This post is also available in:
English (אנגלית)
כנפי מטוסים שומרות כבר יותר ממאה שנה על צורות מוכרות למדי, אך תצורות חריגות יכולות להתנהג בצורה שונה מאוד באוויר. אחד האתגרים הוא שמירה על יציבות כאשר הרוח מסיטה את כלי הטיס ממסלולו, במיוחד במקרה של פלטפורמות קטנות או קלות משקל. ניסוי בכנפיים מעגליות מצביע על כך שסגירת הכנף לצורת טבעת עשויה להעניק לכלי הטיס מאפייני טיסה מעניינים.
יוצר התוכן הבריטי ג'יימס וומסלי, המוכר מערוץ פרויקט אייר, פיתח כלי טיס הנשלט מרחוק ובעל כנפיים בצורת טבעת, והתקדם מאבות טיפוס זעירים לדגם גדול וממונע. הרעיון נולד בהשראת כלי טיס עגול מנייר שאותו זכר מילדותו.
העיקרון האווירודינמי הבסיסי אינו שונה לחלוטין מזה של כנף רגילה. כאשר המבנה המעגלי נע באוויר בזווית התקפה, הבדלי לחץ האוויר סביב המשטחים שלו יוצרים עילוי. ההבדל המרכזי הוא שהכנף יוצרת לולאה סגורה, במקום להתפרס לשני צדי גוף המטוס כשני משטחים נפרדים.
בשלב הראשון נבחן הרעיון באמצעות דגמי עץ בלזה במשקל 12 גרם שהונעו באמצעות גומיות. לאחר ניסויים במספר תצורות, התכנון המוצלח ביותר כלל טבעת גדולה בחלק הקדמי ליצירת עילוי וטבעת קטנה יותר מאחור לצורך ייצוב.
בהמשך הושווה הדגם לכלי טיס בעל כנפיים ישרות רגילות, עם שטח כנף דומה. בשני הדגמים נמתחו מנועי הגומייה ב־150 סיבובים. בתנאי רוח קלה, כלי הטיס הקונבנציונלי נשאר באוויר במשך כשבע שניות, בעוד שהדגם בעל הכנפיים המעגליות עבר את רף עשר השניות, טס למרחק רב יותר ואף הצליח לתקן את מסלולו שוב ושוב לאחר שהרוח הסיטה אותו.
אלא שהגדלת כלי הטיס התבררה כמשימה מורכבת בהרבה.
על פי דיווח של Intersting Engineering, הדגם הגדול תוכנן באופן דיגיטלי, כאשר חלקי בלזה שנחתכו בלייזר הורכבו לשתי כנפיים טבעתיות ולגוף מחוזק. מבני הכנפיים הבלתי גמורים לבדם שקלו כ־2.13 קילוגרמים. ניסויי דאייה אישרו כי הם מסוגלים לייצר עילוי, אך כלי הטיס נזקק למשקל נוסף בחרטום ולזווית התקפה גבוהה יחסית.
שתי גרסאות ממונעות התרסקו לאחר מכן, כאשר קורות הבלזה הקשיחות נשברו במהלך ניסיונות המראה כושלים. בתכנון השלישי נבנו הכנפיים מחדש מספוג ומצינורות אלומיניום, שסיפקו גמישות רבה יותר. בניסויים הראשונים התברר כי הטבעת מתעוותת תחת העומסים האווירודינמיים, ולכן נוסף חיזוק מרכזי שנועד למנוע את התרחבותה.
לאחר שהמנועים חוברו באופן קשיח לגוף, הצליח כלי הטיס המחודש להשלים טיסה מבוקרת שנמשכה מספר דקות. לדברי היוטובר, התנהגות הטיסה שלו הייתה דומה לזו של כלי טיס רגיל הנשלט מרחוק, אך הוא הפגין יציבות גבוהה במיוחד סביב ציר הגלגול.
אף שהניסוי לא פותח למטרות ביטחוניות, תצורות כנף חריגות עשויות להיות רלוונטיות למחקר עתידי בתחום כלי הטיס הבלתי מאוישים. יציבות פסיבית גבוהה יותר בתנאי רוח עשויה להועיל לרחפני תצפית קטנים או לפלטפורמות הפועלות בסביבה שבה קיימת מערבוליות רבה, אם כי יידרשו ניסויים אווירודינמיים נרחבים בהרבה לפני שניתן יהיה להסיק מסקנות לגבי יתרונות מעשיים.
ההדגמה אינה מוכיחה שכנפיים מעגליות עדיפות על תכנוני מטוסים קונבנציונליים. עם זאת, היא מראה כי כנף טבעתית המחוזקת כראוי מסוגלת לייצר עילוי מספיק לטיסה ממונעת, ממושכת וניתנת לשליטה, וכי רעיון שמקורו בכלי טיס מנייר מהילדות יכול לעבוד גם כאשר מגדילים אותו לכלי טיס של ממש.
