Aerodynamica voor modelvliegtuigen

Wat is aerodynmica?

Het verlangen om te vliegen is al zo oud als de mens zelf. Volgens de Griekse mythologie probeerde Ikarus al om naar de zon op te stijgen. Zijn poging om dit te realiseren viel letterlijk in duigen. Het ontbrak hem aan de echte kennis om te kunnen vliegen en het heeft heel lang geduurd voordat de mens door kreeg wat de kunst was om te kunnen vliegen.

Vogels hebben aanvankelijk en steeds weer als voorbeelden gediend voor het ontwerpen van vliegtuigen. De Amerikaanse Zeearend is een prachtig voorbeeld van een vleugel met alle karakteristieken die de huidige vleugels nog steeds kenmerken.
(Foto gemaakt in Hoenderdael door Albert Bergman)

Aan het einde van de negentiende eeuw waren velen bezig om mandragende vliegtuigen te bouwen en daardoor ontwikkelde zich geleidelijk ook de kennis en ervaring. Na vele observaties van vogels en uitgebreid onderzoek ontdekte Otto Lilienthal, bijgenaamd "de Vogelman", in 1886 dat een licht gebogen vleugel die in de richting van de luchtstroom schuin omhoog loopt een veel grotere lift oplevert dan een platte vleugel. Hoewel de vleugels van vogels hierop al wezen kon nog niet direct een goede verklaring worden gegeven hoe dit aerodynamisch verklaard moest worden. Het ontwerp van een vleugelprofiel was hiermee echter geboren. Daarna volgde een lange reeks van experimenten om voor de verschillende profielvormen waarden vast te stellen waarmee berekeningen van lift en weerstand voor een vleugel konden worden uitgevoerd.

Op 14 december 1903 gelukte het Wilbur en Orville Wright, die uitgebreide kennis hadden genomen van de ervaringen van Lilienthal, om de eerste gemotoriseerde vlucht te maken met de Wright Flyer 1, een vliegtuig dat bovendien bestuurbaar was. Dit vormde de start voor de bemande luchtvaard, die in de twintigste eeuw tot volledige ontwikkeling kwam.

De theoretische kennis van de aerodynamica nam enorm toe en met de huidige (super)computers zijn ontwerpers in staat on de eigenschappen van vliegtuigen vanaf de tekenplank, sorry vanuit het CAD-CAM-systeem, nauwkeurig te voorspellen of voor een bepaald doel passende ontwerpen te maken. Het berekenen van de draagkracht en weerstand is momenteel ook zeer goed mogelijk met de huis-tuin-en keuken computers. Hiervoor zijn diverse programma's op internet beschikbaar.
In het nog te publiceren vervolg op deze inleiding zal uitgebreid worden ingegaan op het ontstaan van de draagkracht van een vleugel.

In de loop der tijd zijn er bibliotheken vol geschreven over theorie en onderzoek op het vlak van de aerodynamica. Deze kennis is ook niet aan de modelvliegsport voorbij gegaan en soms liep dit nog voorop op de "'grote luchtvaart".

Op een vleugel werken vele krachten die ontstaan door veranderingen in de luchtstroming om het vleugelprofiel. De som van al deze krachten levert de draagkracht op die een vliegtuig in de lucht kan tillen. Daarbij leveren deze krachten ook weerstand (de zogenaamde geïnduceerde weerstand) op. (Bron KHBO aerespace@ce)

Ze zoemen, ze fladderen of vliegen in huis of in de tuin: de insecten! Met onze huidige kennis van de aerodynamica is niet te verklaren dat een hommel of een wesp zich met die snel bewegende vleugeltjes in de lucht kan houden en dat met een vermogen waarbij je de luttele Watt'jes met eerst veel nullen achter de komma noteert. Ze hebben helemaal geen profiel zoals we dat bij onze modelvliegtuigen hebben en daarbij zijn ze ook nog vele malen wendbaarder. Een kolibrie kan zelfs achteruit vliegen. Hoe ze dat doen?
De laatste jaren is hieraan veel onderzoek gedaan met o.a. snelle fotografie en laser technieken en is aan het licht gekomen dat de vleugelbeweging zodanig is dat ze, ook als ze stilhangen, zelf een luchtstroming om de vleugel opwekken die lift genereert. Op deze wijze beschouwd mogen we stellen dat de helirotor dit principe het dichtst benaderd. Mogelijk weten de beestjes dat zelf niet eens, hoeven het ook nooit uit te leggen. Wij mensen willen dat wel en daar hebben mensen van Icarus tot NACA (later NASA) eeuwen over nagedacht en onderzoek verricht met als resultaat een sterk vereenvoudigde, maar efficiënte, constructie van een vleugel. Daar moeten wij het dan maar mee doen als eenvoudige mensen.

Een insect in de vlucht. Het hoe en waarom een insect kan vliegen is vele jaren een raadsel geweesr. Inmiddels is met snelle film en foto technieken veel ontrafeld. (Bron :Wikipedia)

Met de traditionele Bernoulli verklaring laat dit echter toch de nodige vraagtekens oprijzen.
In een binnenkort op te nemen reeks artikelen hopen we hierop antwoord te kunnen geven.
Het eerste hoofdstuk "De vleugel" geeft op basis van oude theorieën een verklaring over het ontstaan van lift. In nog volgende hoofdstukken zal dieper worden ingegaan op het ontstaan van draagkracht (lift) en weerstand (drag).

Enige theoretische kennis is onontbeerlijk om een modelvliegtuig goed te kunnen laten vliegen. In deze site wordt op de voor de modelvliegsport belangrijkste aspecten ingegaan. Het is echter te pretentieus om hierin diepgaande verhandelingen op te nemen. De vele deskundigen hebben hun kennis aan het papier toevertrouwd en stellen ons via het oude vertrouwde boek in staat om hiervan kennis te nemen. In deze site verwijzen we dan ook graag naar enkele de ingangen om hierover informatie te verkrijgen.
In de literatur lijst vindt u al een aantal verwijzingen en verder kunt u via onderstaande links gericht naar verdere informatie zoeken. Veel succes!

De vleugel .....

Home .....



contact | © 2016