Profielwerkstuk Natuurkunde "Krachten op een vliegtuig"
-
Ik en een vriend beginnen in september ons profielwerkstuk over "Krachten op een vliegtuig". Wij hebben al een werkplan gemaakt (tussen ---- en ---- staat het werkplan):
Onderwerp: Krachten op een vliegtuig
Hoofdvraag: Hoe kan een vliegtuig vliegen?
Deelvragen:-
Wat is zwaartekracht en wat voor een effect heeft het op een vliegtuig?
Uitwerking:- Uitleggen wat het betekent en wat voor een effect het heeft.
- Uitleggen wat de eerste wet van Newton ermee te maken heeft.
- Een paar lichtgewicht materialen noemen.
-
Wat is lift en wat voor een effect heeft het op een vliegtuig?
Uitwerking:- Uitleggen wat het betekent en wat voor een effect het heeft.
- Wat de derde wet van Newton, het Coandă-effect en de wet van Bernoulli ermee te maken heeft.
- Uitleggen wat statische- en dynamische druk is.
- Onderzoek doen naar een optimale vleugel (Zie Werkplan/Uitvoering).
(- Uitleggen hoe vleugels vastzitten aan een vliegtuig).
-
Wat is weerstand en wat voor een effect heeft het op een vliegtuig?
Uitwerking:- Uitleggen wat het betekent en wat voor een effect het heeft.
- Uitleggen hoe de moleculen lucht tegen het vliegtuig aanbotsen en zo voor weerstand zorgen.
- Uitleggen hoe je weerstand kan tegengaan of juist kunt veroorzaken.
- Uitleggen wat parasitaire-, geïnduceerde- en profielweerstand is.
- Uitleggen wat laminaire- en turbulente stroming is.
-
Wat is voortstuwing en wat voor effect heeft het op een vliegtuig?
Uitwerking:- Uitleggen wat het betekent en wat voor een effect het heeft.
- Algemene motoren uitleggen en laten zien.
- Verschillende motoropties noemen voor de Boeing 777X.
(- Uitleggen hoe de motoren aan een vliegtuig gemonteerd worden).
-Werkplan/Uitvoering
Wij hadden gevonden dat je op de Tu delft eigengemaakte vliegtuigprofielen kan testen. Dit willen wij graag doen. De onderzoeksvraag bij elk profiel is dan:- Bij welke ‘angle of attack’ is de lift het grootst?
We willen daarna een vliegtuig afschietbasis maken. Om zo te bewijzen dat het vleugelprofiel ook de meeste lift veroorzaakt.
Misschien maken we ook een windtunnel om te laten zien wanneer en turbulente stroming is enz.
Als er een windtunnel is met een rookinstallatie maken we de windtunnel niet zelf.We hadden als uitgangspunt de Boeing 777-X als voorbeeld genomen. Hier vertellen we nog wat van zoals: de historie, de specificaties en nog wat meer. Misschien gaan we nog een gesprek aan met de technische dienst van de KLM over de Boeing 777-X.
Bij ons op school moet het profielwerkstuk een verdiepende laag hebben. Dus eigenlijk verder uitdiepen dan de standaard informatie. Heeft u misschien nog op- en/of aanmerkingen gezien ons werkplan wat we nog (meer) kunnen uitdiepen?
Nog een paar vraagjes over de hoofd- en deelvragen: Zijn deze goed geformuleerd? Niet te lang of te kort? Niet te algemeen of te specifiek? Zijn het er niet te weinig of te veel?
We willen ook graag weten welke onderzoeksvragen we kunnen opstellen voor het onderzoek op de TUDelft in oktober.
We zagen dat er een workshop gepland staat in oktober. Wanneer wordt de datum bekend? Is het ook mogelijk om ongeveer 6 profielen te testen?
We horen spoedig wat van u te horen.
Met vriendelijke groeten,
Maarten Groenendijk
-
-
Beste Maarten,
Excuses voor de late reactie. Ik was op vakantie! Leuk dat jullie een profielwerkstuk willen maken over de krachten op een vliegtuig. Ik denk dat jullie opzet er goed uitziet. Wat betreft de verdiepende laag: het hoofdstuk dat jullie gaan schrijven over lift kracht (wet van Bernoulli, continuïteitsvergelijking, Coanda) gaat in principe al verder dan wat je op de middelbare school leert.
Ik geef in oktober inderdaad een workshop. Een datum zal ik waarschijnlijk volgende week bekend maken. Je kunt al wel vast het interesseformulier invullen op de website. Dan krijgen jullie automatisch bericht wanneer er een datum geprikt is. Kijk even op deze pagina.
Verder is het vanwege de drukte niet mogelijk om 6 profielen te testen. Dat is ook niet nodig om je deelvraag te beantwoorden. Ik zou er maximaal 3 doen, maar daar hebben we het later nog wel over.
Wat is jullie deadline?
Grt. Wouter
-
Hoi Maarten,
Er zijn na oktober waarschijnlijk nog 2 workshops: eentje in nov/dec en eentje in jan/feb. Bij deze workshops zullen nieuwe aanmeldingen met voorrang behandeld worden. Dus als je al geweest bent, kun je alleen komen als er plaats over is. Vooralsnog denk ik dat het voldoende is om een maximum van 3 vleugelprofielen te testen en tot een goede conclusie te komen. Lees je trouwens even in over een vleugelprofiel, want dat is wat anders dan een complete vleugel!
Check trouwens ook de bouwhandleiding voor het vleugelprofiel. Jullie eigen gemaakte profielen moet aan bepaalde afmetingen voldoen als jullie straks gaan bouwen.
Wat bedoel je precies met "afschieten op een testvliegtuig"?
Met de deadline bedoel ik inderdaad de datum dat het PWS af moet zijn!
Grt. Wouter
-
Beste Wouter,
Bedankt voor je reactie. Ik had het ook niet gelijk verwacht vanwege de vakantie. Het is mooi om te horen dat het er al goed uitziet.
Even over de workshops: Zijn er nog meer workshops na die van oktober? Misschien kunnen we dan als nog de andere profielen testen, want we willen na dat we de vliegtuigprofielen hebben getest, ze afschieten op een testvliegtuig en dan zo laten zien dat er een meer liftgevende en een minder liftgevende vleugel is.
Dit moeten we nog verder uitwerken, want we hebben al wat geprobeerd. Tot nu toe is er nog niets uitgekomen wat we goed kunnen gebruiken. Misschien heeft u nog wat ideeën?
Bedoelt u met de deadline?
Is dat de datum wanneer we het profielwerkstuk af moeten hebben?Met vriendelijke groeten,
Maarten Groenendijk
-
Beste Wouter,
Ik snap dat andere mensen met voorrang worden behandeld. Morgen is de kick-off van de profielwerkstukken, dus dan hoor ik wanneer het af moet zijn. We moeten uiteraard alles laten goed keuren en of de docenten op school het ook nodig vinden om maximaal 3 profielen te testen.
De bouwhandleiding heb ik al door genomen, omdat we al foam hebben gekocht voor de vleugelprofielen, maar alsnog bedankt.
Ik bedoelde met het afschieten, dat we een testvliegtuigje maken (daar zou je dan verschillende vleugelprofielen op kunnen vastmaken) om zo te bewijzen dat het meeste liftgevende profiel ook in de praktijk het meeste lift geeft.
Met vriendelijke groeten,
Maarten Groenendijk
-
Beste Maarten,
Met de windtunnel kunnen we al aantonen dat het ene vleugelprofiel beter is dat de ander. Echte vleugels bestaan uit meerdere vleugelprofielen die ook nog gevormd zijn naar de romp. Als het puur om je onderzoek gaat is het niet per se nodig om de vleugelprofielen ook nog op een vliegtuigje te testen. Als je het wel wilt doen, moet je zorgen dat de vleugelprofielen op het vliegtuigje precies hetzelfde van vorm zijn als degene getest in de windtunnel. Anders kun je niet eerlijk vergelijken.
Grt. Wouter
-
Beste Maarten,
De vleugelprofielen die je gaat testen in de windtunnel zijn 60 cm lang en minstens 20 cm breed. Dit betekent dat je "vliegtuigje" minstens 120 cm aan spanwijdte heeft. Houd je daar wel rekening mee?
Grt. Wouter
-
Beste Wouter,
We wilden eigenlijk dezelfde vleugelprofielen gebruiken die we gaan testen in de windtunnel.
We moeten ook nog even kijken of het afschieten haalbaar is, want we zaten aan een afschiet systeem te denken op luchtdruk net zoals op een aircraft carrier.
Misschien heeft u nog beter ideeën?
Met vriendelijke groeten,
Maarten Groenendijk
-
Beste Wouter,
Waarom heeft het vliegtuigje dan een spanwijdte van 120 cm?
Groeten,
Maarten Groenendijk
-
Beste Wouter,
Zo ziet het programma van de inleverdatums eruit.
3 en 4 september
Kick-off• Duo's maken
• Onderwerp bepalen
• Koppeling aan docent
• Vakspecifieke informatie en beoordelingscriteria
• Hoofd- en deelvragen formuleren
15 september Je levert je planning in bij de docent.
September - december Uitvoeringsfase waarbij er tenminste één gesprek is met de docent en een aantal ingeplande werkmomenten tijdens de excursieweek.
8 december Eerste versie eindverslag wordt ingeleverd, schriftelijk en via Magister. Gesprek met de docent.
15 december Titel + korte beschrijving (1/4 A4) van het profielwerkstuk + namen begeleidende docent en leerlingen wordt via de ELO (Magister) ingeleverd, Deze tekst komt in het profielwerkstukboek havo 5/atheneum 6.
De docent geeft zijn goedkeuring aan het ingeleverde stuk.
30 januari Tweede versie eindverslag wordt ingeleverd, schriftelijk en via Magister. Gesprek met de docent.
6 maart Definitieve versie eindverslag wordt ingeleverd, schriftelijk en via Magister
Gesprek met de docent (ook over de presentatie).
Maart ’s Avonds openbare presentaties van ongeveer 15 minuten, bestemd voor ouders en medeleerlingen. (Deze presentaties maken onderdeel uit van de beoordeling.)
Eind maart Beoordeling + cijfer.We hebben donderdag 27 augustus een gesprek gehad met een meneer van Fokker. We hebben goede gesprekken gehad.
Ook hebben wij overleg gehad met onze docent Natuurkunde.
Ons onderwerp is veranderd naar Krachten en momenten op een vliegtuig.
Daarom hebben de volgende vraag: Weet u nog een practicum om momenten op een vliegtuig zichtbaar te maken?
M.V.G.
Maarten Groenendijk
-
Beste Wouter,
Is in de windtunnel ook de druk op de vleugelprofielen en de weerstand van de vleugelprofielen te meten?
M.V.G.
Maarten Groenendijk
-
Beste Wouter,
Wij moeten a.s. donderdag onze planning van ons PWS inleveren. Weet u toevallig al op welke datum de workshop gegeven wordt? Dit willen wij graag opnemen in onze planning.
M.V.G.
Maarten Groenendijk
-
Beste Wouter,
Ik snap het zeker wel van die vleugelprofielen, maar we gebruiken als vleugels de vleugelprofielen. Wij gebruiken maar een vleugelprofiel als vleugel voor ons testvliegtuig, dus we hebben een spanwijdte van 60 cm.
Het is mooi om te weten dat we ook de weerstand kunnen meten in de windtunnel.
Bedankt voor de informatie.
M.V.G.
Maarten Groenendijk
-
Hoi Maarten,
Over de spanwijdte van 120 cm: ik neem aan dat je aan beide kanten van de romp een vleugel(profiel) wilt hebben en één vleugelprofiel heeft al een breedte van 60 cm. Volgens mij is het duidelijk maar ik zeg het nog een keer: we testen vleugelprofielen, geen vleugels! Dus maak geen vleugelvorm! Dat is namelijk al eens voorgekomen en dan kun je niet testen. Houd je strikt aan de bouwhandleiding en als je vragen hebt schroom niet om ze te stellen!
Tijdens de workshop kunnen we behalve liftkracht ook weerstand meten. Een drukprofiel maken we niet, want dat is helaas niet mogelijk.
Ik zou niet zo snel iets kunnen bedenken met het zichtbaar maken van momenten. Ik denk ook niet dat je daar een hele zinnige proef bij kunt doen. Wat je wel zo kunnen doen is onderzoeken waar de "center of pressure" van het vleugelprofiel ligt. In dit punt grijpt de liftkracht aan. En zo kun je de "arm" van het moment achterhalen. Kijk hier voor meer informatie.
Grt. Wouter
-
Hoi Maarten,
De workshop zal plaatsvinden op maandag 19 oktober! Binnenkort krijgen jullie een mail met het aanmeldformulier.
Houd me op de hoogte hoe het gaat met de bouw van jullie vleugelprofielen!
Grt. Wouter
-
Hoi Maarten,
Dat klinkt goed! Heb je foto's die je kunt posten? Ik denk dat ik eind van deze week een aanmeldformulier aanmaak. Daar krijg je automatisch bericht van als je het interesse formulier hebt ingevuld.
Grt. Wouter
-
Beste Wouter,
Het gaat zeer goed met het bouwen van de vleugelprofielen. Wij hebben er al bij 2 van de 3 af.
Weet u toevallig wanneer de inschrijving opengaat?
Met vriendelijke groeten,
Maarten Groenendijk
-
Beste Wouter,
Ik wil graag foto's uploaden, maar hoe kan ik dit doen?
In het introductiefilmpje van de windtunnel, was er ook een aluminium vleugelprofiel. Is deze van de TU-Delft?
Zo, ja kunnen wij op deze ook metingen uitvoeren. (Welk profiel zit er in?)
M.V.G.
Maarten Groenendijk
-
Hoi Maarten,
Ja, je staat in het systeem!
Grt. Wouter
-
Beste Wouter,
Ik zal van het weekend wat foto's posten. Ik weet niet meer zeker of ik hem heb ingevuld. Kunt u dit misschien nakijken? Zo nee, dan vul ik hem nog wel een keer in.
Met vriendelijke groeten,
Maarten Groenendijk
