הפיזיקה של הצלחת המעופפת
ננסה להסביר פה למה ואיך צלחת עפה כמו שהיא עפה, יש בהסבר מושגים טיפה לא מוכרים אבל אנחנו חושבים שהבנו אותם אז גם אתם תוכלו. אנחנו לא פרופסורים לפיזיקה (עדיין...) אבל מבינים בפריסבי, אז כתבנו את מה שהבנו מכל העניין ואפילו הוספנו כמה דברים משלנו.

כתבה זו היא תרגום של מאמר מאת לואיס א. בלומפילד (פרופסור לפיסיקה באוניברסיטת וירג'יניה).
תרגמו: איל בנין ותומר קראוטהמר


הצלחות המעופפות המודרניות לא ממש מזכירות את חתיכות הפח של מאפיית פריסבי בברידג'פורט - המגשים הישנים, שנתנו לצלחת המעופפות את שמה. אבל הן עפות באוויר מאותן הסיבות. גם המגשים וגם הצלחות מהווים ביסודם כנפיים מסתובבות הנותרות בתעופה באמצעות הרמת אוויר אווירודינמית ויציבות ג'ירוסקופית (לא לדאוג, נסביר את זה מיד).

מעוף רגיל של צלחת מפצל את האוויר המגיע לקצה הקידמי של הצלחת: חצי עובר מעליה, וחצי מתחתיה. בגלל שבחזית הצלחת יש שיפוע הפונה מעלה, הצלחת מטה את זרם האוויר הנמוך יותר כלפי מטה. כמו שהצלחת דוחפת מטה את האוויר, האוויר דוחף מעלה את הצלחת - כוח זה נקרא הרמת אוויר אירודינמית. תנועת הצלחת באוויר גורמת גם לזרם האוויר העליון לנטות מטה מכיוון שכמו כל נוזל צמיגי, אוויר זורם נוטה לעקוב אחרי משטחים עקמומיים - גם כשמשטחים אלו מכופפים החוצה מזרם האוויר הטיבעי (לדוגמא- אם נשים אצבע בקצה של זרם מים נמשוך את הזרם לכיוון האצבע). המערבולת של זרם האוויר העליון גורמת לנפילת לחץ אוויר רצינית ממש מעל הצלחת, הגורם לה להישאב כלפי מעלה.

תנועת זרם האוויר מסבירה מדוע הצלחת עפה בצורה עלובה כשהיא הפוכה. כשזרם האוויר העליון מנסה לעקוב אחר הפינה החדה של הצלחת ההפוכה, האינרציה מסיטה אותו מפני השטח. כיס אוויר מסוחרר (מערבולת אוויר) נוצר מאחורי הצלחת, הורס את השאיבה ומחזק את התנגדות האוויר (ויוצר מעין מצנח). מרגע שהתנגדות האוויר עצרה את תנופת הצלחת ההפוכה, היא נופלת כמו אבן. שחקנים מנצלים אפקט זה כדי ליצור זריקה קשה לתפיסה בשם Over Head או בכינוייה The Hammer.

סיבוב הצלחת הוא חלק מכריע. בלעדיו, אפילו צלחת בצידה הנכון "תפרפר", זה בגלל שהכוחות האווירודינמיים אינם ממורכזים בצורה מושלמת בתנועת צלחת ללא סיבוב. למעשה, הרמת האוויר חזקה מעט בחציה הקדמי של הצלחת, וכך קורה שחצי זה, בדרך כלל, מתרומם, וגורם לצלחת שלא מסובבת היטב להתהפך. צלחת שמסתובבת, לעומת זאת, מסוגלת לשמור על הזווית שלה (האוריינטציה) למשך זמן ארוך עקב המומנטום הזוויתי או "צנטרפוגה"- אותו הכוח הפועל על ג'ירוסקופ.

העיצוב הקפדני של צלחת באיכות טובה מציב את ההרמה במרכזה בצורה כמעט מושלמת. הצלחת דקה יותר בקצוות, דבר המאפשר סיבוב מהיר יותר (ולכן לצלחות פריסטייל יש Rim דק יותר), זה נקרא מומנטום זוויתי. חריצים קטנים בחלקה העליון של הפריסבי יוצרים מערבולות אוויר מיקרוסקופיות בשכבת האוויר מעל הצלחת. באופן מוזר, מערבולות אלו עוזרות לשמור את זרם האוויר העליון "מהודק" לצלחת, ועל ידי כך, מאפשרות לה לנוע למרחק רב.

לסיכום: מעוף הצלחת המעופפת דומה מאוד למעוף של מטוס - כוח העילוי של הצלחת קיים בגלל הפרשים בלחץ האוויר כתוצאה מצורת שפתיה. צורה זו גורמת לאוויר מעל לצלחת (או כנף) להיות דליל יותר ולכן הצלחת "נמשכת" מעלה כדי למלא את החסר. הצלחת שומרת על יציבותה כתוצאה מהאפקט הסיבוב (צנטרפוגה). כל עוד הצלחת מסתובבת קשה הרבה יותר לשנות את הזווית שלה, ולכן כאשר צלחת נזרקת נכון יש לה כוח עילוי טיבעי וגם הזווית שלה נשמרת לאורך זמן.

מילה על ציוד: בצלחות שאינן באיכות טובה חסרות כמה מדקויות העיצוב הפיזיקלי העושות את הצלחת ליציבה. חוסר איזון בחלוקת המשקל על היקף הצלחת, היעדר הפסים מעל לצלחת, שפת צלחת חדה או כהה מידי וכדומה - כל אלה יפגמו בטיסה חלקה של הצלחת. צלחת טובה בנויה על פי כל עקרונות הפיזיקה ועקרונות אחרים המאפשרים לה לעוף בתריסר דרכים שונות בצורה מושלמת.


המאמר המקורי מאת לואיס א. בלומפילד.
תרגמו: איל בנין ותומר קראוטהמר