PWS aerodynamica vliegtuig vleugels
-
Beste Wouter,
Wij, Jens en Bas uit VWO 6, hebben ons PWS over de aerodynamica van vliegtuigvleugels en hebben wat vragen daarover. We willen graag meer weten over het veranderen van de vleugelvorm en het vleugelmateriaal en het effect daarvan op het brandstof verbruik. Ook zouden veel meer willen weten over coatingen op vleugels en het effect daarop.
Alvast bedankt!
Met vriendelijke groeten,
Jens en Bas. -
Ha jongens!
Sorry, late reactie. Maar jullie zijn hier aan het goede adres met jullie vragen. De vleugelvorm houdt direct verband met de hoeveelheid lift die je bij een bepaalde snelheid kan creëren. Hoe aerodynamischer de vleugelvorm, des te minder snel je hoeft te vliegen om een genoeg lift te creëren. Minder snel hoeven vliegen, levert een vermindering in het brandstofverbruik op.
De aerodynamische eigenschappen (o.a. vorm en ruwheid van oppervlak) van een vleugelprofiel zitten verpakt in de zogenaamde lift coëfficiënt. Hoe hoger deze lift coëfficiënt, hoe hoger de de liftkracht bij een bepaalde snelheid. De lift coëfficiënt varieert onder de invalshoek (de zogenaamde angle-of-attack) die je maakt ten opzichte van de luchtstroming. Onderstaande grafiek geeft dit goed weer.
Zoals in de grafiek te zien is creëert dit vleugelprofiel ook lift bij een invalshoek van 0 graden (correspondeert met een CL waarde van ongeveer 0.14). Dit heeft alles te maken met een gewelfde vleugelvorm.
Op het hoogste punt van de grafiek bereikt de vleugel de hoogste invalshoek waar het meeste lift geproduceerd wordt. Daarna is een scherpe daling te zien. Dit heeft te maken met het loslaten van de luchtstroom van de vleugel. Het vliegtuig overtrekt en dit brengt behalve een daling in de liftkracht ook een stijging in de weerstand met zich mee. Dit loslaten van lucht gebeurt niet ineens, maar gaat geleidelijk met het toenemen van de invalshoek. Dit heeft niet alleen te maken met de vleugelvorm maar ook met het oppervlak van de vleugel. Een ruw oppervlak kan er voor zorgen dat de luchtstroom eerder begint los te laten, waardoor er meer weerstand gecreëerd wordt. Daarmee wordt het brandstof verbruik ook hoger.
De meeste vleugels worden gemaakt van een aluminium legering. Dat is van zichzelf al glad. Hierover heen wordt een verfcoating gespoten, maar dat heeft vooral een beschermende werking. Hier vind je een artikel over het effect van de ruwheid op de lift coëfficiënt.
Hoop dat dit jullie een beetje op de goede weg helpt.
Grt. Wouter
-
Hallo mannen,
Zowel depron als balsahout zijn veelgebruikte materialen voor eigengemaakte vleugelprofielen. Maar mijn voorkeur gaat uit naar balsahout, aangezien materialen gemaakt van polystyreen makkelijker afbrokkelen (zeker in de luchtstroom van een windtunnel). Balsahout is makkelijk te bewerken met vijlen en schuurpapier (gebruik verschillende korrels) en hoef je niet per se op de TU te doen.
Een tip die ik jullie kan geven is om eerst met een decoupeer- of figuurzaag het 2D vleugelprofiel tweemaal uit MDF te zagen. Dit plak je aan weerszijden van het blok balsahout vast en dient als referentie voor het vormen van het materiaal.
LET OP: hou je bij het maken van je vleugelprofiel aan de voorwaarden gesteld in de bouwhandleiding. Hier te vinden. Lees verder ook even de inhoud van de workshop. Tevens vind je daar de procedure voor aanmelding.
Grt. Wouter
-
Beste Wouter,
We willen een vleugel voor jullie windtunnel workshop maken, en kunnen we het beste depron of balsahout gebruiken? en kunnen we op de TU daaraan kunnen werken? en zijn daar ook de middelen om zo'n vleugel te maken?
in ieder geval ook nog bedankt voor je reactie (en sorry voor mijn late reactie).
Alvast bedankt!
Met vriendelijke groeten,
Jens en Bas.
