‫התמחות‪:‬‬ ‫מערכות תעופה‬ ‫מקצוע‪:‬‬ ‫הנעה רקטית וחלל‬ ‫כיתה‪:‬‬ ‫י"ד‬ ‫תשס"ט ‪2009‬‬ ‫הנעה רקטית וחלל‬ ‫שעות לימוד‪:‬‬ ‫‪ 36‬שעות עיוני‪ 24 ,‬התנסותי‬ ‫טרימסטרי‪:‬‬ ‫ד – עיוני והתנסותי‬ ‫ה – עיוני והתנסותי‬ ‫דרישות קד‪:‬‬ ‫אי‬ ‫מבח חיצוני‬ ‫אווירודינמיקה ומנועי מטוס ה‪ ,‬סמל שאלו ‪710933‬‬ ‫מעבדה במערכות תעופה ה‪ ,‬סמל שאלו ‪710936‬‬ ‫א‪ .‬מבוא‬ ‫במסגרת הנושא "הנעה רקטית" מתבצעת היכרות ע מנועי רקטיי פשוטי‪ ,‬מנועי רקטיי‬ ‫חד ורב שלביי שוני‪ .‬הסטודנטי יערכו היכרות ע הודפי מוצק והודפי נוזליי‪ ,‬ובכלל זה‬ ‫ע מושגי הקשורי לתחו זה וידעו לחשב אות‪ .‬מתבצעת היכרות ע תהליכי שרפה‬ ‫פשוטי והיכרות ע בליסטיקה פנימית של הודפי מוצק והודפי נוזל‪.‬‬ ‫ב‪ .‬מטרות‬ ‫‪ .1‬רכישת ידע והבנה של מושגי‪ ,‬חוקי ועקרונות פיזיקליי החיוניי לצור הבנת נושא‬ ‫ההנעה הרקטית‪.‬‬ ‫‪ .2‬פיתוח דרכי חשיבה ביקורתית וכ הבנת דרכי חקר לפתרו בעיות‪.‬‬ ‫‪ .3‬יכולת לנתח את אופ פעולת של מנועי שוני‪.‬‬ ‫‪ .4‬פיתוח כישורי ומיומנויות‪:‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫פיתוח מיומנויות למידה עצמית‪ :‬יכולת להשתמש בספרייה‪ ,‬במערכות מידע ממוחשבות‪,‬‬ ‫היכולת לקרוא‪ ,‬לנתח ולהפיק מידע ממאמרי בכתבי עת‪.‬‬ ‫פיתוח היכולת לנתח גרפי‪ ,‬טבלאות וכדומה‪.‬‬ ‫פיתוח כושר הסתכלות ומיומנויות עבודה במעבדה )עריכת מדידות‪ ,‬שימוש במכשירי(‬ ‫וכדומה‪.‬‬ ‫פיתוח הרגלי עבודה‪ :‬סדר‪ ,‬דייקנות וכדומה‪.‬‬ ‫‪2‬‬ ‫המטרות האופרטיביות‬ ‫‬ ‫הסטודנטי ייחשפו למנועי רקטיי המשמשי לצרכי צבאיי ואזרחיי‪.‬‬ ‫‬ ‫הסטודנטי יבינו את מושגי היסוד ואת העקרונות הפיזיקליי בתחו זה ויהיו מסוגלי‬ ‫להשתמש בה כראוי‪.‬‬ ‫‬ ‫הסטודנטי ישתמשו באופ נכו בחומר לימודי נלווה )ספרי‪ ,‬אמצעי ממוחשבי( על מנת‬ ‫לקבל מידע נוס ומועשר לתכני שנלמדו‪.‬‬ ‫‬ ‫הסטודנטי יפתרו בדר מדויקת ונכונה תרגילי ושאלות בנושאי הנעה רקטית‪.‬‬ ‫‬ ‫הסטודנטי יתנסו בעבודה מעבדתית לפיתוח מיומנות של עבודה ניסויית ולהמחשת‬ ‫עקרונות‪.‬‬ ‫ג‪ .‬התכני‬ ‫ לימודי עיוניי – כיתה י"ד‬ ‫טרימסטר ד‪ 2 :‬ש"ש עיוני ‪ 1 +‬ש"ש התנסותי‬ ‫טרימסטר ה‪ 1 :‬ש"ש עיוני ‪ 1 +‬ש"ש התנסותי‬ ‫ראשי פרקי‬ ‫שעות‬ ‫נושאי הלימוד‬ ‫הנעה רקטית‬ ‫‪1‬‬ ‫מבוא להנעה רקטית‬ ‫‪3‬‬ ‫‪2‬‬ ‫רקטות – מושגי יסוד וביצועי‬ ‫‪6‬‬ ‫‪3‬‬ ‫ניתוח תרמודינמי של רקטה אידאלית‬ ‫‪6‬‬ ‫‪4‬‬ ‫תרמוכימיה‬ ‫‪5‬‬ ‫‪5‬‬ ‫הודפי כימיי‪ :‬הרכב‪ ,‬אנרגטיות‪ ,‬ביצועי ותכונות‬ ‫‪3‬‬ ‫‪6‬‬ ‫רקטות הוד מוצק‬ ‫‪6‬‬ ‫‪7‬‬ ‫רקטות הוד נוזלי‬ ‫‪5‬‬ ‫‪8‬‬ ‫סביבת החלל ואיפיוניה‬ ‫‪2‬‬ ‫סה"כ‬ ‫‪36‬‬ ‫‪3‬‬ ‫פירוט התכני )הנושאי(‬ ‫שבוע‬ ‫נושאי הלימוד‬ ‫שעות‬ ‫‪21‬‬ ‫מבוא להנעה רקטית‬ ‫‪3‬‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‪53‬‬ ‫רקטות – מושגי יסוד וביצועי‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‪86‬‬ ‫משוואת הדח‬ ‫מהירות פליטת הגזי‬ ‫מהירות אפקטיבית‬ ‫תקיפה כללית‬ ‫תקיפה סגולית‬ ‫תצרוכת דלק סגולית‬ ‫יחס המסות‬ ‫משוואת המהירות‬ ‫משוואת הטווח‬ ‫רקטות חד שלביות ורב שלביות‬ ‫ניתוח תרמודינמי של רקטה אידאלית‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‪119‬‬ ‫מיו מערכות הנעה של כלי טיס‪ :‬מערכות תגובה טהורה‪,‬‬ ‫מערכות תגובה ישירה ומערכות תגובה עקיפה‬ ‫השוואת הביצועי של מערכות הנעה שונות‬ ‫שימושי הרקטה‬ ‫סוגי הנעה רקטית‬ ‫תורת הנחיר‬ ‫מהירות אופיינית‬ ‫מקד הדח‬ ‫תרמוכימיה‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫מושגי יסוד‬ ‫חו השרפה‪ ,‬חו היווצרות‬ ‫שיווי משקל בתגובות פשוטות‬ ‫יסודות הקינטיקה‬ ‫‪ 1312‬הודפי כימיי‪ :‬הרכב‪ ,‬אנרגטיות‪ ,‬ביצועי ותכונות‬ ‫‬ ‫‪6‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪3‬‬ ‫מבוא כללי‬ ‫ הודפי נוזליי הודפי מוצקי ומערכות כלאיי‬ ‫ הצגת טבלאות וגרפי של אנרגית השרפה בעבור יסודות‬ ‫שוני‬ ‫‪4‬‬ ‫שבוע‬ ‫נושאי הלימוד‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫ הצגת תכונות‬ ‫הודפי נוזליי‬ ‫ הגדרה‬ ‫ חד הודפי‬ ‫ מחמצני ודלקי נוזליי‬ ‫ דו הודפי‬ ‫ מערכות תלת הודפי‬ ‫מערכות כלאיי‬ ‫הודפי מוצקי‪:‬‬ ‫ הגדרה‪ ,‬סוגי הודפי מוצקי‪ ,‬אנרגטיות‬ ‫ הדלק‬ ‫ מחמצני מוצקי‬ ‫ הרכבי וביצועי‬ ‫‪ 1914‬רקטות הוד מוצק‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‬ ‫‪6‬‬ ‫מבנה ותיאור כללי‬ ‫יתרונות וחסרונות‬ ‫שימושי ודוגמאות‬ ‫אופייני פעולה של הוד מוצק‪ :‬הגדרות‪ ,‬נתוני פעולה כלליי‬ ‫וקצב בעירה‬ ‫בליסטיקה פנימית‬ ‫‪ 2420‬רקטות הוד נוזלי‬ ‫‬ ‫שעות‬ ‫‪5‬‬ ‫מבנה ותיאור כללי‬ ‫יתרונות וחסרונות‬ ‫שימושי ודוגמאות‬ ‫תא השרפה ומערכות הזרקה‬ ‫תהלי הבעירה‬ ‫בליסטיקה פנימית של תא שרפה‬ ‫‪ 2625‬סביבת החלל ואיפיוניה‬ ‫‪2‬‬ ‫‪5‬‬ ‫ לימודי התנסותיי – כיתה י"ד‬ ‫טרימסטר ד‪ 1 :‬ש"ש‬ ‫טרימסטר ה‪ 1 :‬ש"ש‬ ‫ראשי פרקי‬ ‫נושאי הלימוד‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪3‬‬ ‫שעות‬ ‫בניית טילי וכ שיגור פשוטי‬ ‫שיגור הטילי והערכת הגובה המרבי‬ ‫סיור במכו מחקר )כגו רפא"ל(‬ ‫‪12‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪8‬‬ ‫סה"כ‬ ‫‪24‬‬ ‫פירוט התכני )הנושאי(‬ ‫נושאי הלימוד‬ ‫‪1‬‬ ‫תקיפה ותנע‬ ‫שעות‬ ‫‪4‬‬ ‫‪ .1‬מדידת זמ פעולת כוח ברווח זמ ובחישוב תקיפה על גו‬ ‫‪ .2‬מדידת מהירות הגו‪ ,‬לאחר התקיפה‪ ,‬וחישוב תנע הגו‬ ‫‪ .3‬אימות משוואת המתק – תנע‬ ‫‪2‬‬ ‫שימור התנע‬ ‫‪4‬‬ ‫‪ .1‬קרונית ע "פייה" ליציאת אוויר בכיוו מקביל למסלול תנועה‬ ‫)הדמיה של רקטה( על מסילת אוויר‬ ‫‪ .2‬אימות "שימור התנע" על מערכת ע מסה משתנה‬ ‫‪3‬‬ ‫רקטת אוויר דחוס‬ ‫‪4‬‬ ‫‪ .1‬בניית "רקטה"‪ ,‬העשויה מחומרי ממוחזרי‪ ,‬ממולאת בלח‬ ‫אוויר‬ ‫‪ .2‬שיגור ה"רקטה"‬ ‫‪ .3‬הערכת הגובה שאליו מגיעה ה"רקטה"‬ ‫‪4‬‬ ‫סימולציות מחשב של מנוע רקטי‬ ‫‪4‬‬ ‫תכנו והערכת ביצועי של מנועי רקטיי באמצעות סימולציות‬ ‫מחשב‬ ‫‪6‬‬ ‫נושאי הלימוד‬ ‫‪5‬‬ ‫שעות‬ ‫‪8‬‬ ‫סיור במכו מחקר‬ ‫סיור במכו מחקר העוסק בתחו ההנעה הרקטית )כגו רפא"ל‪,‬‬ ‫הטכניו(‪:‬‬ ‫‪ .1‬ביקור במעבדות המחקר‬ ‫‪ .2‬הכרת הודפי ומנועי רקטיי‬ ‫‪ .3‬מבט בניסוי שרפת הוד‬ ‫סה"כ‬ ‫‪24‬‬ ‫ד‪ .‬דרכי הוראה‬ ‫המקצוע הוא מקצוע המשלב לימוד תיאורטי המלווה בהתנסות מעשית במעבדות‪ .‬במסגרת‬ ‫הפעילות המעבדתית יהיה אפשר להמחיש‪ ,‬להציג ולהראות דגמי‪ ,‬תופעות ומוצגי המאפשרי‬ ‫הבנה טובה יותר של החומר הנלמד‪ .‬הלימוד העיוני הוא פרונטלי‪ ,‬בכיתת לימוד במתכונת של‬ ‫הרצאה‪ ,‬מלווה בשקפי‪ .‬כחלק מ הלימוד יש לחלק ללומדי דפי עזר‪ ,‬דפי נוסחאות‪ ,‬טבלאות‪,‬‬ ‫תמונות וחומרי כתובי נוספי שעשויי לעזור‪.‬‬ ‫סביבה התנסותית‬ ‫המעבדות צריכות להיות מאובזרות ומצוידות בציוד הנדרש כדי לאפשר את הניסויי והתצוגות‬ ‫הנדרשות‪ .‬אפשר לשלב ביקור באחד ממכוני המחקר העוסקי בתחו כדי לראות ולהתנסות‪.‬‬ ‫ה‪ .‬מטלות עיקריות‬ ‫מטלות ביצוע )תרגילי לעבודה עצמית(‬ ‫באמצעות תרגילי אלו יהיה אפשר להערי את מידת הפנמת החומר אצל הסטודנטי ויהיה‬ ‫אפשר לבחו א שיטת הלימוד הייתה יעילה או שמא החומר לא הוב והמטרות לא הושגו‪.‬‬ ‫בעזרת המטלות יהיה אפשר לבחו את היכולת של הסטודנטי לייש את החומר הנלמד תו‬ ‫הפעלת מיומנויות חשיבה כמו‪ :‬תכנו‪ ,‬הסקת מסקנות‪ ,‬ביקורתיות‪ .‬יש לתת תרגילי בית ועבודות‬ ‫באופ שוט כדי לוודא שהחומר הנלמד אכ מתורגל על ידי הסטודנטי‪.‬‬ ‫בחני ומבחני‬ ‫מטרת לבדוק ולבחו הפנמת מידע אצל הסטודנטי וכ את יכולת להשתמש במידע שקיבלו‬ ‫כדי לפתור בעיות ברמה דומה או ברמה גבוהה יותר‪ .‬באמצעות הבחני והמבחני יהיה אפשר‬ ‫להערי א הושגו מטרות הלמידה‪ ,‬קרי‪ :‬הבנת עובדות‪ ,‬מושגי ועקרונות‪.‬‬ ‫‪7‬‬ ‫יש לערו לפחות שני בחני במהל סמסטר ובה לשלב שאלות מ הנושאי העיוניי שנלמדו‬ ‫ותורגלו‪ .‬מבח סמסטר יינת פע אחת במהל הסמסטר‪ .‬משקלו יהיה לא פחות מ‪ 50%‬ויכלול‬ ‫שאלות מתומצתות בנושאי שוני שנלמדו‪.‬‬ ‫ו‪ .‬רשימת מושגי ומילות מפתח‬ ‫– רקטה‬ ‫– מערכת תגובה טהורה‬ ‫– מערכות תגובה ישירה‬ ‫– מערכות תגובה עקיפה‬ ‫– הוד מוצק‬ ‫– הוד נוזלי‬ ‫– מהירות אפקטיבית‬ ‫– תקיפה כללית‬ ‫– תקיפה סגולית‬ ‫– תצרוכת דלק סגולית‬ ‫– יחס מסות‬ ‫– טווח‬ ‫– רקטה חד שלבית‬ ‫– רקטה רב שלבית‬ ‫– מהירות אופיינית‬ ‫– מקד הדח‬ ‫– תרמוכימיה‬ ‫– חו שריפה‬ ‫– חו היווצרות‬ ‫– תהלי בעירה‬ ‫ז‪ .‬ספרי לימוד מומלצי‬ ‫‪ .1‬הנעה רקטית‪ ,‬פרופ' אלו גני‪ ,‬הוצאת הטכניו‪.‬‬ ‫ח‪ .‬ביבליוגרפיה )מקורות נוספי(‬ ‫‪1. Rocket Propulsion Elements, George p. Sutton‬‬ ‫‪2. Mechanics and Thermodynamics of Propulsion; Hill , P.G. and Peterson‬‬ ‫‪ .3‬אינטרנט‬ ‫‪8‬‬