למה למטוסים מודרניים יש קצות כנף מעוקלים – ומה זה עושה לטיסה?
אם עליתם פעם על מטוס סילון מודרני, סביר שהצצתם מהחלון וראיתם שבקצה הכנף יש “אוזן” קטנה שפונה מעלה (ולפעמים גם מעט החוצה או אפילו כלפי מטה).
החלק הזה נקרא Winglet או קצה כנף מעוגל/מעוקל, והוא אחד השינויים הכי “קטנים למראה – אבל ענקיים בהשפעה” שנעשו בעולם התעופה המודרני.
במאמר הזה נעשה סדר:
למה בכלל צריך את ה־“אוזניים” האלה?
איך הן חוסכות מיליארדי ליטרים של דלק בכל שנה?
אילו סוגים שונים קיימים?
ולמה זה מעניין גם אותנו, כשאנחנו יושבים בקוקפיט בחוויית “טייס ליום אחד”?
מה הבעיה שקצות הכנף המעוקלים פותרים?
כדי להבין Winglets צריך להתחיל בתופעה שנקראת מערבולות קצה כנף (Wingtip Vortices).
על־פי עקרון ברנולי, הצד התחתון של הכנף נמצא בלחץ גבוה יותר מהצד העליון וזה כוח העילוי שמחזיק את המטוס באוויר. האוויר מנסה “להתאזן” – להשוות לחצים, ובקצה הכנף הוא זורם מלמטה (לחץ גבוה) למעלה (לחץ נמוך) ויוצר מערבולת חזקה מאחורי המטוס.
המערבולת הזו גורמת ל:
גרר מושרה (Induced Drag) מוגבר – כלומר בזבוז אנרגיה ודלק
Wake turbulence – מערבולות מסוכנות יותר למטוסים שטסים מאחור
כלומר: המטוס משלם “מס אווירודינמי” רק בגלל איך שהאוויר מתנהג בקצה הכנף.
איך Winglets מקזזים את הגרר – בלי להאריך את הכנף
הפתרון הקלאסי להפחתת גרר מושרה הוא כנף ארוכה וצרה יותר (יחס מימדים – Aspect Ratio גבוה). אבל:
כנף ארוכה מדי לא נכנסת לשערי המטוסים בשדה התעופה.
היא כבדה יותר.
היא דורשת חיזוקים מבניים יקרים.
כאן נכנס הרעיון של קצה כנף מעוקל:
במקום להאריך את כל הכנף, מוסיפים בקצה “שפיץ” אנכי/אלכסוני שמגדיל למעשה את גובה הזרימה היעילה של הכנף, כאילו שהכנף ארוכה יותר – אבל בלי להוסיף רוחב כנף בפועל.
כמה יתרונות מרכזיים להוספת כנפוני קצה כנף:
הקטנת חוזק המערבולות בקצה הכנף → פחות גרר מושרה
שיפור יחס עילוי–גרר (L/D) – המטוס “מרים” טוב יותר על כל קילו דלק
שיפור ביצועים בהמראה, בנסיקה ובשיוט
ניסויי מנהרת רוח וחישובים של NASA הראו כבר בשנות ה־70 שחיבור Winglets יכול לשפר את יעילות הדלק בכ-6–7% במטוסי נוסעים גדולים – נתון אדיר בעולם שבו כל אחוז שווה מיליונים.
קצת היסטוריה: מהמשבר האנרגטי לשדה התעופה הקרוב לביתך
למרות שפקחים וטייסים שמו לב כבר בתחילת המאה ה־20 שהוספת משטחים בקצות כנף משפיעה על העילוי, את המהפכה המודרנית הוביל בשנות ה־70 המהנדס ריצ’רד ויטקום (Richard Whitcomb) ב־NASA.
לאחר משבר הנפט של 1973 תוכנית החיסכון בדלק של NASA חיפשה דרכים “לשחוט אחוזים” מצריכת הדלק של מטוסי נוסעים. ויטקום הראה שמבנה נכון של Winglet יכול לשפר משמעותית את היעילות, ובשנות ה־80–90 התחילו יצרנים וחברות תעופה לאמץ את הטכנולוגיה.
מאז:
אלפי מטוסים צוידו ב־Winglets
ההערכות מדברות על חיסכון של יותר מ־10 מיליארד גלון דלק ועל מאות מיליוני טונות CO₂ שנחסכו מאז שנות ה־90.
כל זה – משינוי קטן בקצה הכנף.
כמה דלק זה באמת חוסך?
המספרים משתנים בין דגם לדגם, אבל מגמת החיסכון ברורה:
במטוסי 737 עם Blended Winglets מדווחים על חיסכון טיפוסי של כ-4–5% בצריכת דלק בטיסות “בלוק” (Block Fuel).בדוחות של תעשיית התעופה מדברים על מאות אלפי ליטרים לשנה למטוס בודד – ולעיתים קרובות הרבה יותר במטוסים רחבי־גוף.
זה נשמע אולי “מספרים יבשים”, אבל במציאות זה אומר:
פחות פליטות CO2
פחות משקל דלק שהמטוס חייב לשאת
טווח גדול יותר או אפשרות לקחת יותר מטען/נוסעים באותה כמות דלק
סוגי קצות כנף נפוצים – לא כל “האוזניים” נראית אותו דבר
היום קיימים כמה סוגים עיקריים של כנפוני קצה כנף (Wingtip Devices):
1. Winglet אנכי קלאסי
הצורה ה”איקונית” – לוח אנכי בקצה הכנף. מתאים במיוחד למטוסים שנבנו במקור בלי Winglet והותאם להם שדרוג.
2. Blended Winglet – המעוגל
במקום זווית חדה בין הכנף ל־Winglet, יש מעבר חלק ומתעגל.
העיצוב הזה מפחית את העומסים האווירודינמיים בנקודת החיבור ומשפר עוד יותר את היעילות.
3. Wingtip Fence
שניים במחיר אחד – לוחות גם למעלה וגם למטה (כמו באיירבוס A320 בדגמים ישנים יותר).
הם עוזרים לשלוט במערבולות הן מעל הכנף והן מתחתיה.
4. Sharklets
השם השיווקי של איירבוס לקצות הכנף המעוצבים שלהם – שילוב של Blended Winglet עם עיצוב חד, המזכיר סנפיר כריש (ומכאן השם).
5. Split Scimitar Winglets
שדרוג של ה־Blended: יש חלק עליון כלפי מעלה וחלק תחתון שפונה מעט מטה ואחורה.
העיצוב הזה, למשל ב־737NG, מאפשר הפחתת גרר עוד יותר, במיוחד בשיוט.
6. Raked Wingtips
במקום “אוזן” שעולה למעלה – ממשיכים את הכנף מעט אחורה והחוצה בצורה משופעת (“raked”).
דוגמאות: בואינג 787, 777-300ER ועוד.
מבחינת הפיזיקה – כולם מנסים לעשות אותו דבר:
להקטין את עוצמת המערבולות בקצה הכנף ולשפר את יחס העילוי–גרר.
האם יש גם חסרונות?
כמו כל שיפור הנדסי, גם כאן יש מחיר:
משקל נוסף – גם אם קטן, עדיין צריך לשאת אותו בכל טיסה.
מורכבות מבנית – עומסים במקום החיבור לכנף דורשים תכנון וחיזוקים.
עלות התקנה ותחזוקה – במיוחד במטוסים ישנים שעוברים שדרוג.
לכן יצרנים וחברות תעופה תמיד עושים חישוב:
האם החיסכון בדלק ובפליטות שווה את עלות ההתקנה והמשקל הנוסף לאורך חיי המטוס?
ברוב המקרים התשובה היום היא “כן, ועוד איך”.
ומה עם מטוסים קטנים? למה ב־Cessna שלך אין Winglets?
בשאלה הזו נתקלים המון בחוויית “טייס ליום אחד”:
נוסעים שעולים למטוס חד־מנועי, רואים את הכנפיים הישרות ושואלים – “רגע, איפה הקצה המעוקל?”
במטוסים קלים:
מהירות הטיסה נמוכה יותר
פרופיל המשקל–ביצועים שונה
עלות ההתקנה של Winglets לעיתים קרובות לא מצדיקה את החיסכון הקטן יחסית בדלק
לכן, חלק גדול ממטוסי ההדרכה והטיסות החווייתיות משתמשים בכנף ישרה ופשוטה, בלי Winglets.
עדיין אפשר לראות פתרונות אחרים כמו קצות כנף מרובעים, מעוגלים או “טיפ־פנס” קטנים, אבל לא תמיד מדובר במכשיר אווירודינמי מלא כמו במטוסי נוסעים גדולים.
איך אפשר להסביר את זה לנוסעים בטיסות חוויה?
פה נכנסת SkyTrip לתמונה כמקום שבו טיסה היא גם חוויה וגם שיעור קצר באווירודינמיקה.
כשאנו יושבים בקוקפיט ומביטים החוצה, אפשר:
להסביר בקצרה מה זה עילוי וגרר
להראות תמונות של כנפי מטוסי נוסעים עם ובלי Winglets
להסביר למה דווקא במטוסי נוסעים גדולים החיסכון משמעותי יותר
לחבר את זה לשאלות על צריכת דלק, אקולוגיה וטווח
הרבה משתתפים בטיסה מספרים שהחלק שהם זוכרים אחר כך, מעבר להתרגשות מהטיסה עצמה, הוא ההבנה הפשוטה של “מה באמת קורה שם בחוץ על הכנף”.
לפרטים נוספים או להזמנת טיסה צלצלו עכשיו למספר 050-5518080 או מלאו את הטופס ונחזור אליכם:
סיכום – קצה קטן, השפעה עצומה
קצות הכנף המעוקלים הם דוגמה מושלמת לחדשנות “שקטה”:
אין כאן מנוע נוסף
אין מחשב־על
רק הבנה עמוקה יותר של איך האוויר זורם סביב הכנף
התוצאה:
פחות גרר, פחות דלק, פחות רעש, פחות פליטות – ומטוסים שמגיעים רחוק יותר, בזול יותר ויעיל יותר.
בפעם הבאה שתשבו ליד החלון בטיסה, שווה להסתכל על קצה הכנף ולזכור:
מאחורי ה"סנפיר הקטן" הזה עומדים עשרות שנים של ניסויים, משבר נפט אחד גדול, ומהנדסים שלא ויתרו עד שמצאו דרך לגרום לאוויר לעבוד בשבילם – ולא נגדם.
