Vorm vleugels van een vliegtuig
-
Ik heb een vraag met betrekking tot de vorm en dikte van de vleugels. Ik weet dat de vleugels dikker en breder zijn bij de romp en steeds smaller en dunner worden naar de uiteinde toe.
Ik dacht dat dit te maken had met de momentenwet, namelijk dat als ze even breed en dik zouden zijn aan de uiteindes dan zou door het gewicht de momenten groter zijn en breken de vleugels af.
De vleugels zijn natuurlijk lang dus dan is de arm erg groot en moet je dacht ik de kracht (zwaartekracht) kleiner maken zodat de momenten niet te groot worden.Dit schijnt deels te kloppen maar het schijnt ook zo te zijn dat de vleugels breed en dik zijn bij de romp om dat er al een grote moment op werkt en dat die opgevangen moet worden en dus moet de vleugel bij de romp steviger worden gemaakt en dat resulteert in de grotere omvang. Maar dat snap ik dus niet helemaal. Hoe kan de momentenkracht al groot zijn bij de vleugels aan de romp? Want er is toch geen grote arm, juist bij de uiteindus vanwege de lange arm zou ik een groot moment verwachten.
Ik dacht de vleugels zijn breed aan het begin omdat anders de momenten te groot zouden zijn aan de uiteindes om op te vangen aan de romp en begin van de vleugels dus dat het meer een anticipatie is op de momentenwet en niet een reactie want blijkbaar is die grote moment er al bij het begin van de vleugels en moet hij dus breder worden gemaakt en steviger omdat die moment al aanwezig is bij de romp.Kan iemand mij dit uitleggen? en hoe die moment dan ontstaat en welke richting en wat de kracht en arm zijn?
-
Beste Ace,
Je zit in de goede richting. De vleugels zijn dik en breed aan de 'root', omdat er inderdaad een groot moment aanwezig is. Dit moment wordt bij stilstand veroorzaakt door het gewicht. Echter is er een meer belangrijke kracht, die een veel groter moment veroorzaakt. Dit is de voornaamste reden voor het dik en breed zijn van de root. Probeer eens te bedenken welke krachten er nog meer op een vleugel werken, behalve de zwaartekracht. Waarom zitten die vleugels aan een vliegtuig?
Grt. Wouter
-
Hmm ik denk dat ik begrijp waar je heen wilt. Alleen waarom dan juist zo dik bij de 'root'?
Want het gewicht veroorzaakt toch juist bij het eind een groot moment vanwege de lange arm daardoor moet die dun zijn, dat verklaart niet echt waarom die bij de root zo dik moet zijn maar juist waarom die bij het eind juist niet dik mag zijn of zie ik het verkeerd?En hoe veroorzaakt die wrijving dan een moment? Bedoel je dan een soort van 'torque' die de vleugel in de z-richting wil omdraaien? En waarom is deze juist bij de root zo sterk dan? Ik had juist bij het eind van de vleugel verwacht want bij de romp is de luchtwrijving al deels opgevangen door de romp en neus van het vliegtuig en duwt die de lucht wat meer naar de uiteindes waardoor de lucht daar wordt gehinderd (en die lucht gaat toch naar de root van de vleugels?) terwijl bij de uiteindes de lucht nog niet vertraagd is (ik zie even de vliegtuig als stilstaand en de lucht als bewegend met snelheid van het vliegtuig).
Iedergeval bedankt voor je vorige antwoord dat heeft me wat op weg geholpen en aan het denken gezet.
-
Beste Ace,
Volgens mij heb je het principe van een moment niet helemaal goed begrepen. Een moment ontstaat rond een draaipunt. Het draaipunt zit aan het vaste eind (root) van de vleugel, niet aan het losse eind. Daarom is het moment rond de tip, het uiteinde, gelijk aan nul.
Het is niet de wrijving (drag force) waar ik op doelde. Het is de liftkracht. Dit is de allergrootste kracht die werkt op een vleugel. De liftkracht is verdeeld (distributed lift force) van tip naar root. Bij de tip wordt geen lift geïnduceerd, maar naar de root toe wordt deze kracht steeds groter. Zie de rechterhelft van het onderstaande vereenvoudigde plaatje.
Deze verdeelde liftkracht kun je integreren om uit te komen op één samengestelde vectorkracht. Het aangrijpingspunt van deze vectorkracht op de vleugel kan je bepalen door het zwaartepunt van de verdeelde liftkracht te berekenen. De vectorkracht gaat door het zwaartepunt heen en vanuit hier kan je de arm afleiden. En zo het moment rond het draaipunt (root) berekenen.
Is het nu wat duidelijker?
Grt. Wouter
-
Beste Ace,
Mooi dat je het nu snapt! De eerste alinea van je vorige bericht klopt niet helemaal (dat de root steviger moet zijn vanwege het zwaartepunt van de liftkracht distributie dat dichtbij ligt), maar daar kwam je geloof ik gaande je bericht zelf ook achter.
Mocht je nog vragen hebben, stel ze gerust hier. Geen enkele vraag is dom ;)
Grt. Wouter
-
Ahhhhh okey dankje. Ik begin denk ik nu het licht te zien haha ;p
Dus als ik het goed begrijp is door de vorm van een vleugel de lift kracht het grootst bij de root. Hierdoor is het zwaartepunt van deze kracht dichtbij de root en dus zal hij daar steviger moeten zijn.En inderdaad ik zat helemaal verkeerd het begrip moment te benaderen. Een moment grijpt natuurlijk rond een draaipunt. Dus ook het moment dat veroorzaakt wordt aan het eind van de vleugel zal zijn invloed uitoefenen op het draaipunt.
Ik zat blijkbaar met mijn gedachte voor te stellen dat de lift evenredig verdeeld was over lengte van de vleugel en als ik dan voor elke individuele liftkracht op de vleugel het moment zou moeten berekenen dat dan het moment aan het eind van de vleugel het grootst is (vanwege de lange arm/lengte tot fuselage) en dat bij de fuselage het moment zeer klein is omdat daar de afstand (arm) tot de fuselage (draaipunt) bijna 0 is. En dacht daardoor dat het moment bij de root helemaal niet groot is, maar die momenten oefenen natuurlijk allemaal hun invloed uit op dat draaipunt.We leren bij natuurkunde steeds het moment uit te rekenen bij bepaalde punten en leren dan niet dat dat dus betekent dat hij daar veroorzaakt wordt maar dat zijn invloed uitgeoefend wordt op het draaipunt. Ik zat dus steeds te denken dat het moment ook daadwerkelijk daar was en daar invloed uitoefende in plaats van bij het draaipunt.
Dus als ik het goed begrijp, om het moment van de liftkracht te berekenen zou je dus de verdeelde liftkracht moeten integreren en als je dan het zwaartepunt bepaald van deze samengestelde vectorkracht dan kan je deze samengestelde vectorkracht vermenigvuldigen met de afstand van fuselage tot zwaartepunt om het moment te krijgen. Alleen dit moment oefent zijn invloed natuurlijk uit op het draaipunt en moet daar dan verstevigd worden. En moet dus niet verstevigd worden rond het zwaartepunt van de samengestelde vectorkracht wat ik dus had voorgesteld met mijn oude denkwijze omdat ik dacht dat daar het moment dan ook rond om heen was.
Sorry voor de domme vragen. Maar wel iedergeval erg bedankt want ik heb nu wel het gevoel dat ik het begin te snappen.
