PWS: Vliegen op zonne-energie
-
Hallo,
Wij zouden graag naar de pws middag willen komen op 1 juni! Graag zouden we jullie vragen willen stellen over de werking van vliegtuigen en het hebben over de mogelijkheid van vliegtuigen op zonne-energie. We kwamen erachter dat er geen pws middag werd georganiseerd over energie opwekking en zonnecellen, maar we denken dat we erg kunnen profiteren van jullie kennis!
-
Hoi! @Sterk
Interessant onderwerp! Jullie zijn natuurlijk van harte welkom om op de pws middag te spuien over ideeen en vragen te stellen, maar misschien gaat het veel sneller als jullie je vragen hier op het forum stellen. Dan hebben andere leerlingen ook baat bij jullie vragen.
Groetjes,
Juul
-
Hier zijn onze vragen die we anders bij jullie in Delft hadden gesteld:
- Wat is het maximale gewicht van een vliegtuig om in de lucht te blijven? En hoe zit dat bij verschillende soorten vliegtuigen (propellervliegtuigen/passagiersvliegtuigen) Want bij een klein propellervliegtuigje kunnen max. 3 mensen mee en bij een groot passagiersvliegtuig wel 200.
-Hoeveel invloed heeft de vorm van het vliegtuig invloed op het brandstofverbruik (stroomlijning).
-Hoe werkt de energieomzetting bij een vliegtuig en hoeveel is er nodig om een vliegtuig te laten opstijgen en in de lucht. Hoe zit het met het rendement?
-Wat zouden de mogelijkheden kunnen zijn met zonne-energie bij vliegtuigen? Hoeveel vermogen moeten de zonnepanelen op een vliegtuig leveren om het te laten vliegen?
-Zonnecellen leveren minder energie dan bijvoorbeeld kerosine, maar hoeveel gaat dit ten koste van de bagage en het aantal personen dat mee kan? - Er is een vliegtuig op zonne-energie de wereld rondgevlogen (Solar-Impulse). Dit
was overigens maar met één persoon. Hoe zou je dit project kunnen verbeteren om meer mensen mee te nemen?
- Wat is het maximale gewicht van een vliegtuig om in de lucht te blijven? En hoe zit dat bij verschillende soorten vliegtuigen (propellervliegtuigen/passagiersvliegtuigen) Want bij een klein propellervliegtuigje kunnen max. 3 mensen mee en bij een groot passagiersvliegtuig wel 200.
-
Hoi Stephan, @Sterk
Laten we inderdaad eerst kijken hoe ver ik jullie via het forum op weg kan helpen. Mochten jullie er niet uitkomen kunnen we alsnog hier op de TU afspreken.Het maximale gewicht van een vliegtuig om "straight en level" in de lucht te blijven hangt af van de maximale lift die het vliegtuig kan produceren. Als de lift vector even groot en in tegengestelde richting is als de "gewicht vector" zal volgens de eerste wet van Newton het vliegtuig in de lucht blijven. Hieronder zie je een plaatje waar je de basis krachten op een vliegtuig ziet. De richting en de grootte van deze krachten kunnen tijdens de vlucht veranderen. bijvoorbeeld in een bocht of bij het gebruiken van je flaps.
Voor ieder vliegtuig dat je wil ontwerpen stel je eerst een plan van eisen op. Daarna probeer je voor zo min mogelijk kosten (tijdens montage maar vooral tijdens gebruik) dit te realiseren. Over het algemeen kun je zeggen dat je kosten afhangen van je gewicht. Je wil je vliegtuig in principe altijd zo licht mogelijk ontwerpen en tegelijkertijd aan alle eisen laten voldoen. Op basis hiervan kan het voordeliger zijn een klein propellertje op het vliegtuig te monteren in plaats van een jet.
De vorm van het vliegtuig heeft heel veel invloed op het brandstofverbruik. Een gestroomlijnder vliegtuig heeft minder last van weerstand waardoor er minder "thrust" nodig is.
Voor de energieomzetting zou je eens wat informatie over de de jetmotor of de propeller motor kunnen googelen. In beide gevallen wordt hitte omgezet in kinetische energie.
Vliegtuigen op zonne-energie bestaan inderdaad en de mogelijkheden zijn eindeloos. Het vermogen hangt opnieuw af van de eisen die je aan het vliegtuig stelt en je weerstand. Om vooruit te gaan moeten de zonnepanelen zoveel energie leveren dat je een kracht vooruit krijgt die groter is dan de weerstand. Hoeveel dit precies is en hoeveel minder je zou kunnen meenemen als je hetzelfde gewicht aan verbrandingsmotors en kerosine mee zou nemen weet ik niet. Aangezien het twee hele verschillende concepten waar ontzettend veel verschillen bij komen kijken kan je dit ook niet makkelijk met elkaar vergelijken. Als je je onderzoek duidelijk beperkt tot een aantal verschillen zou je dit wel kunnen uitrekenen en een indicatie kunnen geven.
Als je meer mensen mee wil nemen zal je vliegtuig zwaarder zijn. Dit betekent dat je ontwerp duurder wordt. Als je de kosten wil tegengaan zou je kunnen kijken naar materialen, constructie, efficiëntie van de panelen etc.
Ik hoop dat ik jullie hiermee op weg help!
Groetjes,
Juul
