מקלדת אלקטרונית, המכונה לפעמים קלידים, אורגנית או אורגן, היא שם כולל למספר כלי נגינה ממשפחת כלי המקלדת שהעיקרי שבהם הוא סינתיסייזר בעל מקלדת. לעיתים היא מכונה בטעות אורגן חשמלי, אך זהו כלי נגינה שונה.
המונח "מקלדת אלקטרונית" משמש לעיתים רבות לתיאור כללי של כלי נגינה אלקטרוניים עם מקלדת מוזיקלית. בקבוצה זו נכללים פסנתרים אלקטרוניים, פסנתרים דיגיטליים, סינתיסייזרים ודוגמי צלילים. בדרך כלל מתייחסים אל הסינתיסייזרים ואל דוגמי הצלילים המקצועיים כ"מקלדת", ואילו הסוגים הזולים מכונים "אורגנית".
אופן פעולת המקלדת.
בניגוד לפסנתר שבו הצליל מופק כתוצאה מהקשה של פטישים על מיתרים, במקלדת האלקטרונית ההקשות נקלטות על ידי חיישנים, אותות ההקשה מועברים למערכת אלקטרונית אשר מפיקה בהתאם להקשות אות חשמלי (אנלוגי במערכות הישנות, דיגיטלי בחדשות יותר) המבטא את הצליל. האות החשמלי מועבר דרך מגבר אל הרמקולים המפיקים את הצליל הסופי.
המערכת האלקטרונית שבמקלדת מתרגמת את ההקשות לצלילים באחת משתי צורות:
חלק גדול מן המקלדות המודרניות כולל גם צג דיגיטלי הנותן חיווי אודות הכלי שנבחר, התו שנוגן וכו'. כמו כן קיימים בהן כפתורים שונים המשמשים לבחירה ושליטה על האופציות השונות.
השוואה לפסנתר.
המקלדת האלקטרונית משמשת במקרים רבים כתחליף לפסנתר. להלן סקירה של יתרונותיה וחסרונותיה ביחס לפסנתר:
יתרונות.
מקלדות אלקטרוניות משוכללות מציעות גם יתרונות נוספים ביחס לפסנתר:
חלק מהמקלדות האלקטרוניות מציעות שיפורים שנועדו לפצות על החסרונות הקיימים בהן ביחס לפסנתר:
טיל V-2 היה הטיל הבליסטי הראשון בעולם. הטיל שימש את גרמניה הנאצית במלחמת העולם השנייה, בעיקר נגד מטרות בריטיות ובלגיות. ה־V-2 היה העצם הראשון שיצר האדם שחצה את גבול החלל.
עקב רמת הדיוק הנמוכה של נקודת פגיעתו, הוא הופנה בדרך כלל נגד ערים ולא מטרות צבאיות. בסך הכל יוצרו כ־3,000 טילים שהרגו כ־7,250 אזרחים וחיילים. במהלך ייצור הטיל נהרגו כ־20,000 עובדי כפייה (חלקם שבויי מלחמה) שאולצו לעבוד בתנאים קשים במיוחד במתקני הייצור התת־קרקעיים.
פרטים טכניים.
טיל ה־V-2 היה באורך של 14 מטרים, בעל טווח של כ־300 קילומטרים ונשא ראש נפץ במשקל של עד 1,000 ק"ג. הטיל הונע בדלק נוזלי שהיה תערובת של 74% אתנול ו־26% מים (B-stoff), אליה הוזרם חמצן נוזלי כמחמצן. משאבות הדלק והמחמצן הונעו על ידי טורבינות קיטור, שנוצר באמצעות מי חמצן וקטליזטור מסוג נתרן פרמנגנט. מכלי הדלק והחמצן היו עשויים אלומיניום כדי להקטין את משקל הטיל, מתכת שהייתה במחסור באותה העת בגרמניה. הטיל הורכב מ־30 אלף חלקים נפרדים והאורך הכולל של החיווט עלה על 35 קילומטרים.
תא הבעירה של הטיל צופה בחומרים קרמיים מיוחדים שאפשרו לו להגיע לטמפרטורות של 2,500-2,700 מעלות צלזיוס. הדלק הנוזלי נשאב לאורך דופן כפולה של תא הבעירה באמצעות משאבה וכך הושג חימום הדלק וקירור תא הבעירה. הדלק הוחדר לתא הבעירה הראשי באמצעות 1,224 נקבים, אשר תוכננו כך שיבטיחו את הריכוז הנכון של אלכוהול וחמצן לאורך כל זמן הבעירה. כדי לקרר את המנוע נעשה שימוש גם בשיטת ה־Film cooling - חורים קטנים בתא הבעירה אפשרו גם לכמות מסוימת של אלכוהול להיכנס ישירות לתוך תא הבעירה, וליצור שכבת גבול מקוררת שהגנה על דופן תא הבעירה, במיוחד בצוואר בו תא הבעירה היה הצר ביותר (נראה באיור תחת הכותרת "כניסת כוהל"). נחיר דה־לאוואל במוצא תא הבעירה שצורתו תוכננה היטב שימש כדי להמיר בין אנרגיית הבעירה שהשתחררה לאנרגיה קינטית של הסילון בנצילות מרבית. האלכוהול שבשכבת הגבול ניצת מיד במגע עם האטמוספירה, מה שגרם ללהבה תמידית בסילון הטיל.
מרגע שיגורו, הטיל האיץ במשך 65 שניות, ומנגנון בעל תוכנית מוגדרת מראש שלט בזווית הנטייה של הטיל עד הגעה לנטייה שהוגדרה מראש ברגע כיבוי המנוע, שאחריו הטיל המשיך במסלול בליסטי (נפילה חופשית). חישובים מתמטיים הראו שהטווח המקסימלי עבור מהירות נתונה ברגע כיבוי המנוע של טיל זה מתקבל עבור זווית נטייה של 49 מעלות ביחס לציר האנכי (41 מעלות ביחס לאופק), על כן הגעה לזווית הנטייה המדויקת הזאת ברגע כיבוי המנוע הייתה קו מנחה מרכזי בתהליך התכנון.
ה־V-2 נשלט באמצעות וריאנט של שיטת הניהוג הווקטורי - ארבעה משטחי ניהוג עשויי גרפיט שעמדו בדרכו של הסילון הנפלט מהטיל שימשו לניהוגו בחלל, היכן שהאטמוספירה הדלילה אינה מאפשרת ניהוג אווירודינמי אפקטיבי. באמצעות הטיית מסטי הסילון (משטחי הניהוג), הוטה הסילון הנפלט מרקטת ההנעה לכיוונים שונים - כך נוצר כוח דחף שאינו פועל לאורך ציר הטיל בלבד.
מערכת ההנחיה של הטיל, ה־LEV-3 (והגרסה המתקדמת שלה בשם SG-66 ששימשה בדגמים המאוחרים יותר), הייתה מערכת ניווט אינרציאלית הראשונה בעולם - מערכת העושה שימוש בניווט לפי חישוב עיוור ללא נקודת ייחוס חיצונית, והורכבה ממספר גירוסקופים למדידת התאוצה הקווית של הטיל, ומספר נוספים למדידת התאוצה הזוויתית של הטיל בכל אחד מן הצירים. מד תאוצה PIGA שימש לשליטה על רגע כיבוי המנוע. הטיל שוגר מנקודה שמיקומה נמדד מראש כך שהמרחק והאזימוט למטרה היו ידועים.
מספר דגמים מאוחרים של ה־V-2 עשו שימוש ב"אלומות מנחות", אותות רדיו שמשודרים מהקרקע כדי לשמור על הטיל במסלול הנכון, אך הדגמים הראשונים נעזרו במחשב אנלוגי פשוט שהיה "מרכז הבקרה" של הטיל. המחשב האנלוגי קיבל את המידע על מיקום ומהירות הטיל מן הגירוסקופים ותיקן את אזימוט מהירות הטיל כל העת (באותם ימים טכנולוגיית הניהוג הווקטורי לא הייתה מדויקת מספיק ועל אף שהאזימוט למטרה היה ידוע, נדרשה בקרה מתמדת על כיוון תנועת הטיל).
ראש הקרב היה מקור אחר לבעיות טכניות. חומר הנפץ בו עשו שימוש היה אמטול 60/40 המפוצץ על ידי מרעום מגע חשמלי. לאמטול היה היתרון של יציבות ובנוסף ראש הקרב הוגן על ידי שכבה עבה של פיברגלס, אבל גם כך הוא עדיין היה עשוי להתפוצץ במהלך החדירה לאטמוספירה. ראש הקרב שקל 975 קילוגרם והכיל 910 קילוגרם של חומר נפץ. האחוז לפי משקל של חומר הנפץ בראש הקרב היה 93%, אחוז גבוה מאוד בהשוואה לסוגים אחרים של תחמושת.
במהלך מסלול הנפילה הבליסטית של הטיל מהירותו עלתה בהדרגה והגיעה עד ל־5 מאך זאת בשונה מהטיל V-1 שמהירותו הייתה תת־קולית. מאפייני טיסתו ומהירותו לא אפשרו את גילויו באמצעות מכ"ם וגם אילו היה מתאפשר גילויו לא היו לבעלות הברית אמצעים ליירוטו. לפיכך אמצעי הסיכול היחיד כנגד הטיל היה פגיעה באתרי השיגור שלו (אתרי הייצור היו תת־קרקעיים ולכן לא התאפשרה פגיעה בהם).
באופן אבסורדי, למהירותו העל-קולית של הטיל הייתה השפעה פסיכולוגית חיובית, וזאת מאחר שהטיל לא השמיע את השריקה קודם לנפילתו (כמו שנשמעה טרם נפילת טילי ה־V-1) שיצרה חרדה באוכלוסיית הערים שהופצצו בתקופת המלחמה.
היסטוריית פיתוח.
רקע: עבודתם של גודרד ואוברט.
מראשוני חלוצי הטילים המודרניים היה האמריקני רוברט גודרד, אשר נזקפת לזכותו המצאת ובניית רקטת הדלק הנוזלי הראשונה בעולם, אותה שיגר בהצלחה ב־16 במרץ 1926. גודרד והצוות שפעל בהנחייתו שיגרו 34 רקטות בין 1926 ו־1941, ובאחד השיגורים השיג גובה שיא של 2.6 קילומטרים ומהירויות של עד ל־885 קמ"ש. המונוגרפיה שלו משנת 1919 - "על שיטה להגעה לגבהים קיצוניים", נחשבת לאחד הטקסטים הקלאסיים של הטילאות ב. בחיבורו זה, גודרד ניסח כמה מעקרונות היסוד של הטיל המודרני; כמו השימוש בגירוסקופ ובהנעה וקטורית. בחיבור גודרד תיאר ניסויים רבים שערך ברקטות דלק מוצק הפועלות על בסיס אבק שרפה נטול עשן. פריצת דרך קריטית הייתה הרעיון להשתמש בנחיר פליטה שהומצא קודם על ידי הממציא השוודי גוסטב דה לאוול. השימוש בנחיר דה לאוול מאפשר את ההמרה היעילה ביותר של אנרגיית חום של גזים לוהטים לתנועה קדימה. גודרד יישם בהצלחה את השימוש בנחיר הזה, והצליח להגדיל את הנצילות של הרקטות שלו מ־2% ל־64%, ולהשיג מהירויות פליטת גזים של מעל מאך 7. במרץ 1935, גודרד יישם בהצלחה את העקרונות של שימוש בגירוסקופים ובניהוג ווקטורי והצליח לשלב תוכנית הטיה (tilt program) באחת מהרקטות שלו, וכך הרקטה ששוגרה הצליחה לעבור מטיסה אנכית לחלוטין לטיסה אופקית לחלוטין, ונחתה לבסוף במרחק של מעט יותר מ־3 קילומטרים מנקודת השיגור. הצלחה זו המחישה את האפקטיביות של השימוש במערך גירוסקופים כדי לשלוט במסלול הרקטה, ושימשה השראה לכמה מהתכנונים הרקטיים הראשונים של חלוצי הרקטות הגרמנים.
באופן עתידני מאוד, גודרד ניבא גם כמה מההיבטים המרכזיים של המסע המודרני בחלל, כגון השימוש באנרגיה סולארית כאמצעי חלופי להנעה, והשימוש במגן חום מתכלה (Ablative heat shield) - אשר במילותיו של גודרד עצמו: "מתוכנן כשכבה מבודדת תרמית שמטרתה להתכלות בחדירה לאטמוספירה, בדיוק כמו פני השטח של מטאור החודר לאטמוספירה". גודרד אף ניבא במובן מסוים את השימוש בהנעה יונית (High-velocity ion propulsion).