Technion students present: the first mechanical bird

להק לווינים אוטונומיים מבוזרים, מטוס נוסעים חשמלי, מזל"ט וטיל נגד טנקים – יוצגו בתחרות הפרויקטים שתיערך בכנס הישראלי השנתי למדעי התעופה והחלל

A unique competition of student projects studying for a bachelor's degree will take place this week within the framework of the annual Israeli conference for aerospace sciences. 16 teams from the Technion, Tel Aviv University, Ben Gurion University and Afka College will participate in the competition. Among the projects that will be presented this Wednesday, a mechanical bird design project, a fifty-passenger airplane design with an electric engine, an anti-tank missile design, Samson - a distributed autonomous satellite project, an experimental investigation of the flight of the hummingbird bird, and a computational and experimental investigation of a mechanical energy harvesting system wind through a vibrating structure.

BIRDINATOR - mechanical bird

מטרתו המרכזית של פרויקט "ברדינייטור" (BIRDINATOR) היתה הבנת מעופה של ציפור בטבע מבחינה מכאנית, ובניית דגם של ציפור מלאכותית שתהיה דומה לה ככל האפשר.

"רוב פרויקטי הגמר בפקולטה להנדסת אוירונוטיקה וחלל בטכניון קשורים בתכנון ובפיתוח מטוסים או טילים," סיפר מתן מאיר, בוגר הפקולטה. "רצינו לבצע פרויקט שונה, אחר, עם חשיבה 'מחוץ לקופסה'. את הפרויקט, שהוא מחקרי בעיקרו, הנחה פרופסור גיל יוסילבסקי מהפקולטה. רצינו להבין איך ציפורים מצליחות לעוף ואיך אנחנו יכולים לשחזר זאת בצורה מכאנית. חשוב להבין שלא היה כאן שום נסיון-עבר רלוונטי, כי יש אמנם מכונות שמדמות נפנוף כנפיים, אך זה בכלל לא דומה לתנועת הכנפיים המורכבת של ציפור במעופה. כנף הציפור נעה בתנועה מורכבת, שהיא הרבה יותר מסתם עליה וירידה.

"אחרי תצפיות רבות בציפורים בטבע ובסרטים, והתעמקות במאמרים של ביולוגים בנושא, הצלחנו לפתח מנגנון מכאני שמדמה את תנועת כנף הציפור על כל מרכיביה. אחרי שהבנו איך הציפור עושה זאת היינו הראשונים שבנו מנגנון מורכב שכזה. באמצעות כלי תכנון של מטוס ובאמצעות התאמות מכאניות תכננו ציפור שכזו, בעלת יכולת שהייה של 10 דקות בטיסת נפנוף, קצב טיפוס של שלושה מטרים בשנייה, טווח מהירויות של 20-10 מטרים בשנייה בתנועה אופקית, נשיאת מטען של 20 גרם ועמידה במשבי רוח. יש לציפור מנוע המחובר לכנפיים, ואת רוב התמרון היא עושה באמצעות הכנפיים. אנחנו מטיסים אותה כמו טיסן.
"מבחינת התכנון עמדנו באתגר, ייצרנו דגם תלת מימדי והכנו שרטוטים לייצור. ביצענו סימולציות בתכנת MATLAB, המוכיחה שהצלחנו לדמות את מנגנון הנפנוף. תכננו ציפור מכאנית שעומדת בדרישות שהצבנו לעצמנו."

MAZLATOV – מזל"ט שיצג את הטכניון בתחרות הסטודנטים הבינלאומית DBF (Design, Built, Fly)
A group of ten students from the Technion's Faculty of Aeronautics and Space Engineering participated last April in the DBF (Design, Built, Fly) international student competition, held under the auspices of the American Aeronautics Organization, in Tucson, Arizona.

"בנינו במעבדה בטכניון מזל"ט מאפס, כולל התכנון והפיתוח, בהנחיית שלמה צח, מבכירי המתכננים בתעשייה האווירית לשעבר", מספר חי קרמף, סטודנט בפקולטה, שהשתתף בתחרות ויציג את הפרויקט בכנס. "בתחרות נדרשנו לבנות טיסן בעל יכולת המראה קצרה במיוחד (30 רגל), יכולת נשיאה פנימית וחיצונית של חימוש, כשהמשקל הכולל של המטוס צריך להיות נמוך ככל שניתן. בתחרות מקבלים ניקוד על עמידה בדרישות ועל הצלחה במשימות, וקנס בנקודות על חריגות בגודל ובמשקל המטוס.
"עבדנו על הפרויקט כמעט שנה. לאחר עבודה קשה, עשרות שרטוטים וכמה ריסוקים, הצלחנו לבנות מזל"ט, שמוטת הכנפיים שלו שני מטר ואורכו 1.36 מ', המסוגל לשאת רקטות בגודל של 40-30 ס"מ.

"בתחרות, המתקיימת שלושה ימים, השתתפו מאות סטודנטים מאוניברסיטאות מובילות מכל העולם. יש לבצע שלוש משימות ולכל קבוצה ארבעה ניסיונות. אנחנו הצלחנו בניסיון הראשון, וביומיים סיימנו את כל המשימות. דורגנו במקום ה-12 מתוך 82 קבוצות. זו חוויה מעשירה וזה הדבר המרכזי ביותר שעשיתי במהלך לימודי בטכניון. הלימודים הרגילים הם 'על יבש', אבל כאן נדרשתי להתנסות מעשית חשובה."
Design of an electric passenger plane
Another group of students from the Technion will present a groundbreaking project at the conference, led by Shlomo Tzach, one of the former senior planners at the Aerospace Industry: designing a 50-passenger plane with an electric engine.
"תכנון מטוס נוסעים חשמלי הוא אתגר מהותי הקשור באנרגיה," סיפר ראש הקבוצה עוז סער, שסיים את לימודיו בפקולטה להנדסת אווירונוטיקה וחלל בשנה שעברה. "האתגר בתכנון מטוס שכזה הוא בייצור סוללות שיגיעו לרמת צפיפות כמו בדלק מטוסים. זו טכנולוגיה הנמצאת בפיתוח, וניכר כי יצליחו לייצר סוללות כאלה עד 2020. האתגר בפיתוח הוא שיש לייצר סוללות שיחזיקו מעמד לאורך זמן טיסה רב ככל שניתן מחד, ושיהיו קלות ולא יכבידו על משקל המטוס, מאידך. העולם הולך לכיוון הזה, ומנועים חשמליים כבר קיימים.

"הפרויקט שלנו כלל תכנון והפקת מודל תלת מימד של מטוס כזה. יכול להיות שאנחנו מקדימים את זמננו, אך בעתיד ייצרו מטוסים חשמליים שיהיו טובים יותר לסביבה. אני עובד כרגע כמהנדס בחברה שעובדת על פיתוח כזה."

הכנס הישראלי השנתי למדעי התעופה והחלל, שיתקיים בימים רביעי-חמישי, 20-19 בפברואר, מתקיים זו השנה ה-54 ומשתתפים בו כחמש-מאות מהנדסים, מדענים ומומחים בתחומי האווירונוטיקה והחלל מהארץ ומהעולם. במהלך ימי הכנס ייחשפו תוצאות מחקריות חדשות ויוצגו הישגים טכנולוגיים והתפתחויות עתידיות. הכנס, אורגן על ידי הטכניון, אוניברסיטת תל-אביב, אוניברסיטת בן-גוריון, התעשייה האווירית לישראל, רפא"ל, התעשייה הצבאית לישראל, אלביט, האגודה הישראלית למדעי התעופה והחלל, ומשרד הביטחון.