סנפירית

הסנפירית אורזלה (Urzela) בעת שיט בהונג קונג

סנפירית מדגם זיוונית של חיל הים בשנות ה-80

סנפירית מסוג קטמרן של צוות ניו זילנד בגביע אמריקה ה-34

סנפירית (באנגלית: Hydrofoil) הוא כלי שיט שבו 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 מים בעת השיוט מפחית במידה ניכרת את הגרר ומאפשר שיט במהירות גבוהה יותר.

תפוצתן של סנפיריות מוגבלת כיוון שבנייתן ואחזקתן מורכבת ויקרה הרבה יותר מזו של כלי שיט מסורתיים. יחד עם זאת נבנו סנפיריות רבות לשימושים מגוונים.

עקרונות הסנפירית

כיוון שעקרונות מכניקת הזורמים דומים באוויר ובמים, אף שמדובר בחומרים השונים בצמיגותם ובצפיפותם, סנפיר הסנפירית וכנף המטוס יוצרים עילוי בדרכים זהות. סנפיר כלי השיט מעוצב כך שינוע באופן חלק במים ויגרום לזרם לנטות כלפי מטה, כך שבהתאם לחוק השלישי של ניוטון יופעל כוח כלפי מעלה על הסנפיר. המעבר המהיר במים יוצר לחץ מים גבוה יותר בתחתית הסנפיר ומפחית את לחץ המים מעל הסנפיר. הפרש לחצים זה כשהוא מלווה בהפרש מהירות כמתואר במשוואת ברנולי יוצר את העילוי.

כאשר הסנפיר מחובר בתמוכה אל גוף כלי שיט, כוח העילוי מרים את כלי השיט מעל פני המים תוך הפחתת הגרר והגברת המהירות. בסופו של דבר נוצר איזון בין כוח העילוי לבין משקלו של כלי השיט, כך שהסנפירית מפסיקה להתרומם בגובה מסוים. כיוון שהגרר וכוחות הגלים אינם מופעלים על גוף הסנפירית כולה, אלא על הסנפירים השקועים במים ועל חלק מן התמוכות המחברות אותה לגוף כלי השיט, הם מופעלים על משטחים קטנים בהרבה מגוף של כלי שיט רגיל השקוע ברובו במים.

היסטוריה

פורלניני שט על אגם מג'ורה בסנפירית בשנת 1910

ששת סנפיריות פגסוס של חיל הים האמריקני

בשנת 1898 החל הממציא האיטלקי אנריקו פורלניני (Enrico Forlanini) לתכנן סנפיריות שבהן הסנפירים היו מחוברים לכלי השיט בתמוכות דמויות סולמות. בין השנים 1899 ו-1901 מתכנן האוניות הבריטי ג'ון טורניקרופט פיתח שורת דגמים של כלי שיט להם סנפיר בודד בחרטום. בשנת 1909 בנתה החברה שבבעלותו דגם באורך 6.7 מטר של סירה, מונעת במנוע בעל 60 כ"ס אשר הגיעה למהירות שיא של 65 קמ"ש.

בגיליון מרץ 1906 של הירחון סיינטיפיק אמריקן התפרסם מאמר מאת חלוץ פיתוח הסנפירית בארצות הברית, ויליאם מיקאם, המסביר את עקרונות פעולת הסנפירית. אלכסנדר גרהם בל, לאחר שקרא את המאמר, ראה בפיתוח הסנפירית הישג חשוב ועיצב דגמים שונים של סירות סנפירית. בשנת 1908 החל בל בניסויים על דגמיו, בעזרתו של המהנדס הראשי שעבד עמו, קייסי בולדווין. בולדווין חקר את עבודתו של פורלניני וביסס את דגמי הסנפירית שבנה על פיתוחיו של הממציא האיטלקי. בל ובולדווין אף פגשו את פורלניני באיטליה בעת שביקרו באירופה ב-1911-1910 ושטו על סנפירית שבנה על אגם מאג'ורה. בולדווין תיאר את החוויה של שיט חלק הדומה למעוף. לאחר ששבו למעבדתו של בל בנובה סקוטיה הם ביצעו ניסויים במספר דגמים, הבולט שבהם HD-4. דגם זה הגיע למהירות שיט של 87 קמ"ש בעזרת מנועי רנו, כשהוא חוצה גלים בקלות וביציבות. בל דיווח על פיתוחיו לצי האמריקני וקיבל שני מנועים בהספק של 350 כ"ס. ב-9 בספטמבר 1919 קבע דגם HD-4 שיא מהירות שיט עולמי של 114 קמ"ש, שיא שלא נשבר במשך כעשרים שנה. דגם סנפירית HD-4 בגודל מלא ניצב במוזיאון בל בבאדק, נובה סקוטיה. שנים לאחר פיתוחו של בל התברר כי הגיע כמעט למהירות המקסימלית של סנפיריות, המוגבלת בגלל תופעת הקוויטציה.

אוניות נוסעים

המהנדס הגרמני הנס פון שרטל עבד על פיתוח סנפיריות לפני מלחמת העולם השנייה ובתקופתה. עם תום המלחמה נתפסה קבוצת הפיתוח של שרטל בידי כוחות ברית המועצות. שרטל עצמו עבר לעבוד בשווייץ כיוון שעל פי הסכמי הכניעה גרמניה לא הורשתה לפתח ספינות מהירות. בשנת 1952 בנתה חברתו של שרטל, סופרמר (Supramar), את הסנפירית המסחרית הראשונה, PT10, ששייטה על אגם מג'ורה בין שווייץ לאיטליה. סנפירית זו יכלה לשאת 32 נוסעים ולשוט במהירות של 65 קמ"ש. בשנת 1968 נקנתה חברתו של שרטל בידי בנקאי מבחריין, חוסיין ניאדי, אשר הרחיב את פעילות החברה ליפן, הונג קונג, סינגפור, בריטניה, נורווגיה וארצות הברית. בארצות הברית קיבלה חברת ג'נרל דיינמיקס רישיון מחברת סופרמר וזכתה למענק מחקר ופיתוח של הצי האמריקני. ביפן קיבלה חברת היטאצ'י רישיון מסופרמר לבניית סנפיריות ורישיונות דומים נמכרו למספר מספנות במדינות נוספות. בין שנות ה-50 לשנות ה-70 של המאה ה-20 פיתחה חברת סופרמר למעלה מ-200 דגמים של סנפיריות.

במחצית השנייה של המאה ה-20 התנהל מחקר ופיתוח רחב על סנפיריות אף בברית המועצות, חלקן כספינות קרב. רוסטיסלב אלכסייב (ברוסית: Ростисла́в Евге́ньевич Алексе́ев) (אנ') הנחשב לאבי הסנפיריות הסובייטי, שילב בשנות ה-70 את הידע שצבר על סנפיריות עם אפקט הקרקע לפיתוח האקרנופלן.