Gewicht vliegtuig

[Bart]

Nee de reden dat we het niet eens waren was dat ik eigenwijs was. Wikipedia geeft inderdaad aan dat in een lift het gewicht van een persoon verandert onder invloed van zijn versnelling.

En Wikipedia is natuurlijk een zeer betrouwbare wetenschappelijke bron

De Engelse Wiki pagina over Weight geeft wel aan dat er meerdere definities zijn.

[bessie]

Maar ja, Weight in een bewegingsvergelijking van een vliegtuig is toch echt constant en gelijk aan m.g...

[robbie1]

Voor mijn profielwerkstuk ben ik namelijk bezig met de krachten die op een vliegtuig werken. Thrust, Drag en Lift heb ik al gehad. Weight was de enige die ik een beetje vaag vond, ik wist niet of ik deze kracht als zwaartekracht of als gewicht moest zien. Bij elk van de vier krachten wou ik zeggen hoe je die kracht kon berekenen vandaar dat ik deze vraag stel.

[Bart]

Robbie, in die context is je vierde kracht de zwaartekracht.

[In physics I trust]

Op bovenstaande afbeelding wordt het verschil tussen zwaartekracht en gewicht geïllustreerd.

Krachten komen in paren voor, dus de kracht van de ondersteuning op het voorwerp noemen we de normaalkracht (N). Het actie-reactieprincipe levert de even grote en tegengestelde kracht, namelijk het gewicht (

\( W=mg cos \theta\)

). De zwaartekracht=mg is steeds gericht naar het middelpunt (massamiddelpunt) van de aarde. Ook deze heeft een even grote en tegengestelde kracht, die aangrijpt in het massamiddelpunt van de aarde, die is op de figuur niet weergegeven.

Opmerking: het gaat om krachten, dus zou alles in vectornotatie moeten gegeven worden. Wanneer we de projecties op een gekozen assenstelsel beschouwen, gaat het om de grootte van de krachten en is dit niet langer noodzakelijk.

[bessie]

Ik ben bang dat er wel wat verwarring ontstaat voor Robbie. Wat jullie zeggen klopt, maar in de vliegtuigwereld wordt zo niet gerekend.

Het begrip Weight is bij een vliegtuig gewoon massa.g. Waarschijnlijk omdat er geen ondersteunende vlakken zijn in de lucht, maar dat laat ik in het midden.

Het vliegtuig gaat omhoog met zijn takeoff weight, verliest tijdens de vlucht zijn fuelweight, en landt met zijn landing weight. In SI eenheden start het met een massa, verliest de brandstofmassa, en landt het met een andere massa. De zwaartekracht is altijd m.g, is altijd verticaal t.o.v. de aarde naar beneden gericht, en grijpt aan in het massamiddelpunt (center of gravity, cg) van het vliegtuig.

Door het verbruik van brandstof verschuift dit cg iets, maar niet veel omdat de brandstof in de vleugels zit.

Om redenen van stabiliteit en bestuurbaarheid moet het cg zeer dicht zitten bij een bepaald punt, het aerodynamisch centrum (ac) van het vliegtuig, en dat zit ergens in de vleugel.

Het ac wordt bepaald door de luchtkrachten. De draagkracht (L) werkt loodrecht op de vliegrichting, de weerstand (D) evenwijdig met de vliegrichting. Zij worden grotendeels, maar niet alleen, door de vleugel opgewekt. De belangrijkste bijdrage in de weerstand komt van de romp, de belangrijkste bijdrage in de draagkracht van de horizontale staartvlakken.

Om het vliegtuig stabiel en bestuurbaar te houden, is het momentenevenwicht aan de orde. De vleugel gaat bij een andere invalshoek een ander moment om het ac leveren, en voor het evenwicht leveren de staartvlakken een neerwaartse kracht.

Ik zal kijken of ik nog ergens een plaatje kan vinden, anders maak ik zelf wat. Succes alvast,

Zie bv. hier http://en.wikipedia.org/wiki/Longitudinal_static_stability

[thermo1945]

Om redenen van stabiliteit en bestuurbaarheid moet het cg zeer dicht zitten bij een bepaald punt, het aerodynamisch centrum (ac) van het vliegtuig, en dat zit ergens in de vleugel.

Vanwege de links-rechts-symmetrie verwacht ik het ac tussen de vleugels en niet erin.

de belangrijkste bijdrage in de draagkracht van de horizontale staartvlakken.

Ik verwacht van de vleugels. Maar misschien bedoel je belangrijk in relatie tot de stabiliteit.

[bessie]

Ik zit nu toch op de vertelstoel dus laat ik nog even uitwijden.

Vleugels kun je zien als een heleboel vleugelprofieletjes naast elkaar. Elk vleugelprofiel levert een bijdrage aan de luchtkrachten, en elk profiel doet dat aan de hand van zijn invalshoek. Een vleugel is nooit recht, maar altijd iets vervormd. Dus terwijl elk profieletje een eigen ac heeft, dat inderdaad binnen het profiel ligt en op ongeveer een kwart van de profiellengte vanaf de neus (25% koorde).

Van alle profielen wordt de luchtkracht opgeteld om de vleugeldraagkracht te krijgen. Maar door die sommering kan het ac van de vleugel buiten de vleugel vallen, denk maar aan een vliegtuig met pijlvleugels. Daarvan ligt het ac achter de vleugel, maar wel in de romp natuurlijk.

Helaas is het niet zo dat de luchtkrachten precies in het ac aangrijpen, ook niet bij een profiel. Om dit te verrekenen komt er een aerodynamisch moment bij. En dat is meestal een neuslastig moment.



Dan komen de staartvlakken erbij. Deze geven, daar heb je gelijk in, een kleinere bijdrage aan de luchtkrachten. Maar ze zitten ver naar achter, en geven daardoor een groot moment. Om het neuslastige moment tegen te gaan, geven de hor. staartvlakken een negatieve draagkracht.

Het geheel van vleugel en staartvlakken bepaalt het ac van het hele vliegtuig. Dat is wederom niet gelijk aan dat van de vleugel, maar zal er meestal dicht bij liggen.

Dit was het statisch evenwicht. Hierna komt het dynamisch evenwicht, en dan hebben we het over de stabiliteit van het vliegtuig. Maar dat vertel ik morgenavond, goed?

[shimmy]

Het begrip Weight is bij een vliegtuig gewoon massa.g. Waarschijnlijk omdat er geen ondersteunende vlakken zijn in de lucht, maar dat laat ik in het midden.

Offtopic:

Erg grappig om deze discusie te lezen aangezien het typerend is dat juist de persoon die het dichtst bij luchtvaart staat de term gewicht wellicht als eerste verkeerd gebruikt. In de eerste (bijna) 100 jaar van de gemotoriseerde luchtvaart is in zowel studieboek als zeker de praktijk het woord gewicht te pas en ten onpas onder verschillende definities gebruikt. Zo'n 10 jaar geleden besloten onder andere de JAA (een luchtvaart autoriteit in Europa) dat dit zo niet langer kon. Overal waar in de boeken hoofdstuk weight and balance had gestaan moest nu mass and balance in worden gevoerd. In de praktijk echter spreekt met nog steeds alleen over bv take off weight zoals Bessie schrijft. Ook op officiele documenten zoals loadsheets. Daar vind je zelfs termen als:" all weights are in kilo's". Een grote zooi dus, maar tevens iets dat in de praktijk geen enkel probleem lijkt op te leveren aangezien iedereen wel altijd juist interpreteert.

Einde offtopic.

[bessie]

Aha gevoel! Mijn studie eindigde 20 jaar geleden en van de JAA was toen geen sprake. Ik wist dat SIeenheden werden ingevoerd (met als gevolg vliegtuigen die halverwege zonder brandstof zaten) maar dat ik geen take off weight meer had wist ik echt niet . Sorry jongens, opa zat even in het verleden...