באפקה, המכללה האקדמית להנדסה בתל-אביב, נחנכה ב-4 במארס מנהרת רוח תת-קולית. המנהרה מופעלת במעבדת הזרימה של המחלקה להנדסה מכאנית, ותשמש כלי הוראה, מחקר וייעוץ לתעשייה במסגרת מרכזי המחקר והייעוץ התעשייתי של המכללה. פרויקט בניית המנהרה נכלל במסגרת עבודות הגמר של שלושה סטודנטים מצטיינים, בהנחיית מומחים מהתעשייה.
אזור תא הניסוי של מנהרת הרוח (צילום: ביעף)
סילבן שלום, שר התשתיות הלאומיות, האנרגיה והמים (מימין), בטקס חנוכת מתקן מנהרת הרוח. משמאל: פרופ' מוטי סוקולוב,
נשיא מכללת אפקה. (צילום: מור שעשוע)
מנהרת רוח בממדים מעבדתיים משמשת בעיקר לבחינת הכוחות ומשטרי הזרימה על דגמים מוקטנים בתנאי זרימה המדמים את מצב הגופים במציאות. המנהרה מתאימה לניסויים של כלי-טיס, כלי תחבורה, מתקני אנרגיית רוח ואזורים אורבאניים בניסויי סביבה. הניסויים נערכים בשלבי הפיתוח על מרכיבי מערכות ומערכות שלמות, ובמהלך הייצור ואחריו לצורך השבחה והתייעלות.
מנהרת הרוח שהוקמה במכללת אפקה הינה מנהרה בחוג סגור, המאופיינת בזרימה חסכונית ושקטה ועלויות תפעול נמוכות יותר לעומת מנהרה בחוג פתוח. המנהרה מוקמה בקומה תחתונה כאשר זרוע-המנוע מצויה מחוץ למעבדה וזרוע תא הניסוי נמצאת בתוכה. האוויר מואץ על-ידי שתי דרגות של מניפות אווירודינמיות המחוברות בעזרת רצועות למנוע בהספק 31 קילו-וואט, שממוקם קרוב לקרקע. בתיכון המנהרה ניתנה תשומת לב מיוחדת למסלול האוויר ומרכיביו, כך שרמת הטורבולנציה תהיה מזערית ובתחום שאינו עולה על 0.2% מערך המהירות המציפה. האוויר מגיע לתא הניסוי בעל חתך של 50x50 ס"מ וזורם במהירות מרבית של 60 מטר/שנייה (מאך 0.18).
מנהרת הרוח ניתנת להפעלה ולבקרה בשני אופנים: ידנית וממשק ממוחשב. הממשק הממוחשב נבנה בסביבת פיתוח Labview ומאפשר שליטה על מהירות זרימת האוויר, על זווית הדגם ומיקומו בחתך Y- Z ועל הגדרות הפעולה של המנהרה. המערכת מציגה לאורך שלבי הניסוי את נתוני הרגע המבוקשים ואת תוצאות הניסוי בזמן הפעלה. המערכת צוברת ושומרת את נתוני המנהרה והמדידות בקבצי מידע. ממשק ההפעלה הידני תוכן לצורך הפעלה פשוטה ללא שימוש במחשב, לבדיקות ולהפעלה במקרה של תקלת מחשב.
מנהרת הרוח ניתנת להפעלה בשני סוגי בקרה: הראשון, בקרת מהירות זרימה בתא הניסוי בחוג פתוח על-ידי הגדרת מהירות סיבוב המניפה. השני, בקרת מהירות בחוג סגור, תוך מדידת מהירות הזרימה בתא הניסוי. מהירות סיבוב המניפה מבוקרת תמיד על-ידי בקר אלקטרוני תוך מדידת מהירות זוויתית על-ידי אנקודר.
תא הניסויי בתצורתו הנוכחית מכיל חיישן כוח דו-צירי למדידת כוחות עילוי וגרר, הפועל בטכנולוגיית Strain Gage. המדיד הוא בעל טווח מדידה עד 22 ק"ג, ובעל דיוק של 0.1% מהקריאה. התקנים אחרים כוללים:
מערכת שינוע בשלושה צירים, מופעלת מחשב, מאפשרת הזזת מדידים למדידות ומיפוי מהירויות בחתך תא הניסוי. מסילת הגובה הפועלת בציר Z בעלת פרופיל דק וחיפוי אווירודינמי למניעת הפרעות בזרימה.
צינורות פיטו למדידת לחצים טוטאליים וסטאטיים. החיישנים מחוברים למתמרים הפועלים בטכנולוגית micro-machined silicon לצורך קריאת לחצים דיפרנציאליים ואבסולוטיים.
שולחן סיבוב המיועד לסיבוב דגמי הניסוי סביב צירם.
מדיד טמפרטורה מסוג תרמיסטור ישמש לעדכון קריאת מהירות וחיישנים רגישים לטמפרטורה (חוט להט).
בשלב הנוכחי מבוצעות ומתוכננות עבודות חקר ופיתוח בנושאים:
בחינת אמצעים פסיביים להורדת גרר במשאיות תובלה.
בחינת רכיבים של טורבינות רוח – כנף, זווית התקפה, מספר כנפיים.
בחינה של מקדמי מעבר חום על צלעות קירור בזרימה מאולצת.
כמו-כן מתוכננים שיתופי פעולה עם מוסדות מחקר ופיתוח בארץ ובחו"ל.
להזמנת מינוי למהדורה האלקטרונית של "ביעף" פנה אל: biaf@aerospace.org.il