ספינת אוויר

כלי טיס

ספינת אוויר היא כלי הטיס הממונע הראשון וכלי הטיס הראשון המאפשר ניווט[1]. ספינת האוויר, כמו הכדור הפורח שקדם לה, מתגברת על כוח הכבידה על ידי שימוש בגזים בעלי צפיפות נמוכה מאוויר, כמו הליום ומימן, הצפים בו בהתאם לחוק ארכימדס.

כדורים פורחים וספינות אוויר, מתוך המילון האנציקלופדי של ברוקהאוס ואפרון, 1890–1907
טיסת הבכורה של ספינת האוויר USS אקרון (ZRS-4), נובמבר 1931
ספינת אוויר מודרנית – צפלין NT מדגם D-LZZF, בטיסה בשנת 2010

ספינת האוויר, (כמו הכדור הפורח שקדם לה) הייתה בשימוש מצומצם יחסית – בעיקר על ידי צבאות ובעלי אמצעים באירופה ובאמריקה, ובעיקר ממחצית המאה התשע עשרה ועד מלחמת העולם השנייה (שנות ה-40 של המאה ה-20. לאחר מכן הוחלפה לחלוטין במסוקים ומטוסים.

בספינת האוויר מעין שק, המחולק לעיתים למספר תאים, הממולא בגז. באמריקה עד שנות העשרים ובאירופה עד שנות השישים השתמשו במימן, ולאחר מכן בהליום. כמו כן מצויים בספינה מנועים, מקום לאנשי הצוות ולעיתים גם מתחם לנוסעים, המצויים לרוב מתחת לשק, בקומה או במספר קומות.

מבנהעריכה

 
סוגים שונים של ספינות אוויר וכדורים פורחים

קיימים מספר סוגים של ספינות אוויר:

  • ספינות אוויר רכות – מסתמכות רק על לחץ גז פנימי, הגבוה מזה של סביבתן, כדי לקנות את צורתן.
  • ספינות אוויר קשיחות למחצה - בדומה לרכות, בעלות לחץ פנימי הגבוה מזה של סביבתן, אך בתחתית השק נמצא לרוב חלק קשיח (כעין שדרית) המסייע בשמירת הצורה.
  • ספינות אוויר קשיחות (למשל צפלין) - הן בעלות מבנה קשיח, המכיל תאים רבים מלאים בגז. ספינות אלה אינן מסתמכות על לחץ גז כדי לשמור את צורתן. הספינה הקשיחה הראשונה של דוד שוורץ, נבנתה מסגסוגת אלומיניום, אך את הקשיחות השיגו באמצעות שלד עץ. בהמשך הן נבנו מחומרים שונים. כיום ברוב ספינות האוויר הקשיחות, הדפנות עשויות מיילר.
  • ספינות אוויר בנות כלאיים- הגדרה כללית לכלי טיס המשלבים מאפיינים של כלי טיס קלים מן האוויר עם אלו הכבדים ממנו. ספינות מסוג זה קיימים בדגמים קטנים לצורך צילומים, הרחקת ציפורים ולשימושים צבאיים. נוצרו מספר אבות-טיפוס מסוג זה, שלא הגיעו לכדי שימוש מעשי. למשל, "מטוס הכבידה", הפועל על פי עיקרון של דחיסת הגז הקל והכנסת אוויר לספינה, בדומה לצוללת תת-ימית.

הספינה הרכה הראשונה הוטסה בשנת 1852, הקשיחה למחצה בשנת 1894 ואילו הקשיחה נוסתה לראשונה על ידי המהנדס דוד שוורץ בשנת 1897. שוורץ מת מעט אחר כך, ולבסוף השלים את המלאכה מתחרהו, פרדיננד פון צפלין עם צפלין בשנת 1900.

עד שנות הארבעים של המאה העשרים, היה גז המילוי העיקרי מימן, בשל היותו החומר הקל ביותר ומחירו הזול. עם זאת, המימן הוא גז דליק ומסוכן. בשנות העשרים, לאחר גילוי כמויות משמעותיות של הליום, שאינו דליק, תחת המישורים הגדולים בארצות הברית, החלו למלא בו ספינות אוויר[2]. בתקופת שיא השימוש בספינות אוויר, עד מלחמת העולם השנייה, ההליום שימש למילויין רק בארצות הברית, ורק בשנות השישים החל השימוש בו לאירופה. ספינת האוויר הראשונה שמולאה בהליום בבריטניה, למשל, נבנתה ב-1967 (לצורך הסרט צ'יטי צ'יטי בנג בנג). כיום אוסר החוק בארצות הברית על הובלת נוסעים בספינות אוויר ממולאות מימן, אף שבמספר ספינות ניסיוניות עדיין נעשה בו שימוש.

היסטוריהעריכה

עיצובים מוקדמיםעריכה

  ערך מורחב – כדור פורח

מאז המצאת הכדור הפורח ניסו רבים לפתח כדור פורח שניתן לשלוט בכיוון תעופתו מבלי להסתמך על כיוון הרוח.

בשנת 1784 חיבר הממציא הצרפתי ז'אן פייר בלאנשר מדחף ידני לכדור פורח. האדם הראשון שבנה ספינת אוויר ממונעת היה הצרפתי אנרי ז'יפאר, שהרכיב בשנת 1852 מנוע קיטור בספינת אוויר וטס עמה לאורך 27 קילומטרים[3]. בשנת 1878 הציג צ'ארלס פ. ריצ'ל ספינת אוויר המונעת בצורה ידנית ומכר ממנה חמש יחידות. בשנת 1872 הטיס לראשונה פאול הינליין ספינת אוויר בעלת מנוע בעירה פנימית.

בשנת 1883, השתמשו האחים טיסנדרייה במנוע חשמלי להטסת ספינתם. שארל רנאר וארתור קרבס בנו בשנת 1884 ספינת אוויר בעלת מנוע חשמלי שטסה כ-8 קילומטרים במסלול מעגלי.

בשנת 1897 בנה המהנדס היהודי-קרואטי דוד שוורץ את ספינת האוויר הקשיחה הראשונה שהייתה בעלת גוף מאלומיניום. לאחר מותו הפתאומי קנה הגרף פרדיננד פון צפלין מאשתו את תוכניות הספינה תמורת 15,000 מרקים.

תור הזהבעריכה

 
ספינת אוויר בבניה,1923

תור הזהב של ספינות האוויר החל בחודש יולי 1900, עם שיגורה של ספינת הצפלין הראשונה, LZ1. פרדיננד פון צפלין, שעל שמו נקראו הספינות, החל להתנסות בתכנון בספינות אוויר קשיחות ובנה גם את ה-LZ2 בשנת 1906. בערב מלחמת העולם הראשונה ספינות האוויר של צפלין הוו כבר כלי טיס יעיל ושימושי. שלד הכלי ומעטפתו היו עשוים אלומיניום וצורתו הייתה גליל מוארך.

הרעיון להשתמש בספינות האוויר כנושאות פצצות הועלה באירופה עוד לפני שהן היו מסוגלות לכך. הרברט ג'ורג' ולס תיאר בספרו "המלחמה באוויר" (1908) השמדה של ערים שלמות בעזרת ספינות אוויר. ב-5 במרץ 1912 נעשה שימוש צבאי ראשון בספינות אוויר בידי הצבא האיטלקי במהלך סיור תצפית ליד טורקיה.

הגרמנים האמינו שהצפלין הוא הנשק האידיאלי משום שאיתו ניתן לעקוף את חיל הים הבריטי ולתקוף בבריטניה עצמה. הפשיטות החלו בסוף שנת 1914, הגיעו לשיאן ב-1915 ונפסקו עד שנת 1917. הצפלינים הוכיחו עצמם כנשק מאיים אך בלתי מדויק. הניווט, בחירת המטרות וכיוון הפצצות היו קשים גם בתנאים האופטימליים, ובמקרים של חשיכה או מזג אוויר מעונן נתגלו כקשים אף יותר. הנזק החומרי שגרמו הצפלינים היה קטן, ומספר ההרוגים מהפצצותיהם מוערך בכמה מאות. הם גם היו פגיעים להתקפות בידי מטוסים או תותחי נ"מ, במיוחד אלו שצוידו בקליעים נותבים.

לקראת סיום מלחמת העולם הראשונה, החליפו המטוסים את ספינות האוויר הגרמניות בתפקיד המפציצים. ספינות האוויר הקשיחות הבריטיות, עד תקופה זו, נבנו בעיקר כתגובה לאיום הגרמני ואף על פי כן לרוב לא היוו חיקוי מוחלט לצפלינים. נבנה העתק בריטי משרידי הספינה הגרמנית L-33 בשם R-34. ב-6 ביולי 1919 נחתה ספינת האוויר הבריטית בניו יורק ובכך הייתה ספינת האוויר הראשונה שחצתה את האוקיינוס האטלנטי, וכלי הטיס הראשון שחצה אותו בטיסה רצופה. כתוצאה מכך, החלו מנהיגי הבריטים לשקול הקמת צי של ספינות אוויר שיקשר בינם לבין ארצות הברית. הגרמנים, באותה העת, בנו את ספינת האוויר גרף צפלין, שנועדה להוות תקן חדש בספינות מובילות נוסעים.

השקיעהעריכה

 
שרידי ספינת אוויר בריטית, 24 באוגוסט 1921
 
ציור של ספינת אוויר המתרסקת לים

בתחילה נחשבו ספינות האוויר לבטוחות ביותר. הגרף צפלין, לדוגמה, טסה למעלה ממיליון וחצי קילומטרים בלא פגע. הגידול במספר ספינות האוויר והביטחון העצמי הגובר של הטייסים הובילו לתאונות קשות. למעשה, פרט לגרף צפלין, מרבית ספינות האוויר המפורסמות התרסקו לבסוף.

ספינות האוויר האמריקניות סבלו אף הן מאבדות. הספינה ZR-1 טסה לתוך סופת רעמים מעל אוהיו בשנת 1925 והתנפצה לרסיסים ואילו ה-ZR-6 התרסקה על חוף הים בניו ג'רזי בשנת 1933. שני המקרים הסתיימו במספר רב של הרוגים. ZRS-5 התרסקה בשנת 1935 בקליפורניה עקב תקלה בכנפון העליון. פרט לשני הרוגים, כל האנשים שעל ספינת האוויר ניצלו מהתאונה.

בשנת 1930 התרסקה בצרפת, בדרכה להודו, ספינת האוויר הבריטית R101 שהייתה מתקדמת יחסית לתקופתה. מתוך 54 נוסעים שהיו עליה שרדו שישה בלבד. בשל הפרסום השלילי שנלווה לאירוע, הוחלט על קרקוע הספינה המתחרה R100.

התאונה המפורסמת ביותר היא ככל הנראה עלייתה בלהבות של ספינת האוויר הגרמנית הינדנבורג ב-6 במאי 1937. מבין 97 אנשים שהיו על הספינה, 62 נותרו בחיים. איש צוות נוסף שהיה על הקרקע נהרג. שרשרת האסונות, ובמיוחד אסון אחרון זה, גרמו להעדפת המטוסים על–פני ספינות האוויר, למרות היותם קטנים ומוגבלים ביותר באותה עת.

ספינות אוויר במלחמת העולם השנייהעריכה

בניית ספינות אוויר באמריקה למטרות אזרחיות הופסקה בשנות השלושים עקב סדרה של תאונות. אף על פי כן, נמשך פיתוח ספינות אוויר לצורכי לחימה.

בזמן שהגרמנים החליטו שספינות האוויר מיושנות מדי והעדיפו להשקיע את מרצם בפיתוח מטוסים, בארצות הברית שקדו על תוכנית לבניית ספינות אוויר צבאיות. בשעת המתקפה על פרל הארבור ב-7 בדצמבר 1941, שהובילה להצטרפותה של ארצות הברית למלחמה, היו ברשותה 10 ספינות אוויר רכות:

  • 4 ספינות מסדרה K-4, K-3, K-2 :K ו-K-5 שנועדו לשמש כספינות סיור ויוצרו בשנת 1938.
  • 3 ספינות מסדרה L-2, L-1 :L ו-L-3 שהיו ספינות אימונים ונבנו בשנת 1938.
  • ספינה אחת מסדרה G שנבנתה בשנת 1936 למטרות אימונים.
  • 2 ספינות מסדרה TC שהיו ספינות סיור ישנות יותר ונבנו בשנת 1933.

רק הספינות מסדרה K ו-TC היו כשירות ללחימה, ונעשה בהן שימוש כנגד צוללות יפניות וגרמניות. בעקבות הצלחת ספינות האוויר במלחמת העולם הראשונה נגד הצוללות, הוחלט לייצר דגם חדש למטרה זו. ספינת האוויר ZP-12 נבנתה ב-2 בינואר 1942 והתבססה על סדרה K. חודש לאחר מכן, יוצרה גם ספינת האוויר ZP-32 שנתבססה על סדרות ה-TC וה-L. הוקם גם בסיס אימונים צבאי.

משנת 1942 עד שנת 1945 נבנו במפעל גודייר שבאוהיו 154 ספינות אוויר עבור הצי האמריקני ועוד 5 ספינות לצרכים אזרחיים. עבורן הוכשרו כ-1,400 טייסים וכ-3,000 אנשי צוות.

תפקידן העיקרי של ספינות האוויר היה ליווי וסיור לאורך החוף האמריקני. הן גם שמשו להכוונת ספינות, חיפושים ומשימות הצלה. במקרים נדירים יותר נעשה בהן שימוש לצילומי ריגול, הטלת מוקשים ימיים, גריפת מוקשים, הצנחת כוחות ונשיאת מטען.

ספינות האוויר תקפו את הצוללות בדרך–כלל באמצעות הטלת פצצות עומק. בצורה זו של התקפה התאימה ספינת האוויר את מהירותה לזו האיטית של הצוללת והטילה את פצצות העומק עד להשמדתה. בנוסף, לצוללות מתחת לפני המים לא הייתה אפשרות לגלות ספינות אוויר מתקרבות.

ספינת אוויר אחת בלבד הופלה בידי צוללת. הספינה, מסדרה K, סיירה בלילה שבין ה-18 ל-19 ביולי 1943 ליד פלורידה ואותרה על ידי צוללת גרמנית שפתחה לעברה באש. בשל בעיה במנגנון שחרור הפצצות, נפגם קצב האש של ספינת האוויר והיא נפגעה קשות. צוות הספינה נחת בשלום על המים אך אחד מאנשיו נהרג מתקיפת כריש. הצוללת הושמדה שעות ספורות לאחר מכן.

ברית המועצות נעזרה בספינות אוויר בודדות במהלך המלחמה. הספינה W-12 נבנתה בשנת 1939, הוכנסה לשירות ב-1942 ומטרתה הייתה אימון צנחנים והובלת ציוד. היא ביצעה 1,432 הובלות במשקל כולל של 300 טון עד 1945. ב-1 בפברואר 1945 יוצרה ספינת אוויר נוספת, לשם גריפת מוקשים וניקוי שרידים מהים השחור, והיא התרסקה ב-21 בינואר 1947. ספינה נוספת, W-12 ביס פטריוט הוזמנה ב-1947 ושימשה בעיקר לאימונים, תהלוכות ותעמולה.

המשך השימוש בספינות אווירעריכה

 
ספינת אוויר רכה המשמשת לפרסום

אף על פי שספינות האוויר אינן משמשות כיום להובלת נוסעים, נעשה בהן שימוש למטרות אחרות.

בשנים האחרונות, חזרה חברת צפלין לייצר ספינות אוויר. הדגם החדש, שנקרא "צפלין NT", ביצע את טיסת הבכורה שלו ב-18 בספטמבר 1997. כיום ישנן שלוש ספינות אוויר מסוג זה. אחת נמכרה לחברה יפנית. אחרת טסה מעל אתונה בזמן האולימפיאדה ב-2004 כאמצעי אבטחה נגד פעולות טרור.

ספינות אוויר רכות משמשות לפרסום וכבסיס למצלמות טלוויזיה באירועי ספורט מרכזיים.

ספינות אוויר לא-מאוישות משמשות ליישומים צבאיים: בעיקר תצפית, צילום ואבטחת גבולות. יתרונן של ספינות האוויר הוא טווח פעולה רחב וחיסכון גדול בעלות התפעול מאחר שאינן דורשות דלק רב כדי להישאר באוויר למשך פרקי זמן ארוכים. לעיתים, ספינת האוויר מחוברת לקרקע בכבל.

מחקרים כיוםעריכה

בנוסף למחקרים על ספינות אוויר רכות שגרתיות, ישנם גם מספר אבות טיפוס בלתי רגילים שממשיכים להיחקר. דוגמה אחת היא תכנון של צבא ארצות הברית לספינה סולארית ענקית שתשמש לריגול ותקשורת. הספינה, שגודלה פי 25 מספינת אוויר רכה של גודייר, מתוכננת לשאת טונות של ציוד ריגול ותקשורת הרחק מטווח תותחי הנ"מ.

נערך הסכם עם חברת לוקהיד מרטין לאספקת ספינות מגביהות טוס שיהוו תחליף ללוויינים נמוכי מסלול המשמשים למטרות תקשורת. הצעה אחת היא לשלוח ספינות אוויר בלתי מאוישות לגובה 21 ק"מ כדי לספק שירותי מידע ותקשורת סלולרית.

ראו גםעריכה

קישורים חיצונייםעריכה

  מדיה וקבצים בנושא ספינת אוויר בוויקישיתוף

הערות שולייםעריכה

  1. ^ קדם לה הכדור הפורח, המכוון על ידי רוח בלבד. שניהם מסוגלים לנסוק ולנחות, אך לא באופן מושלם, ולכן במספר מקרים היו סיבוכים בנחיתה.
  2. ^ ההליום אמנם כבד כמעט פי אלפיים מן המימן, אך עדיין קל בערך פי 7 מן האוויר
  3. ^ The First Powered Airship | The Greatest Moments in Flight