ שניידר היוקרתי למטוסי ים, הפכו לזירת התגוששות בין המעצמות השונות, כאשר כל מדינה תומכת בנדיבות בנציגיה לתחרות. המרוץ על גביע שניידר הוכרז בסוף 1912 בתור מעין אליפות עולם במטוסי ים. בדומה לאליפות העולם בכדורגל, גם כאן נקבע כי מדינה שתזכה שלוש פעמים בגביע תוכל להחזיקו לצמיתות. על המשתתפים הוטל לטוס מהר ככל האפשר במסלול סגור שאורכו הכולל היה 1075 ק"מ. המרוץ צבר תאוצה רק לאחר חידושו ב 1920- בונציה. מכאן ואילך הוא נערך כמעט מדי שנה במדינה שניצחה בשנה הקודמת. בעידן של קיצוצים בהוצאות הביטחון, הצבאות השונים הפכו למשתתפים מרכזיים במרוצים אלה. לעיתים קרובות הדבר נעשה ממניעים פוליטיים. בארה"ב היוו התחרויות כר נוח לצבא ולצי לקדם את ענייניהם ולפרסם את עצמם בפני הציבור, ודרכו בפני הפוליטיקאים, כדי לזכות בנתחים מן התקציב הביטחוני המצטמצם. מרוץ שניידר עורר עניין ציבורי רב וטיפח את הרוח הפטריוטית: לקראת תחרות "גביע שניידר" בונציה, 26 בספטמבר 1927 , המו הדרכים מרוב אנשים: מי ברכב, מי באופניים ומי ברגל. העיר היתה הומיה מבקרים. הגונדולות פינו מקומן על פני המים לקראת המרוץ העתידי. על החוף נראו ניצבים המטוסים המתחרים. המוני האיטלקים, שנתקבצו בחוף לידו, היו בטוחים בזרי ניצחון לארצם. ברם, בהימוג התשואות הוברר כי בריטניה ניצחה את איטליה." בדומה לתחרויות המכוניות, תחרויות המטוסים היוו תמריץ גדול לפיתוח טכנולוגי. השאיפה המתמדת למהירות גבוהה יותר הביאה לפיתוחים, אשר בהמשך זלגו לשאר תחומי התעופה. ניתן למנות עליהם את השיפורים הדרמטיים בזרימות, כני נסע מתקפלים, כנף ללא תמיכה חיצונית, רדיאטורים מודרניים ומדחפים ממתכת. מירוצי-אויר שימשו גם להוכחת יכולות של מטוסים חדשים במסגרת מסע השיווק שלהם. מספר מטוסי נוסעים חדשים השתתפו בתחרות על גביע מק'רוברטסון ב 19104- . היה זה מרוץ חד- פעמי במהלכו ניסו המתחרים להגיע מאנגליה למלבורן, אוסטרליה בזמן הקצר ביותר. שהוטס ע"י צוות של חברת ,DC-2- במקום השני הגיע מטוס הנוסעים החדש של דגלס, ה שקידמה בכך גם את עצמה). נציגה של בואינג, מטוס הנוסעים פורץ הטכנולוגיות דגם ) KLM קומט בשם "גרובנור DH.88 247 הגיע במקום השלישי. בגביע זכה צוות שהטיס מטוס מדגם האוס" של חברת דה- הבילנד הבריטית (מטוס זה נמצא היום באוסף שטלוורת' באנגליה). שני אנשי הצוות של המטוס השלימו את הטיסה ב 71- שעות. היתה זו זכייה מעט לא- הוגנת משום שבניגוד לשני הקודמים, אשר תוכננו כמטוסי נוסעים והחלו להיכנס לשימוש מסחרי, מטוס זה תוכנן ונבנה במיוחד עבור מרוץ זה. המרוצים האוויריים שילבו חלוציות עם שיקולים מסחריים ומידה רבה של הרפתקנות. הם הטביעו חותם עמוק על המשתתפים בהם ועל רבים מבני התקופה. הטייס והסופר המפורסם אנטואן דה סינט-אקזופרי השתתף בדצמבר 19105 במרוץ האווירי מפריז לסאיגון במטרה לזכות בפרס של 150,000 פרנק. לאחר כמעט 20 שעות באוויר הוא ונווטו התרסקו במדבר הצפון-אפריקני. הם ניצלו במקרה ע"י נווד לאחר ארבעה ימים כמעט ללא מים. החוויה הקשה השפיעה עמוקות על סינט-אקזופרי והיוותה השראה לספר "הנסיך הקטן".