חלק ראשון תא"ל (מיל ). גדעון רז ( )1939-2015 תוכן : • מבוא • הזמנה לתחרות אדם וים 2015 • ריכוז עבודות בתחום מדע וטכנולוגיה • ריכוז עבודות בתחום שייט •
Download
Report
Transcript חלק ראשון תא"ל (מיל ). גדעון רז ( )1939-2015 תוכן : • מבוא • הזמנה לתחרות אדם וים 2015 • ריכוז עבודות בתחום מדע וטכנולוגיה • ריכוז עבודות בתחום שייט •
חלק ראשון
תא"ל (מיל ).גדעון רז
()1939-2015
תוכן:
• מבוא
• הזמנה לתחרות אדם וים 2015
• ריכוז עבודות בתחום מדע וטכנולוגיה
• ריכוז עבודות בתחום שייט
• ריכוז עבודות בתחום מדעי הים
• ריכוז תצלומים בתחומים תת מימי ועל מימי
• צילומים מיום התחרות
• רשימת הזוכים
• תודות
• הערה :סדר הכרזות המוצגות בחוברת זו הנו בחלוקה לנושאים ועל פי האלף-בית
מאי 2015
תחרות "אדם וים" 2015ע"ש תא"ל גדעון רז
כותב נשיא המדינה התשיעי ,מר שמעון פרס ,על חשיבות הים למדינת ישראל" :ביבשה יש גבולות -בים יש אופקים".
תחרות "אדם וים" היא תוצאה של אמנת האימוץ שנחתמה באוקטובר 2004בין ראש עיריית הרצליה לעמותת "דולפין" (יוצאי שייטת הצוללות) .בין היעדים
המשותפים הייתה "השאיפה לטעת בבני הנוער את הקשר והאהבה לים ,לפעילויות החינוך והתרבות בו "...וכן "...לפעול ככול יכולתנו כדי לסייע לעיר הרצליה
בקידום ופיתוח פרויקטים הקשורים לחינוך ולמסורת הימית."...
ברוח אמנת האימוץ יזמו שני הגופים לפני 6שנים את תחרות "אדם וים" .עד כה השתתפו בתחרות במהלך שש השנים האחרונות ( )2015 - 2010עשרות בתי"ס
ומוסדות ומאות תלמידים בשכבות הגיל יוד-י"ב.
החזון ומטרת תחרות "אדם וים" להטמיע את חשיבות הים כמשאב מרכזי וחיוני בהווה ובעתיד ,להבטחת קיומה הכלכלי ,הביטחוני והאקולוגי של מדינת ישראל,
ולקרב את הנוער אל הנושא הימי במגוון תחומי תוכן ונושאים במדעי הים ,מדע וטכנולוגיה ימית ,כלכלה ואקולוגיה ,קולנוע וצילום.
השנה נפרד מאיתנו בטרם עת תא"ל גדעון רז שהיה שותף מייסד של התחרות ,איש אוהב אדם וים שליווה אותנו כול השנים במסירות ואהבה גדולה .החלטנו
להקדיש את התחרות לזכרו.
לפעילות ולתחרות שותפים גם אנשי התעשייה ,המחקר והאקדמיה ,המגזר השלישי ,חיל-הים ומשרד החינוך .הפעילות כוללת הנחיה מקצועית ע"פ הצורך,
ייעוץ בבחירת הנושאים ותמיכה עד שלב התחרות.
עמותת "דולפין" מבקשת להודות לעיריית הרצליה ולחברות שתמכו גם השנה בתכנית ,High Q :חברת טופקו וחברת נמלי ישראל (חנ"י) .כמו כן לגורמים
שתמכו בתחרות הצילום :רשות הטבע והגנים ,כפר הצוללים ,מועדון הגלישה הישראלי ,ריף הדולפינים ,המצפה התת-מימי ,דרך הים וצוללי קיסריה.
השנה עלה משמעותית מס' העבודות המתחרות ובעיקר מספר בתיה"ס המשתתפים .זו מגמה חיובית וחשובה .השנה גם הצטרפו שני שותפים אסטרטגיים:
משרד המדע והמכללה האקדמית רופין .ביחד נרחיב ונעצים את היקף התכנית ופריסתה הארצית.
תודה לכול המשתתפים ,המורים ,המנהלים ,המנחים ,התומכים והשותפים.
ד"ר מאיר אריאל
מנהל מרכז המדעים
הרצלייה
אל"מ (מיל) מיקי קיסרי
יו"ר צוות השיפוט
עמותת "דולפין"
תחרות מדע וטכנולוגיה
מרכז:
סא"ל (מיל ).איל ישראלי -מרכז ,עמותת "דולפין"
שופטי התחרות:
אל"מ (מיל ).מיקי קיסרי -יו"ר ועדת השופטים ,עמותת "דולפין"
ד"ר מאיר אריאל -מנהל מרכז המדעים
אל"מ (מיל ).אברהם פאר -עמותת "דולפין"
סא"ל (מיל ).איל ישראלי -עמותת "דולפין"
אלי זהבי -עמותת דולפין
דן דר -עמותת "דולפין"
אווירודינמיקה של מפרשים
פרויקט המשך לשני פרויקטים שנעשו בעבר בנושא אווירודינמיקה ומפרשים.
הקדמה
נושא אווירודינמיקה של מפרשים נלמד כיום במרכזי
הכשרה ימית וברמה אקדמית .יצירת אמצעי המחשה
עבור מערכת החינוך תאפשר ללמד ולהמחיש את
הנושא עבור קידום התחום הימי וככלי הוראה יעיל
ואטרקטיבי ללימוד נושאים מדעיים-טכנולוגיים.
מטרת הפרויקט
הכרחי :בניית דגם מפרשית מקצועי ובניית דגמי
מפרשים באופן עצמי לצורך התנסות.
בניית דגם של מנהרת רוח דינאמית עבור בדיקת כוחות
מתפתחים בזויות הפלגה שונות ביחס לרוח .בניית דגם
של מנהרת רוח סטטית ובדיקת שלושת הכוחות
הפועלים על המפרשית :דוחף ,מסיט ומהפך.
רצוי :בניית מערכי ניסוי המתאימים לתלמידים בחטיבת
הביניים בדגש חוויתי ולתלמידי תיכון בדגש פיזיקלי.
טוב שיהיה :הדגמת המפרשים במנהרת רוח
וירטואלית ,ביצוע השוואה לתוצאות שהתקבלו בניסויים
במנהרות הרוח ובדגמים הפיזיים.
מבוא
תחום אווירודינמיקה של מפרשים כמרכיב בטכנולוגיה
הימית על כול גווניה העל והתת מימיים נתגלו כנושא רב
תחומי אטרקטיבי המסייע ללימוד נושאים מדעיים-
טכנולוגיים גם עבור תלמידים בחינוך המיוחד.
הפרויקט הוא במסגרת של שילוב התחום הימי בכלל
מערכת החינוך.
תאור דגם הפרויקט
מנהרת רוח סטטית :מאוורר המוצב
מאחורי כוורת עשויה מצינורות PVC
הכוורת גורמת לשינוי זרימת הרוח
מטורבולנטית ,היוצאת מהמאוורר
ללימנארית זרימה האופיינית בים
ובמרחב פתוח .מול הכוורת מוצב דגם
של סירת מפרש המחובר לשלושה
חיישנים המודדים את הכוח המסיט,
הכוח הדוחף והכוח המהפך ומד רוח.
החיישנים מחוברים למחשב
ומאפשרים קריאה של תוצאות
המדידות וניתוחן.
מנהרת רוח דינאמית :מאוורר וכוורת
כמו במנהרת הרוח הסטטית אך מול
הכוורת מוצב דגם מפרשית על עגלה
ומסילת ניסוי של , pascoניתן לשנות
את זוויות המפרשים ומתיחותם ביחס
לרוח ולמדוד את הכוח הדוחף
המתקבל (שאר הכוחות מבוטלים).
מד כוח
מד מהירות רוח
כיתה יב
תיכון הנדסאים
הרצליה
הדגם הדינאמי
המשך פיתוח
התאמת מנהרות רוח וירטואליות
"חינמיות" של כלי טיס לתחום
המפרשים ,ביצוע סימולציות והשוואה
לתוצאות של מפרשים שהתקבלו
במנהרות הרוח ובדגמים הפיזיים.
אביב שפיר
אביב צברי
דן דר
עמותת דולפין
איזי סויסה
Easy sails
לילך מוזיקנט
עדי לק
הדגם הסטטי
המחשת נושאי הנדסה ימית לחינוך המדעי-טכנולוגי ולהדרכה ימית
פרויקט המשך לפרויקטים שבוצעו בתיכון הנדסאים הרצליה
עבודה זו זכתה במקום השני בקטגורית מדע וטכנולוגיה
הקדמה
נושא הנדסה ימית נלמד כיום במרכזי הכשרה ימית
וברמה אקדמית ,יצירת אמצעי המחשה עבור מערכת
החינוך תאפשר ללמד ולהמחיש נושא זה לצורך
קידום התחום הימי וככלי הוראה יעיל ואטרקטיבי
ללימוד נושאים מדעיים-טכנולוגיים.
מטרת הפרויקט
הכרחי :שדרוג מחולל גלים מהפעלה ידנית
לאוטומטית ,הוספת חיישנים עבור הצגת תדירות
גלים ומהירות כלי השייט ,התאמת דגמים של כלי
שייט אופייניים לצורך ניסוי במחולל ,בנית דגם כלי
שייט להדגמת בקרה על כלי שייט בחוג פתוח וסגור.
רצוי :ביצוע ניסויים בנושא תדירות ועצמת גלים ,תדר
תהודה ,גל חרטום וירכתיים בהעמסה שונה של כלי
השייט .תנועת כלי שייט אוטונומי בתנאי גלים שונים.
טוב שיהיה :בנית דגמי כלי שייט מותאמים לגודל
ולעוצמת הגלים הנוצרים במחולל באמצעות הדפסה
תלת-מימדית ,שילוב של מחולל זרמים שיאפשר
ניסוי באמצעות דגמי כלי שייט אוטונומיים.
מבוא
תחום ההנדסה הימית כמרכיב בטכנולוגיה הימית על
כול גווניה העל והתת-מימיים נתגלו כנושא רב תחומי
אטרקטיבי ללימוד נושאים מדעיים-טכנולוגיים גם
עבור תלמידים בחינוך המיוחד .פרויקט זה נעשה
במסגרת שילוב התחום הימי במערכת החינוך.
תאור דגם הפרויקט
מחולל גלים :
"אקווריום" אשר נבנה בגודל של שני שלחנות
בית ספריים ,בתוכו הותקנו מדף מופעל ידנית
ומכאנית ליצירת גלים ,שיפוע המדמה חוף
להדגמה של שבירת גלים על החוף ,מסילה
לגרירת דגם לצורך הדגמת תנועה של כלי שייט
וחיישנים לבדיקת תדירות הגלים ומהירות כלי
השייט.
דגמי כלי שייט
דגמי כלי שייט אופייניים :סירה מהירה ,אונית
סוחר וגוררת המותאמים לריתום למסילה
הנעה במחולל.
דגם כלי שייט להדגמת בקרה:
דגם סירה בעלת שני גלגלי משוטה המופעלים
על ידי מנועי בקרה וחיישן מרחק לגו NXT
המאפשר ביצוע בקרה בחוג פתוח וסגור.
מצלמת וידאו
מד מהירות סיבוב
כיתה י"ב
בית אקשטיין
גבעתיים
מחולל הגלים
המשך פיתוח
מחולל הגלים :שילוב מחולל זרמים.
כלי השייט :בניית דגמים של כלי שייט בקנה
מידה תואם לגלים הנוצרים במחולל.
בקרה :בקרת כיוון ומהירות אוטונומית לדגמים
במכולל הגלים ,משולב עם בריכת זרמים,
מהירות זרמים ,גובה גלים ותנעי העמסה
משתנים ללא השפעה חיצונית.
עדי שיין
שמואלי שרון
נחום שובל
יאיר פור יואב
איל ישראלי,
עמותת דולפין
ד"ר עפר זהבי,
מנהל מחקר יישומי
בית אקשטיין
קיסוס יעקב
עדי לק
בקרה אוטונומית
התפלת מי ים באמצעות תנור שמש
וטכנולוגיה
עבודה זו זכתה במקום הראשון בקטגורית מדע
ניסויים
הקדמה
המים הם מקור החיים הבסיסי של האדם ,ללא מים
אין חיים .כיום כמיליארד אנשים ברחבי העולם
חווים מחסור במים הראויים לשימוש ,רובם במדינות
המתפתחות .מערכות ההתפלה ,ההפקה וטיהור
המים המוכרים לנו כיום יקרים ומסורבלים ואינם
מתאימים לשימוש במדינות המתפתחות.
מטרת הפרויקט
מטרת הפרויקט היא להפיק מים בשיטה יעילה,
זולה ומתאימה לתא משפחתי יחיד או ליחידה
חקלאית קטנה .כך שניתן יהיה לשווק אותה אם
באמצעות ארגוני סיוע בינלאומיים או ממקורות
עצמיים לאוכלוסייה הנזקקת.
איך עשינו זאת?
בפרויקט השתמשנו בתנור שמש שבמקור מיועד
לבישול ולחימום מזון בתנאי שטח באמצעות אנרגיית
השמש .אנו עצבנו תנור שמסוגל להתפיל מי ים.
קרני השמש שירוכזו באמצעות הרפלקטור של
התנור מעלות את טמפרטורת המים וגורמות לאידוי
מואץ .אדי המים עוברים עיבוי והופכים חזרה למים
רק ללא המלחים.
תיאור דגם הפרויקט
דגם הפרויקט מורכב משני חלקים זהים הכוללים כל
אחד רפלקטור פרבולי עשוי נירוסטה שקוטרו 0.6מ'
וגובהו 0.3מ' ומיכל זכוכית הנמצא במוקד של
הרפלקטור וממולא מים .צידו האחד של המיכל שקוף
כדי לקלוט את קרני השמש המוחזרות מן הרפלקטור
לעבר המוקד וצידו האחר צבוע בשחור כך שקרינת
האינפרא-אדום שמגיעה ישירות מהשמש
ו/או נוצרת במיכל "נבלעת" בתוכו ונשמרת
בתוך המיכל.
קצהו העליון של המיכל הוא בצורת משפך כך
שאדי המים מועברים דרכו לרדיאטור קירור
עשוי נחושת בו האדים מתעבים ומועברים
למיכל בו נאגרים מים מזוקקים.
המיכל בו מתאדים המים נמצא בתוך מיכל
זכוכית שקוף כך שנמנעות הפרעות כמו רוח
והצטברות אבק על המיכל.
את הניסויים ביצענו בימים שבהם לא היו
עננים ואובך .במהלך הניסויים מדדנו את
הטמפרטורה הנוצרת במוקד הרפלקטור ,את
קצב עליית טמפרטורת המים ,ואת קצב
האידוי .הניסויים בוצעו תוך שינוי מיקום
הרפלקטור והתאמתו למיקום השמש בשמים.
בניסויים השתמשנו במכלים וברפלקטורים
שונים כדי לפתח את המערכת הטובה ביותר .
שירלי שלזינגר
ליאל בלומשטיין
אביטל אברמוב
כיתה יב'
תיכון "משה שרת"
נתניה
שטף הקרינה
הרפלקטורים ירכזו את שטף הקרינה הישירה
המגיעה מן השמש לנקודת מוקד אחת.
ניתן לחשב את שטף הקרינה בעזרת הנוסחא
.GBh=GPh·cosƟ
כדי לדעת כמה מהקרינה תהפוך לחום
נשתמש בנוסחה .Q=MCΔT
ראובן דינוביץ'
ראובן דינוביץ'
תוצאות וחשיבות
בפרויקט שלנו הצלחנו לרכז קרניים לנקודה
אחת ,ולאדות כ 0.219-ליטרים בחצי שעה
כאשר התנאים אינם אידיאליים.
מערכת לצילום אוטונומי מהאוויר באמצעות קוואדרוקופטר
הקדמה
תאור דגם הפרויקט
הפרויקט שלנו נבנה כמענה לצורך של
גולשים וימאים בצילום עצמי של תמונות
וסרטוני וידאו.
גוף המסוק :מסוק הקוואדרוקופטר מורכב
מבסיס פלסטיק עליו מונחות מערכות
האלקטרוניקה ומצלמת הגו פרו .לבסיס
המחוברים ארבע מוטות אלומיניום ,כאשר על
כל מוט מונח מנוע ומדחף הניזונים ממתח
סוללה המותקנת בבסיס המסוק.
מטרת הפרויקט
הכרחי :לאפשר לגולשים חובבים לזכות
בתצלומי וידאו שלהם באיכות מקצועית.
רצוי :הוספת תא סולארי שיאפשר למסוק
להטען בזמן פעולה על ידי השמש.
טוב שיהיה :יכולת לצילום תמונות סטילס,
יכולת של המסוק להישאר סטטי במקום
עבור תחרויות שייט ,צילום ללא הפסקה
עבור שייטים.
האביזרים הנלווים :פרט למסוק ,נעשה
שימוש במכשיר סמארטפון הנמצא בתוך
קופסה אטומה למים המודבקת לגלשן.
הטלפון משדר למסוק את מיקום הגולש ואת
תאוצתו .מצלמת הגו פרו נמצאת על המסוק
ומחוברת לטלפון באמצעות תקשורת .WiFi
מבוא
המשך פיתוח
אנו כגולשים חובבנים שמנו לב לבעיה –
כדי שהשיג צילום של עצמך בעת הגלישה
דרוש מאמץ רב ולכן גולשים רבים לא
זוכים בתמונות של עצמם בזמן הגלישה.
המערכת שלנו עוקבת אחרי הגולש באופן
אוטונומי ומצלמת אותו רק כאשר הוא
"תופס" גל.
הסרטונים מועברים לסמארטפון כך
שהגולש מקבל סרטונים "ערוכים" (רק את
הסרטונים בהם הוא נמצא בפעילות).
פונקציות שונות שישפרו את הפרוייקט:
בעתיד נבנה מספר פונקציות שונות שישמשו
את הצרכנים במגוון רחב של תחומים.
• פונקציה המצלמת תמונות סטילס
• פונקציה המאפשרת למסוק להישאר סטטי
במקום ובכך תהיה שימושית בתחרויות
שייט.
• פונקציה המצלמת ללא הפסקה כך
שתתאים לשייטים.
גלשן הגלים אחריו יעקוב המסוק
אלה קרבי
שחר ניצן
עמר לוי
כיתה י"ב
בית ספר משותף
חוף הכרמל
מעגן מיכאל
גולש בזמן פעילות
אהרון רזנוב
דוד מלחוב
זאב ניסים
אהרון רזנוב
דוד מלחוב
זאב ניסים
הפרויקט המוגמר
מתקן למניעת התהפכות סירות
הקדמה
מבוא
לפני כשנה יצאנו ביחד כמה חברים לטיול
בטבריה ,לכינרת .בזמן ששטנו בסירה
החלו רוחות עזות לנשוב מכיוון צפון.
כתוצאה מרוחות אלו החלה הסירה לנוע
מצד לצד באופן מסוכן וכמעט והתהפכה.
לאחר שחווינו את האירוע החלטנו שאנו
צריכים לעשות משהו בנידון .קראנו על
מקרים של התהפכות סירות בים
והתחלנו להעלות רעיונות לפתרון בעיה
זו.
בשנה האחרונה התהפכה סירה בנמל יפו .כתוצאה
מההתהפכות של הסירה ,טבעה סבתא ונכדתה
הייתה במצב קשה מאוד .בעזרת המערכת שלנו היה
אפשר למנוע את ההתהפכות של הסירה.
מטרת הפרויקט
הכרחי:
המערכת שלנו צריכה להיות אמינה,
שתוכל לזהות את שינוי הזווית של
הסירה ולהפעיל את הזרועות בעזרת
מערכת בקרה ממוחשבת.
רצוי:
המערכת שלנו צריכה לזהות כל שנוי
שקורה בזמן פעולת הסירה ,גם כאשר
היא במצב מנוחה.
טוב שיהיה:
המערכת שלנו צריכה לעבוד בכל תנאי
מזג האוויר ושלא תגרום נזק לסביבה
בזמן פעולתה.
תיאור דגם הפרויקט
הדגם שלנו מורכב ממספר מערכות :מערכת בקרה
ממוחשבת שאליה מתחבר חיישן זווית שתפקידו
לזהות את השינוי בהטיה של הסירה ולאחר עשר
שניות המערכת תיכנס לפעולה.
מערכת נוספת היא מערכת הזרועות -קיימות ארבע
זרועות שנפתחות ובקצה של כל אחת מהן יש מצוף
שתפקידו לאזן את הסירה .לאחר שהסירה תחזור
למצב הרצוי הזרועות יחזרו למקומן.
המשך פיתוח
בנינו פרויקט הכולל מספר מערכות משולבות עם
מערכת בקרה וחיישנים בכדי לזהות את השנוי כאשר
יש הטיה של הסירה.
אנו חברי הקבוצה רוצים לבנות את המערכת שלנו
ולפתח אותה בכדי לערוך ניסוי בים עם תנאי מזג אוויר
שונים ולבחון האם המערכת שלנו תוכל לעמוד בגלים
וסערות חזקים ,לבחון האם מערכת החיישנים
מסוגלים לזהות שנוי בזמן אמיתי והאם החישן אינו
מושפע מגורמים חיצוניים.
דגם הסירה עם מערכות
לגו ומערכת בקרה
ממחושבת
רותם טריפולסקי
שחר נעים
אריאל פולג
שני פריטל
כיתה ט'1
אורט יד ליבוביץ'
נתניה
התלמידים בעת בנית
הדגם
שרטוט סכמתי של הדגם
מוטי חדד
מתקן למניעת תאונות בים בין כלי שייט לאדם
הקדמה
מבוא
הורי אוהבים לשוט בסירה ,יום אחד הצטרפתי
לשייט ,משיט הסירה לא הבחין בקבוצת אנשים
שהיו במים וכמעט שהסירה גרמה לתאונה
ולנפגעים.
בידינו אפשרות לפתח מוצר שיכול לעזור
במעט ולהקטין את כמות הנפגעים מכלי
שייט ,המתקן שלנו יכול לסייע למשיט הסירה
בזיהוי אנשים בים ובהפחתת הפגיעה במקרה
של תאונה.
אבא שלי גם זוכר את המקרה ששוער נבחרת
ישראל אותו אבא שלי אהב נהרג כתוצאה מפגיעה
של סירה.
מטרת הפרויקט
הכרחי:
המערכת שלנו צריכה להיות אמינה ותוכל לבצע
גילוי מלא ומדויק של אנשים במים.
המערכת תפעל באמצעות אנרגיה ירוקה בעזרת
תאים סולאריים ,תעבוד בכל תנאי מזג האוויר
ותוכל לזהות בעזרת חיישן הבדל בין גל ובין
אנשים שנמצאים במים.
רצוי:
המערכת שלנו צריכה לזהות כל שנוי שמתרחש
בים ולתת התראה בעזרת זמזם או צופר כדי
שלאנשים בסביבה יהיה זמן להתרחק מהסירה.
טוב שיהיה:
מערכת תהיה אמינה מאוד ותוכל לזהות אנשים
במים בזמן אמת ותוכל לתת למשיט אפשרות
לשנות כיוון או לבלום את הסירה וכריות אויר
יבלמו את המכה כך שהנזק יפחת .
דגם הסירה
תיאור דגם הפרויקט
בנינו דגם הכולל מספר מערכות משולבות עם
מערכת בקרה וחיישנים המסוגלים לזהות
בצורה טובה ומדויקת אנשים במים.
הדגם שלנו מורכב ממערכת בקרה ממוחשבת
שאליה מתחברים חיישני זיהוי סאונד ולייזר
היכול לזהות עצמים מרחוק.
למערכת יש מספר חיישנים שנמצאים סביב
הסירה וכך מתאפשר גילוי מלא של הסביבה
ב 360מעלות.
בזמן הגילוי כריות אוויר נפתחות וכך נמנע או
פוחת הנזק .
כיתה ט'
בי"ס אורט יד
ליבוביץ' נתניה
מערכת הבקרה
המשך פיתוח
אנו חברי הקבוצה רוצים לערוך ניסוים בזמן
אמת בכדי לראות האם המערכת עומדת
בסטנדרט הבטיחות והאמינות הגבוה הנדרש.
אנחנו חושבים שאם הפיתוח יצליח נוכל
למנוע תאונות ולהציל נפגעים רבים.
שחף חזן
עדן בוקר
שחר סיבוני
יסמין מולר
שרטוט סכימתי של הדגם
מוטי חדד
סנפירית מסוג גלשן רוח
הקדמה
פרויקט זה עוסק בהוכחת הכוחות הפיסיקליים
הפועלים בסנפירית ,הדגמתם בעזרת כלי שייט
מסוג גלשן רוח ומימוש יתרונות הסנפירית בפועל.
מטרת הפרויקט
הכרחי :הוכחה פיסיקלית לכך שסנפיר הגלשן יביא
את משקל הסנפירית לשיווי משקל מול כוח העילוי
הפועל עליו.
רצוי :תכנון ובניית דגם מוקטן של סנפיר הידורפולי
שידגים בפועל בבריכת זרמים את ההוכחה
הפיסיקלית לכך שכנף הסנפירית יוצר כוח עילוי.
טוב שיהיה :ייצור סנפיר הידרופולי בגודל מלא
שיאפשר גלישה במהירות מקסימלית ,ברוחות
בינוניות של 8עד 14קשר תוך כדי יצירת כוח עילוי
שיעלה את גוף הסנפירית והגולש לריחוף מעל פני
המים ( )Foilingויתן יציבות מירבית בזמן הגלישה.
מבוא
סנפירית היא כלי שייט בו מותקנים סנפירים
המספקים כוח עילוי ומעלים את רוב גופה של
הסנפירית מעל פני המים כאשר היא שטה
במהירות .הימצאות רוב גופה של הסנפירית מעל
פני המים בעת השיוט מפחית במידה ניכרת את
הגרר ומאפשרת שיט במהירות גבוהה מהרגיל.
כיוון שעקרונות מכניקת הזורמים דומים באוויר
ובמים ,סנפיר הסנפירית וכנף המטוס יוצרים עילוי
בדרכים זהות.
המעבר המהיר במים יוצר לחץ מים גבוה
יותר בתחתית הסנפיר ומפחית את לחץ
המים מעליו .הפרש לחצים זה כשהוא מלווה
בהפרש מהירות כמתואר במשוואת ברנולי
יוצר את כח העילוי .כאשר הסנפיר מחובר אל
גוף כלי שיט ,כוח העילוי מרים את כלי השיט
מעל פני המים תוך הפחתת הגרר והגברת
המהירות.
שי בלנק
תאור דגם הפרויקט
עיצוב הסנפיר נעשה בצורה המתאימה ביותר
להבאת מכלול הסנפירית עם משקל הגלשן,
המפרש והגולש לשיווי משקל מול כוח העילוי
הפועל על הסנפיר .הסנפיר מעוצב בצורה
הידורפולית תוך יצירת גרר מינימלי לגלישה
במהירות מריבית .הכנף הקידמית יוצרת כוח
עילוי שגורם להרמת הגלשן מעל פני המים
והכנף האחורית תורמת ליציבות דינמית.
לצורך התכנון נבחרה כנף סימטרית בעלת
פרופיל נתון ( (NACA 0009עם זווית
התקפה של 5מעלות .חומר הגלם לבניית
הדגם הוא עץ לביד מסוג ליבנה בעל חוזק
גבוה ועמידות למים.
סנפירית הגלשן בפעולה
תיכון הנדסאים
הרצליה
עדי לק
סבי אלמוזלינוס
דגם הסנפירית
לילך מוזיקנט
עדי לק
המשך פיתוח
שכלול הדגם לאחר ניסויים וייצורו מחומרים
מרוכבים כגון Carbon Fiberשיסייע לחוזק,
עמידות ומשקל הסנפיר .הפצה ומכירה
המונית של הסנפיר לכלל כלי השייט.
דגם בריכת זרמים
צייד הפלנקטון
הקדמה
עבודה זו זכתה במקום השלישי בקטגורית מדע וטכנולוגיה
תאור דגם הפרויקט
פלנקטון הוא שמם של כל היצורים הימיים אשר
נסחפים עם זרמי הים (בניגוד לדגים למשל,
ששוחים גם נגד הזרם) .מחקר פלנקטון הינו חלק
חשוב ממדע האוקיאנוגרפיה הבא לתאר ולהבין
תופעות באוקיאנוסים.
איסוף הפלנקטון הינו תנאי בסיס למחקר .עיצוב
וייצור כלים יעילים לאיסוף פלנקטון עשוי להגביר
את יעילות הדיגום ,היקפי המחקר ואמינות
התוצאות.
על פי דוגמת רשת פלנקטון של ד"ר אייל
רהב מהמכון לחקר ימים ואגמים ,נקבעו
מידות הצנצנת המתאימה .המודל שורטט
בתכנת SolidWorksוהודפס במדפסת
תלת מימד בחממה האקולוגית בעין שמר.
הצנצנת תוכננה כך שניתן יהיה להחליף
את הרשתות הקבועות בה בקלות וכך
תאפשר לתפוס פלנקטון בגדלים שונים
(איורים ב'-ג')
מטרת הפרויקט
המשך פיתוח
עיצוב ויצור מלכודת פלנקטון נוחה ויעילה ,לשימוש
בסירות מחקר בים התיכון.
מבוא
איסוף פלנקטון במחקרים מדעיים מתבצע בעזרת
רשתות מיוחדות הנגררות מאחורי ספינות מחקר
(איור א') ותופסות כמויות גדולות יחסית של
פלנקטון בגדלים הרלוונטיים .בקצה רשת הפנקטון
יושבת צנצנת בה מצטברים היצורים שנתפסו
במהלך הגרירה .צנצנת זו צריכה לאפשר יציאה
חופשית ככל האפשר של מים ,מבלי לאבד את
היצורים שנתפסו.
בפרוייקט זה ניסיתי לשפר את הצנצנת שבקצה
רשת הפלנקטון בעזרת תכנון מתקדם והדפסה
במדפסת תלת מימד בחממה .במסגרת תהליך
הפיתוח נעזרתי בהנחייה משולבת של ג'ייקוב טימס
מ – ,MITגל דישון ודניאל שטיבל מהחממה
האקולוגית בעין שמר.
איור א' :רשת פלנקטון
ענבר גיל
כיתה ח
מבואות עירון
פרדס חנה-
כרכור
בחינת תפקוד הצנצנת בהפלגת מחקר
בים הפתוח.
שיפור ההידרודינמיות
הוספת משקולת למניעת ציפת הצנצנת
כותרת איור ב'
איור ג' :המפתחים ענבר גיל ממבואות
עירון וג'ייקוב טימס מ MIT -
איור ב' :המודל שיצר ענבר בעזרת
מדפסת תלת מימד בחממה
הפרויקט מתקיים בתמיכת המינהל
לחינוך התישבותי וקרן יק"א בישראל
ג'ייקוב טימס
דניאל שטיבל
ד"ר איל רהב
S.W.I.M. PROJECT
הקדמה
מבוא:
בכל קיץ אנשים רבים מוצאים את מותם
בעקבות טביעה בעת רחצה בים .בשנים
האחרונות מספר הטובעים במגמת עליה -
מנתוני משרד הפנים עולה שבעונת
הרחצה 2013אירעו 35מקרי טביעה
למוות בחופי ישראל ,לעומת 26מקרי
טביעה למוות ב. 2012-
הרעיון שלנו הוא להשתמש ברחפן
(קוואדקופטר) על מנת לשנע אווירית אמצעי
הצלה אל הטובע.
מטרת הפרויקט
מטרת הפרויקט שלנו היא להציל אנשים
מטביעה בדרך המהירה ביותר ,הבטוחה
ביותר והנוחה ביותר.
אנו שואפים ליצור מערכת להצלה ותמיכה
ראשונית בטובע ,אשר תישלט מרחוק על
ידי המציל ותיתן מענה לאדם הטובע עד
להגעת צוותי ההצלה ולהבאתו לחוף
מבטחים.
המוצר שלנו מציג רעיון חדשני ומקורי – אין
על הטובע לעשות שום דבר ,אמצעי ההצלה
מציף אותו ,שומר אותו על פני המים ובכך
מציל את חייו מבלי לסכן את חיי המצילים.
הכרחי :אמצעי מהיר יותר ממציל המתקדם
בשחיה ומסירה הנשלחת מהחוף ,אינו מסכן
את חיי הטובע והמצילים ,נשלט מרחוק
ואינו דורש שיתוף פעולה מצד הטובע.
רצוי :בלתי תלוי במזג אויר ובשעות היום,
ניתן להפעלה בכל תנאי רוח ומצב ים.
טוב שיהיה :אפשרות להפעלה גם מסירה
למקרה של "אדם בים".
תאור דגם הפרויקט:
המערכת כוללת את המרכיבים הבאים:
רחפן (קוואדקופטר) נשלט מרחוק ובעל
בקרת יציבות המאפשרת עבודה בתנאי מזג
אוויר קשים ובתנאי שטח וים קשים ,הרחפן
מצויד במצלמת וידאו ובעל יכולת לנשיאה של
אמצעי הצלה וטיסה מיוצבת מעל המים.
מצלמת הוידאו בעלת יכולת לאתר אדם במים
ומאפשרת למפעיל להביא את הרחפן למצב
של ריחוף מיוצב מעליו.
מערכת שחרור מופעלת מרחוק לאמצעי
ההצלה שפותחה על ידינו ומונעת באמצעות
מנוע סרבו אשר בלחיצת כפתור משחררת
ומפילה בקרבת הטובע את אמצעי ההצלה.
אמצעי הצלה ייחודי שפותח על ידינו
המאפשר הצלת טובע ללא תלות במצבו
הגופני ובתפקודו ,האמצעי בעל מנגנון ניפוח
אוטומטי באמצעות גז דחוס המופעל בעת
המגע עם המים ואיננו דורש פעולה מהטובע.
כאשר האמצעי מוטל מהרחפן הוא שוקע
במים מתחת לטובע ,כשהוא נמצא מתחתיו
כמוסת מלח מתמוססת והאמצעי מתנפח,
נפרש וצף כשהוא מעלה איתו את הטובע לפני
המים בבטחה
דגם מוקטן ופועל של המוצר פותח ונבנה
לצורך לימוד ,בחינה והדגמה.
גל דיין
אדם הרלינג
מרכיבי המערכת
אורט השומרון
בנימינה
איל ישראלי,
עמותת דולפין
קונספט הפעלת המערכת
המשך פיתוח:
בניית דגם בקנה מידה מלא וביצוע ניסוי
בתנאי אמת בים.
התאמת מרכיבי המערכת לאחסנה
והפעלה שוטפת בתנאי חוף וים.
יזהר רחמני
תחרות שייט
מרכז:
סא"ל (מיל ).איל ישראלי -מרכז ,עמותת "דולפין"
שופטי התחרות:
אל"מ (מיל ).מיקי קיסרי -יו"ר ועדת השופטים ,עמותת "דולפין"
ד"ר מאיר אריאל -מנהל מרכז המדעים
אל"מ (מיל ).אברהם פאר -עמותת "דולפין"
סא"ל (מיל ).איל ישראלי -עמותת "דולפין"
אלי זהבי -עמותת דולפין
דן דר -עמותת "דולפין"
הספינה העתיקה ממעגן מיכאל
רקע ומטרות המחקר:
שיטות וחומרים:
עבודת המחקר שלנו עוסקת בספינה
העתיקה ממעגן מיכאל ,אשר נתגלתה
ב 1985-על ידי צולל תושב קיבוץ מעגן
מיכאל .לפי בדיקות שנערכו תוארכה
הספינה לשלהי המאה החמישית
לפסה"נ.
בבית ספרנו בונה המכון ללימודי ים
ע"ש ליאון רקנאטי שבאוניברסיטת
חיפה רפליקה של ספינה זו וכך
מתאפשר לנו לראות אותה בבנייתה
ואף לחקור אותה.
מטרת העבודה היא לבדוק האם
הספינה נבנתה בשיטה של ציפוי קודם
( )shell firstאו של שלד קודם
(.)skeleton first
במהלך הניסוי נבנה מודל של השדרית
בצלע 12ונבדוק את ההתאמה של
הלוח הראשון לשדרית ,ייצור ועיצוב
הלוחות השניים בהתאמה לספינה
בצורת חתך "כוס יין" משני צדדיהם.
לאחר מכן נחבר את הלוחות בעזרת
כפיסים במגרעות ,וחיבור של הלוחות,
ואז נוכל לראות באיזו שיטה בנו את
הספינה.
חומרים דרושים:
לוחות עץ אורן ,כפיסי עץ אלון.
כלים דרושים:
כלי עבודה בנגרייה כגון:
מפסלות ,פטיש ,מסור ומקדחים.
מהלך הניסוי:
בניית מודל השדרית בצלע .12
התאמת הלוח הראשון לשדרית.
ייצור ועיצוב לוחות 3 ,2בהתאמה לספינה בצורת חתך
"כוס יין" ,משני צדדיהם.
חיבור הלוחות בעזרת כפיסים במגרעות וחיבור הלוחות
זה לזה.
כיצד הניסוי עונה על השאלה?:
אם נראה שזה בלתי אפשרי לבנות את שלושת הלוחות
ולחבר אותם ,אז המסקנה היא שהיו צריכים צלעות;
ואם הלוחות יתחברו היטב ויעמדו במקום ,אז המסקנה
שבנו את הספינה בשיטה של ציפוי קודם.
תוצאות הניסוי:
לאחר שבנינו את שלושת הלוחות הראשונים של
צלע ,12ראינו שהלוחות מחוברים היטב זה לזה
בעזרת הכפיסים והמגרעות .לפיכך אנו יכולים
לדעת שהספינה נבנתה בשיטה של ציפוי קודם
( )shell firstוהצלעות הוספו בשלב מאוחר יותר.
דיון בתוצאות ומסקנות:
עקב מגבלות הזמן ,מתוך שלושה לוחות
מתוכננים באופן מעשי ביצענו רק שניים בצד ימין.
מתוך העבודה המעשית למדנו רבות על שיטות
הבניה של ספינות בעת העתיקה .הנגרים
השתמשו במפסלות וידעו כיצד לשלוט במידות
של המגרעות מבלי לפגוע בלוחות ,ולכן נראה לנו
שהם היו מיומנים במלאכתם .היו אלה אנשים
יצירתיים ובעלי מחשבה ,שיכלו לבנות ספינות
בשיטה של ציפוי תחילה ללא האמצעים שעומדים
לרשותנו היום.
קרן קגנובסקי
מעיין קרייניץ
בית הספר לקציני
ים עכו ע"ש כ"ג
יורדי הסירה
ד"ר דבי צויקל
יוחאי פלצור
יונה לוין
שאלת המחקר:
כיצד בנו את שלושת הלוחות הראשונים
בספינה העתיקה ממעגן מיכאל?
קרן יוצרת מגרעות
מעיין משייפת את השדרית
הדגם
השפעות החרב על אופן ההפלגה במפרשית
עבודה זו זכתה במקום הראשון בקטגורית השייט
רקע מדעי ומטרות המחקר
חומרים
העבודה שלפניכם עוסקת בנושא תפקידי
מע' החרב במפרשית .החרב היא לוח עשוי
פלסטיק ,עץ או עץ מצופה פיברגלס שנמצא
במרכז הסירה מעל קו השדרית .לחרב שני
תפקידים עיקריים אשר אותם חקרנו
בעבודת חקר זו והם:
.1החרב כגורם מונע סטייה
.2החרב כציר סיבוב
לבחינת ההשפעה על סטיית המפרשית נזקקנו לפילורוס ,סירת
מנוע ,שני מצופים עם משקולות ,תשעה בקבוקי פלסטיק 1.5ליטר
הקשורים בחבל דק למשקולת ,תשע מפרשיות ( 3מפרשיות זהות
מ 3-דגמים שונים)
לבחינת ההשפעה על רדיוס הסיבוב השתמשנו במפרשית אחת,
סירת מנוע ,שעון-עצר ,שני מכשירי ,VHFמד מהירות נגרר ()LOG
הכנת סירת מנוע להפלגה בים
תוצאות
טל חיים יוסף
ניקיטה קובלנקו
שאלות המחקר
.1
.2
כיצד משפיע אורך החרב במים בעת
ההפלגה על סטיית המפרשית מן
הקורס הרצוי?
כיצד משפיע אורך החרב במים בעת
סיבוב על גודל רדיוס הסיבוב?
בית הספר לקציני
ים עכו ע"ש כ"ג
יורדי הסירה
שיטות
השיטה לבדיקת השפעת החרב על סטיית
המפרשית מן הקורס הרצוי היא לקיחת
תכווינים אל נקודת היעד אליה כוון חרטום
המפרשית ולנקודה אליה הגיעה בפועל
המפרשית.
הנחנו שני מצופים היוצרים קו ישר שהוא
הקורס הרצוי בזווית של 45מעלות לרוח,
כאשר סיימה כל מפרשית את ביצוע
ההפלגה לקורס הרצוי הטילה כל מפרשית
בקבוק אשר אליו ניקח תכווין אשר היווה את
הקורס שביצעה בפועל ,הזווית בין הקורס
הרצוי לקורס שבוצע היא זווית הסטייה.
השיטה לבדיקת השפעת החרב על רדיוס
הסיבוב היא מדידת זמן המעבר של
המפרשית ממפנה אחד למשנהו (משמאלי
לימני ולהיפך).
צי מפרשיות ה"טופז" בהן השתמשנו
בניסוי
יונה לוין
מסקנות ודיון
מהתוצאות המוצגות בגרף הראשון אנו רואים כי ככל שחלק החרב
במים גדול יותר זווית הסטייה מהקורס הרצוי קטנה יותר ,תוצאה זו
תואמת לידע קודם שלנו לפיו סטיית המפרשית גדולה וגורמת
לסחיפה הצידה והחרב משמשת כגורם מתנגד לסטייה באמצעות
חיכוך עם מי הים.
מהתוצאות המוצגות בגרף השני אנו רואים כי ככל שאורך החרב
במים גדול יותר זמן הסיבוב קטן ,ככל שהמפרשית תבצע סיבוב
במשך יותר זמן ,הדרך שתעבור בזמן הסיבוב תגדל ,הדרך שתעבור
המפרשית בזמן הסיבוב היא בהתאמה לרדיוס הסיבוב ומכאן שככל
שאורך החרב במים יהיה גדול יותר ,רדיוס הסיבוב יקטן.
יונה לוין
צי מפרשיות ה"סנונית" בהן השתמשנו
בניסוי
השפעת מבנה החוף על מבנה הגלים המותאמים לגלישה
רקע ומטרות המחקר:
לכל חוף שבירת הגלים הייחודית לו כתוצאה
מגורמים שונים ,במחקר זה אתמקד בהשפעת
מבנה החוף על צורת שבירת הגלים ואת הקשר לגלישה.
המטרה העיקרית של מחקר זה היא להצליח להבין כיצד
המבנה והצורה של חופים מעצבים את הגל והאם הגל
יתאים לגלישה.
הגעתי לנושא זה עקב אהבתי לים ולגלישת גלים.
תוצאות התצפיות
שם החוף" :בקדור" בת גלים חיפה.
תאריך
שעה
עוצמת הרוח
כיוון הרוח
גובה הגלים
24.1.15
31.1.15
13.2.15
10:00
16:40
14:00
k18
k7
k10
e
s
s
cm0
cm60
cm90
שם החוף" :נירוונה" חוף הכרמל חיפה.
שקד ניצן
שאלת המחקר:
תאריך
שעה
עוצמת הרוח
כיוון הרוח
גובה הגלים
כיצד משפיע מבנה החוף על מבנה הגלים והתאמתם
לגלישה?
24.1.15
13.2.15
9:00
16:00
k18
k15
e
s
cm0
cm100
מהלך התצפית:
בחרתי את החופים בהם ארצה לערוך את התצפית.
בדקתי בחופים אלו את המבנה ואת קרקעית החוף.
הגעתי לחופים במועדים וזמנים שונים ובדקתי את
עוצמת הרוח וכיוונה ואת גובה הגלים.
בסוף כל בדיקה הגעתי למסקנות.
החופים שבהם בחרתי לערוך את התצפית הם:
חוף ה"נירוונה" שנמצא בחוף הכרמל שבחיפה
וחוף ה"בקדור" שנמצא בחוף בת גלים בחיפה.
מתאים
לגלישה?
לא
כן
כן
14.2.15
21.2.15
8:30
8:00
k5
k5
e
s
cm70
cm90
מתאים
לגלישה?
לא
לא
הגלים נשברו
בעומק ללא
גובה
כן
לא
דיון בתוצאות:
החופים שנבחרו לצורך התצפית היו חוף ה"בקדור" בת גלים שבחיפה וחוף
ה"נירוונה" שבחיפה.
חוף "הבקדור" -בדרך כלל זהו חוף שלא ייתן גלים כאשר נושבות רוחות
מזרחיות וצפוניות למעט ה"סוואל" ביום שלאחר הסערה .כאשר נושבות רוחות
דרומיות ומערביות החוף ייתן גלים בדרך כלל בשיא הסערה .לרוב חוף זה נותן
גלים בעיקר בחורף.
חוף "הנירוונה" -זהו חוף שעובד על פי "יש ימים ויש ימים" ,זאת אומרת שיש
ימים עם שבירה צינורית חזקה ו"קודחת" ויש ימים שהגל נשבר בצורה עדינה
יותר ללא דרופ חזק וללא קיר גדול.
חוף זה נותן בעיקר את האופציה השנייה של הים הטוב והסלחני ,המאפשר גם
לגולשים מתחילים ליהנות מהגל שמציע חוף הנירוונה.
בית הספר לקציני
ים עכו ע"ש כ"ג
יורדי הסירה
יונה לוין
יונה לוין