Vliegtuig op z'n kop

[Paul]

De bolvorm van een vliegtuigvleugel zorgt voor een drukverschil tussen boven en onderkant waardoor de vleugel een opwaartse kracht (=lift) veroorzaakt.

Hoe kan het dat deze kracht er niet voor zorgt dat het vliegtuig naar beneden valt als het op de kop vliegt? Je zou zeggen dat de opwaartse kracht omgekeerd wordt en een neerwaartse kracht wordt... niet echt bevorderend voor de vliegprestatie van het vliegtuig...

Wat ik zelf als enige oplossing kan bedenken is de tweede reden dat een vliegtuig vliegt, namelijk de schuine stand van de vleugels. Uitgaande van een vliegtuig dat rechtop vliegt, is de voorkant van de vleugel hoger dan de achterkant. De wind drukt tegen de onderkant en creëert ook een opwaartse kracht. ("Je-hand-uit-het-raam-van-een-rijdende-auto-principe") Dit zou denk ik op z'n kop ook wel moeten lukken, als het vliegtuig een juiste positie inneemt, maar of dat nou genoeg is?

[Elmo]

Tja, die "standaard" uitleg klopt nu eenmaal niet helemaal. Als je het zonder wiskunde wil inzien, dan is Newton's uitleg waarschijnlijk het inzichtelijkste...

[140IQ]

Wanneer je de aerodynamica van een vleugel gaat bekijken, moet je niet zo zeer afgaan op het bernouilli effect, maar op de invalshoek van de vleugel (Angle of Attack, AoA) ten opzichte van de luchtstroom. De lift geproduceerd door een vleugel is evenredig met de invalshoek, althans, tot een bepaald maximum. Op dit maximum (kritische invalshoek) neemt de lift snel af (dit is 'stall').

Je kunt het afleiden van de liftformule:

L=1/2 rho V^2 S Cl

(L=lift, rho=dichtheid lucht, S= oppervlak en Cl= de lift coefficient)

In de liftformule is het de liftcoefficient die een directe relatie met de invalshoek van de vleugel heeft. Iedere vleugel heeft een bepaalde verhouding tussen de liftcoefficient en de invalshoek, ook een inverted wing (een vliegtuig 'op z'n kop').



Dus, wanneer een vliegtuig 'inverted' vliegt, zal de piloot de stand van het vliegtuig, en daarmee de invalshoek van de vleugel, zodanig moeten aanpassen dat de vleugel weer lift genereerd.

[Tinustechniek]

Wat ik zelf als enige oplossing kan bedenken is de tweede reden dat een vliegtuig vliegt, namelijk de schuine stand van de vleugels. Uitgaande van een vliegtuig dat rechtop vliegt, is de voorkant van de vleugel hoger dan de achterkant. De wind drukt tegen de onderkant en creëert ook een opwaartse kracht. ("Je-hand-uit-het-raam-van-een-rijdende-auto-principe") Dit zou denk ik op z'n kop ook wel moeten lukken, als het vliegtuig een juiste positie inneemt, maar of dat nou genoeg is?

Jep, zie Suyvers link. Ik vraag me af hoe het 'bollings-fabeltje' in de wereld is gekomen. Het grootste gedeelte van de mensen denk namelijk nog steeds dat het de bolling is die voor de opwaartse kracht zorgt. Zijn misvattingen van de Wright brothers of een van de andere pioniers hier de oorsprong van?

[Paul]

140IQ bevestigde mijn eigen vermoeden, echter in wat uitgebreidere woorden dan ik deed. Dus dan had ik het bij het rechte eind (zie mijn vraagstelling en mogelijke oplossing):

Wat ik zelf als enige oplossing kan bedenken is de tweede reden dat een vliegtuig vliegt, namelijk de schuine stand van de vleugels. Uitgaande van een vliegtuig dat rechtop vliegt, is de voorkant van de vleugel hoger dan de achterkant. De wind drukt tegen de onderkant en creëert ook een opwaartse kracht.

Dit is één van de redenen dat een vliegtuig vliegt. Maar ik ben wel van mening dat het Bernouillieffect (bolprincipe) ook bijdraagt aan de totale lift van het vliegtuig.

Omdat het oppervlakte aan de bovenkant van het vliegtuig groter is, bewegen de luchtmoleculen hier sneller. Sneller bewegende moleculen drukken minder hard op de vleugel en er ontstaat een onderdruk.

Ik snap niet dat suyver en tinustechniek er zo overtuigd van zijn dat dit niet klopt...

Dat het misschien niet het belangrijkste principe is van vliegen zou kunnen, maar het zogenaamde Bernouilli effect speelt zeker een rol!

[140IQ]

Natuurlijk, want zonder het bernouilli effect zou het hele concept van een lift genererende vleugel niet werken en zouden Wilber en Orville een behoorlijk dom figuur hebben geslaan. Maar wanneer je zaken als inverted flight aerodynamisch gaat proberen te verklaren heb je niets aan alleen het bernouilli effect.

[ternary]

Hoe je het ook wend of keert, de praktijk wijst uit, dat een vliegtuig op zijn kop kan vliegen.

En dat kan alleen met lift, dus met een onderdruk aan de vleugelzijde, die dan 'boven' is.

Het oorspronkele bolling aan de bovenzijde van de vleugel zorgt bij normale vlucht voor de onderdruk boven de vleugel in combinatie met de AoA, waarbij de romp zondanig in de lucht staat, dat zo min mogelijk wrijving plaatsvindt. Dit ten gunste van de snelheid. De oorspronkelijke bollling geeft nog steeds een in principe gelijke onderdruk door het bernouilli-effect, maar die wordt tegengegaan door de veel zwaardere onderdruk door de AoA.

Een vliegtuig op zijn kop zal dus een zodanige AoA moeten hebben, dat de romp redelijk schuin ligt en de luchtweerstand toeneemt. In zekere zin draagt zo de toestand van de romp mee in de creatie van de lift.

De snelheid is daarbij dan natuurlijk veel minder met gelijk motorvermogen.