רחפת

רַחֶפֶת (hovercraft) היא כלי שנע על "כרית אוויר", שכבת אוויר בין גוף הכלי למשטח. הכרית מקטינה את המגע עם המים או הקרקע, ולכן הרחפת יכולה לנוע מעל מים, בוץ או אדמה חלקה.

המונח העברי רחפת חודש על ידי ברל כצנלסון, לפי מחקר יצחק אבינרי.

הרעיון הודגם כבר במאה ה-18, אך הפיתוח המהותי החל במאות ה-19 וה-20. מהנדסים שונים בנו דגמים ניסיוניים, ועד שנות ה-30 הופיעו פרויקטים מעשיים. ברחפות סובייטיות מוקדמות הושגו מהירויות גבוהות, ובמהלך הזמן הרחפות הפכו לכלי תחבורה מעשי. היום הן משמשות לתחבורה, משא, חילוץ, ספורט ועוד, וחלק מהדגמים מגיעים למהירויות של מעל 100 קמ"ש.

הרחפת מונעת בעזרת מדחף או מאוורר. המדחף דוחף אוויר לאחור, וכתוצאה מכך נוצר דחף שמניע קדימה. להיגוי משתמשים בהטיית זרימת האוויר באמצעות סיבוב המאוורר או מדפים (rudders) שמטים את האוויר. היעדר חיכוך עם הקרקע מקשה על ההיגוי, והוא איטי ופחות מדויק מאשר ברכב גלגלי.

כדי לעצור או ללכת לאחור, צריך לשנות את כיוון זרימת האוויר וליצור דחף הפוך. אפשר לעשות זאת על ידי הפניית האוויר קדימה בעזרת מדפים או על ידי שינוי כיוון המאוורר.

יש שתי שיטות עיקריות: שיטה עם שני מאווררים, אחד לעילוי ואחד לדחף; ושיטה משולבת שבה מאוורר אחד מחלק את האוויר בין עילוי ודחף בעזרת מחיצה. בחישוב החלוקה משתמשים ביחס השטחים, אך בפועל היעילות משתנה לפי מבנה המאוורר.

רחפת עלולה להתהפך או לגלגל אם היא מרחפת גבוה או שיש חוסר איזון במשקל. הפתרונות: לשמור על חלוקת משקל מדויקת, לרחף בגובה נמוך ולשלב חצאית שמדקקת את בריחת האוויר. הוספת מחיצה בחצאית המרכזית מונעת מעבר אוויר בין הצדדים ומשפרת יציבות.

העילוי נוצר על ידי לחץ אוויר בפלנום, החלל שמתחת לגוף הרחפת. בשיטות מוקדמות ניסו להשתמש ב"מסך אוויר" חיצוני, אך פיתוח החצאית הגמישה הפך את הרחפות ליעילות ומעשיות.

כדי לשמור על ריחוף צריך להתחשב במשקל הכולל, בהיקף החצאית ובשטח הפלנום. ברחפות עם שני מאווררים קל יותר לשמור על לחץ קבוע, בעוד במאוורר יחיד יש יותר אתגרים תפעוליים.

דחף הוא הכוח שמניע את הרחפת קדימה. הוא נוצר מהאוויר הנפלט אחורנית, לפי חוקי ניוטון. קוטר המדחף משפיע מאוד על היעילות: מדחף גדול יכול ליצור דחף גדול במהירות סיבוב נמוכה. לפעמים משתמשים בשני מדחפים קטנים במקום אחד גדול כדי להפחית מומנטים (סיבובים לא רצויים).

יש לשמור על לחץ פלנום נמוך כדי להפחית גרר. ברחפת ארוכה וצרה גרר המים קטן יותר.

הרחפת הפשוטה ביותר היא משטח שנושם אוויר מתחתיו ונדחס בעזרת אטם גומי. שיטה זו משמשת גם להזזת מכונות כבדות בתעשייה.

תנאי שטח משתנים משפיעים על הלחץ והספיקה של המאוורר. מעבר מעל מהמורות גורם לשינויים רגעיים בלחץ הפלנום, ויש לבחור מנוע ומאוורר שיכולים להתמודד עם השינויים.

החצאית יוצרת את הפלנום. יש מספר סוגי חצאיות, לכל אחד יתרונות וחסרונות:
- חצאית אוויר: וילון אוויר פשוט. יעילה רק בגובה ריחוף נמוך.
- חצאית מברשת: סיבי מגן, שיפור על חצאית אוויר.
- חצאית קונוס (jupe): קונוס הפוך פשוט.
- חצאית בלון (bag skirt): בלון שמקיף את התחתית, נותן נסיעה קשיחה יותר אך דורש חומר רב ובלאי.
- חצאית מקטעים (אצבע): מקטעים נפרדים, טובה לשטח משובש וקלה לתיקון.
ניתן לשלב סוגי חצאיות כדי לקבל יתרונות משולבים.

גוף הרחפת צריך להיות קל, חזק וצף. בעבר השתמשו בעץ; כיום משתמשים בסיבי זכוכית, אלומיניום וחומרים מוקצפים. הגוף מעוצב בצורה אווירודינמית, והמנועים ממוקמים לאיזון משקל.

מנועי 2 פעימות קלים ופופולריים ברחפות קטנות, אך רעשים ופחות אמינים. מנועי 4 פעימות אמינים וחסכוניים יותר אך כבדים. מנועי דיזל טובים לאמינות ולצריכת דלק, אך כבדים מאוד, ולכן בשימוש ברחפות בינוניות וגדולות.

רַחֶפֶת היא כלי שמרחף על "כרית אוויר" מתחתיו. כרית אוויר היא בועה של אוויר שמחזיקה את הכלי מעל המשטח.

המילה רחפת הוחדרה לשפה העברית על ידי ברל כצנלסון.

הרעיון קיים זמן רב. במאה ה-20 פותחו רחפות שעשו עבודה מעשית.

רחפת נעה בעזרת מדחף, כמו פרופלור. המדחף דוחף אוויר אחורה, וזה דוחף את הרחפת קדימה. כדי לפנות משתמשים במדפים שמטות את האוויר או מסובבים את המאוורר.

כדי לעצור או ללכת לאחור, מכוונים את האוויר קדימה. כך נוצר דחף שמאט את הרחפת.

יש רחפות עם שני מאווררים: אחד לעילוי ואחד לדחף. יש גם מאוורר אחד שחולק את האוויר בין שני התפקידים.

רחפת צריכה להיות מאוזנת. אם יש משקל בצד אחד, הצד הזה שוקע. שומרים על משקל נכון וחצאית טובה כדי לייצב אותה.

העילוי נוצר על ידי אוויר שמצטבר מתחת לרחפת. החצאית עוזרת לשמור את האוויר שם.

החצאית היא הבד או החומר שמתנדנד סביב התחתית. היא שומרת על כרית האוויר. סוגים נפוצים:
- חצאית בלון: כמו בלון סביב התחתית.
- חצאית מקטעים (אצבעות): חלקים רבים שמקלים על נסיעה בשטח משובש.

גוף הרחפת צריך להיות קל וצף. משתמשים בזכוכית מחוזקת, אלומיניום וחומר מוקצף כדי שלא תשקוע.

בדרך כלל משתמשים במנועים שנלקחו מכלי רכב אחרים. יש מנועים קטנים קלים, ויש מנועי דיזל כבדים שאמינים לטווח ארוך.

שימושים מעניינים: תחבורה מעל מים וביצות, חילוץ ומהירות בספורט.