PWS papieren vliegtuig
-
Wij zijn een beetje begonnen aan ons PWS waar wij verschillende aspecten van papieren vliegtuigen willen onderzoeken (zwaartepunt, hoe van worp, angle of attack, etc) en hiermee het perfecte papieren vliegtuigje met zijn worp willen maken.
Ik snap alleen niet precies hoe een papieren vliegtuigvleugel werkt. Ik lees veel dat een vleugel vliegt door zijn bolling aan de onderkant of de schuine hoek. Maar bij een papieren vliegtuig vind ik geen van deze twee dingen. 'Vliegt' een papieren vliegtuig eigenlijk wel?
Ik hoop dat iemand ons het goede pad kan wijzen hoe wij verder kunnen komen met deze vraag.Groet,
Elias Dubbeldam -
Beste Elias,
Een papieren vliegtuigje vliegt zeker, of beter gezegd: hij zweeft en maakt een glijdende vlucht. Er is geen voorstuwende kracht aanwezig dus een voortdurende vlucht is het niet. Ik vond deze site:
https://www.e-aircraftsupply.com/the-science-behind-paper-airplanes/
Neem het eens door, ik denk dat je er heel veel aan hebt. Als je nog vragen hebt, laat maar weten!
Grt. Wouter
-
Beste Wouter,
Op de site deden veel links het niet. Maar we zijn wel verder gekomen.
Toch zit ik nog met het probleem hoe een papieren vliegtuig nou eigenlijk vliegt. Heeft een vleugel een angle of attack als het vliegtuig in de lucht is?
Als een vleugel deze wel heeft, kan je de lift verklaren met Newtons derde wet.
Ook heb ik iets gelezen over Kutta's condition en dat deze, bij een platte vleugels met een angle of attack, er voor zorgt dat de wet van Bernoulli kunnen gebruiken voor het ontstaan van lift. Dit begreep ik niet helemaal, maar zit ik op het goede spoor met Kutta's condition?Ik ga hierboven er maar van uit dat een papieren vliegtuigvleugel een angle of attack heeft in de lucht. Maar ik begrijp niet hoe deze zou ontstaan. De vleugels staan zelfs de andere kan op als je ze vouwt
Groet,
Elias -
Beste Elias en Hidde,
De eerste vraag: de stroomlijnen hebben de neiging aan te hechten aan het vleugelprofiel. Dit heeft te maken met viskeuze effecten. Zie grenslaag. Het drukverschil kan verklaard worden met behulp van de Wet van Bernoulli. Lees er hier meer over.
Dan de tweede vraag: een oneindig groot Reynoldsgetal correspondeert met een niet-viskeuze vloeistof. Dus een vloeistof waar geen turbulentie voorkomt, vandaar ideaal. Een dergelijke vloeistof bestaat niet. Een slanke vliegtuigvleugel geleid luchtstroming beter en want verstoort minder lucht. Minder verstoring in de lucht (minder turbulentie) zorgt voor een lager Reynoldsgetal.
Grt. Wouter
-
Beste Wouter,
Ook ik heb nog een twee vragen, over het Reynoldsgetal. Ik snap wat het reynoldsgetal in principe inhoud maar ik snap niet waarom het ideaal is om een oneidig hoog reynoldsgetal te hebben ( dit las ik in een boek). De visceuze krachten spelen dan nauwelijks een rol wat voordelig zou zijn maar ik hoezo is het handig om een turbulente luchtstroom om de vleugel te hebben. Of is het niet handig maar wel beter dan de visceuze krachten?
Verder wil ik begrijpen of dunne of dikke vleugels voor een papieren vliegtuigje beter zijn. Een papierenvliegtuigje heeft een laag reynoldsgetal en dan lees ik overal dat dunne vleugels dan beter zijn. Dit zou dan te maken hebben met de grenslaag die los laat. Maar ik kan nergens echt uitleg er over vinden. Heb jij enig idee waarom een dunne vleugel met betrekking tot het reynoldsgetal beter zou zijn?
Groet,
Hidde -
Beste Wouter,
Een tijd geleden zijn wij langs geweest in Delft en hebben we over de krachten op een papieren vliegtuigje gesproken. Waar ik niet uitkom is hoe het drukverschil van de boven en onderkant van een vleugel ontstaat.
Wanneer je naar simulaties en tekeningen van stroomlijnen kijkt, zie je dat degene die recht op de neus en sommige daaronder, naar de bovenste vliegtuigvleugel worden afgebogen. Waarom gebeurt dit? Ik lees wel dingen over de werveltheorie maar is er niet een andere reden?
Hieronder enkele links van voorbeelden:
https://www.google.nl/search?q=liftkracht&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjhsczN2YTKAhWF2xoKHWRfAYcQ_AUIBygB&biw=1506&bih=867#imgrc=FzAGzOR2gn129M%3A
https://www.google.nl/search?q=liftkracht&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjhsczN2YTKAhWF2xoKHWRfAYcQ_AUIBygB&biw=1506&bih=867#imgrc=76yFyaIUSCiBWM%3AGroet,
Elias -
Beste Elias,
Er zijn heel veel verschillende manieren om het ontstaan van liftkracht te verklaren: Newton, Bernoulli, Navier-Stokes, Euler, Kutta-Joukowski en combinaties van deze theorieën. Alle manieren zijn wetenschappelijk goed, de één net even gedetailleerder (en vooral ingewikkelder) dan de ander. Bij alle methodes (behalve Newton: actie = -reactie) wordt liftkracht veroorzaakt door een veranderend patroon in luchtstroming rondom een aerodynamisch voorwerp, waardoor er een drukverschil ontstaat tussen boven- en onderkant. De netto druk kan worden vermenigvuldigd met de oppervlakte (loodrecht op de luchtstroming) van het voorwerp in de resulteert in een kracht. Ik kan je helaas geen eensluidend antwoord geven op de vraag hoe het komt dat papieren vliegtuigje lift creëert, gewoonweg omdat er vele manieren zijn om het uit te leggen. Maar als je toch bezig bent met Kutta's condition zit je op de goede weg.
Een papieren vliegtuigje is als het zweeft horizontaal ten opzichte van de grond. De eenmalige voortstuwing (het gooien zelf) werkt horizontaal en de zwaartekracht trekt het vliegtuigje naar beneden en daardoor zou je wellicht kunnen stellen dat de luchtstroom onder een bepaalde hoek (de angle of attack) de vleugels van het vliegtuigje raakt.
Kutta-Joukowski en Bernoulli vindt je gecombineerd terug in het zogenaamde Magnus effect. Dit verschijnsel verklaart waarom bijvoorbeeld een tennisbal met backspin gelift wordt. Wat ik je kan aanraden is om de Engelse Wikipedia pagina over de liftkracht goed door te nemen. Daar staat een hoop duidelijk uitgelegd: https://en.wikipedia.org/wiki/Lift_(force).
Misschien dat dit ook nog van pas komt:
http://www.paperplane.org/Aerodynamics/paero.htm
http://www.av8n.com/how/htm/airfoils.htmlGrt. Wouter
