De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

THEORIE VAN HET VLIEGEN En, denk je dat dit zal vliegen? Natuurlijk, ik heb toch de cursus aerodynamica gevolgd! L=Cl½  V²S.

Verwante presentaties


Presentatie over: "THEORIE VAN HET VLIEGEN En, denk je dat dit zal vliegen? Natuurlijk, ik heb toch de cursus aerodynamica gevolgd! L=Cl½  V²S."— Transcript van de presentatie:

1

2 THEORIE VAN HET VLIEGEN En, denk je dat dit zal vliegen? Natuurlijk, ik heb toch de cursus aerodynamica gevolgd! L=Cl½  V²S

3 THEORIE VAN HET VLIEGEN 1. Aerodynamica (stromingsleer) Krachten en momenten t.g.v. omstromende lucht 2. Vliegmechanica Beweging van het vliegtuig o.i.v. bovengenoemde krachten 2a. Prestatieleer Beweging van het vliegtuigzwaartepunt 2b. Vliegeigenschappen Beweging om het vliegtuigzwaartepunt

4 THEORIE VAN HET VLIEGEN KRACHTEN OP HET VLIEGTUIG 1. Luchtkrachten 2. Zwaartekracht 3. Voortstuwingskrachten 4. Traagheidskrachten Bewegingswetten van Newton 1 e wet: traagheidswet 2 e wet: Kracht = massa x versnelling 3 e wet: actie = - reactie

5 THEORIE VAN HET VLIEGEN Toelichting op de tweede wet van Newton : F = m x a m: Eenheid van massa is de kilogram (kg) F: Eenheid van kracht is de Newton (N) a: Versnelling in m/sec² Een kracht van 1N geeft aan een massa van 1 kg een versnelling van 1 m/sec² Het gewicht G van een voorwerp is de kracht waarmee het wordt aangetrokken door de aarde Het gewicht wordt veelal uitgedrukt in kgf 1kgf ~ 10N = 1 daN

6 THEORIE VAN HET VLIEGEN DRUK OF SPANNING Druk is kracht per oppervlakte-eenheid 1 Pascal = 1 Newton / 1 m² Eenheid van druk is de Pascal

7 THEORIE VAN HET VLIEGEN EIGENSCHAPPEN VAN LUCHT IN RUST 1. Luchtdruk botsing van luchtdeeltjes tegen oppervlak Luchtdruk op zeeniveau ~ 1 Bar = N/m² = 1000 Hecto Pascal 2. Luchtdichtheid = massa per volume eenheid kg/m³ = soortelijke massa wordt uitgedrukt in ρ (rho). Op zeeniveau ρ = 1.25 kg/m³

8 THEORIE VAN HET VLIEGEN EIGENSCHAPPEN VAN EEN LUCHTSTROMING Veronderstellingen: 1. Wrijving tussen luchtdeeltjes onderling is verwaarloosbaar 2. Lucht is onsamendrukbaar Geldt niet voor de grenslaag! Dit is juist voor snelheden < 400 km/u

9 THEORIE VAN HET VLIEGEN DEFINITIES Een stroomlijn is een baan van een luchtdeeltje in een stroming die niet in tijd veranderd (stationaire stroming) Een stroombuis is een pijp waarvan de wand bestaat uit stroomlijnen

10 THEORIE VAN HET VLIEGEN TWEE BELANGRIJKE WETTEN 1. Continuïteitswet (Wet van behoud van volume) Volume dat per tijdseenheid door een doorsnede stroomt blijft constant A1 x V1 = A2 x V2

11 THEORIE VAN HET VLIEGEN TWEE BELANGRIJKE WETTEN (vervolg) 2. Wet van Bernoulli Gebaseerd op de wet van behoud van arbeidsvermogen Geeft het verband tussen snelheid en druk p1 + ½ ρ v1² = p2 + ½ ρ v2² = constant = totale- of energiedruk P1 = arbeidsvermogen van plaats = statische druk ½ ρ v1² = arbeidsvermogen van beweging = stuwdruk

12 THEORIE VAN HET VLIEGEN Wet van Bernoulli (vervolg) p1 + ½ ρ v1² = p2 + ½ ρ v2² = constant = totale- of energiedruk De term ½ ρ v² wordt vaak afgekort tot q

13 THEORIE VAN HET VLIEGEN STROOMLIJNEN BIJ WRIJVINGSLOZE BOL De totale druk op de cylinder = 0 (hydrodynamische paradox) v1=0 p1=p+q v2=v p2=p v3=2v p3=p-3q Punt 1 Punt 2 Punt 3

14 THEORIE VAN HET VLIEGEN MAAR NU MET WRIJVING

15 THEORIE VAN HET VLIEGEN DIT LEIDT TOT EEN « GRENSLAAG » In de grenslaag neemt de snelheid van de luchtdeeltjes door afremming af

16 THEORIE VAN HET VLIEGEN DRUKWEERSTAND EN WRIJVINGSWEERSTAND DRUKWEERSTAND Ddruk = Cdvorm ½ ρ V² S Cdvorm is afhankelijk van de lichaamsvorm WRIJVINGSWEERSTAND Dwrijving = Cdwrijving ½ ρ V² S Cdwrijving is afhankelijk van: de stromingsvorm in de grenslaag de oppervlakteruwheid

17 THEORIE VAN HET VLIEGEN STROMINGSVORMEN 1. Laminaire stromingen Luchtdeeltjes bewegen naast elkaar, langs stroomlijnen 2. Turbulente stromingen Uitwisseling van luchtdeeltjes tussen stroomlijnen Gevolgen van omslag naar turbulente grenslaag: Grenslaag wordt dikker Weerstand neemt aanmerkelijk toe

18 THEORIE VAN HET VLIEGEN STROMINGSVORMEN: Het loslaten van de grenslaag

19 THEORIE VAN HET VLIEGEN STROMING ROND EEN PROFIEL Raaklijnkoorde

20 THEORIE VAN HET VLIEGEN STROMING ROND EEN PROFIEL (vervolg)

21 THEORIE VAN HET VLIEGEN STROMING ROND EEN PROFIEL (vervolg)

22 THEORIE VAN HET VLIEGEN DRAAIENDE CYLINDER (met weerstand) Wat gebeurt er als de cylinder rechtsom gaat draaien? Wat is het gevolg van deze actie? Magnus effect

23 THEORIE VAN HET VLIEGEN DRUKMETING

24 THEORIE VAN HET VLIEGEN STROMING ROND EEN PROFIEL (vervolg)

25 THEORIE VAN HET VLIEGEN DRAAGKRACHT Afhankelijk van vijf factoren: 1. Luchtsnelheid V 2. Vleugeloppervlak S 3. Profieleigenschappen 4. Invalshoek α 5. Luchtdichtheid ρ Cl De liftformule L = Cl x ½ ρV² x S

26 THEORIE VAN HET VLIEGEN PROFIELWEERSTAND Drukweerstand Wrijvingweerstand Profielweerstand D= Cd x ½ ρV² x S

27 THEORIE VAN HET VLIEGEN LAMINAIR PROFIEL Gewoon profiel Laminair profiel Grootste dikte verder naar achteren Bollere onderzijde Omslagpunt verchuift naar achteren

28 THEORIE VAN HET VLIEGEN LAMINAIR PROFIEL 2

29 THEORIE VAN HET VLIEGEN AERODYNAMICA 3D Definities en begrippen

30 THEORIE VAN HET VLIEGEN AERODYNAMICA 3D Definities en begrippen (vervolg)

31 THEORIE VAN HET VLIEGEN DE VLEUGEL IN EEN LUCHTSTROMING

32 THEORIE VAN HET VLIEGEN DE VLEUGEL IN EEN LUCHTSTROMING: Tipwervels

33 THEORIE VAN HET VLIEGEN DE VLEUGEL IN EEN LUCHTSTROMING: Tipwervels (2)

34 THEORIE VAN HET VLIEGEN GEINDUCEERDE WEERSTAND = de tol die we moeten betalen voor het produceren van lift Ontstaat door tip omstroming Winglets kunnen dit « lek » verminderen Geïnduceerde weerstand is minimaal als: 1. De draagkracht verdeling ellipsvormig is 2. De vleugelslankheid groot is 3. De invalshoek klein, dus als snelheid groot is (lift induced drag)

35 THEORIE VAN HET VLIEGEN WINGLETS ASW 28

36 THEORIE VAN HET VLIEGEN WINGLETS (2)

37 THEORIE VAN HET VLIEGEN WEERSTANDSVORMEN Totale weerstand Vleugelweerstand Geïnduceerde weerstand Profiel weerstand Interferentie weerstand Rest weerstand Schadelijke weerstand Druk weerstand Wrijving weerstand Wrijving weerstand Druk weerstand Di=Cdi ½ ρ V² SDprofiel=Cdprof ½ ρ V² S Weerstand van alle delen v.h.vliegtuig behalve vleugel

38 THEORIE VAN HET VLIEGEN WEERSTANDSVORMEN (vervolg) vliegsnelheid weerstand Geïnduceerde weerstand Profiel weerstand Schadelijke weerstand snelheidspolaire daal snelheid

39 THEORIE VAN HET VLIEGEN INTERFERENTIE WEERSTAND Extra weerstand als gevolg van onderlinge beïnvloeding van de luchtstromingen over de diverse onderdelen

40 THEORIE VAN HET VLIEGEN TOTALE WEERSTAND Minimum dalen bij minimale totale weerstand, dus als: Geïnduceerde weerstand gelijk is aan schadelijke weerstand

41 THEORIE VAN HET VLIEGEN GEVOLGEN VAN OVERTREK 1. Afname van de draagkracht 2. Sterke toename van de weerstand 3. Verandering van de « aerodynamische momenten » 4. Schudden van het vliegtuig en/of stabilo

42 THEORIE VAN HET VLIEGEN INVLOED VAN DE VLEUGELVORM OP DE PLAATS VAN OVERTREK Wrong of tipverdraaiing

43 THEORIE VAN HET VLIEGEN BEINVLOEDING VAN DRAAGKRACHT EN WEERSTAND Prestatiezweefvliegtuigen hebben welvingskleppen (flaps)

44 THEORIE VAN HET VLIEGEN INVALSHOEKVERANDERING BIJ KLEPUITSLAG α1α1 α2α2 Koorde Luchtstroming Welvingskleppen veranderen het profiel (de welving) en daarmee de instelhoek

45 THEORIE VAN HET VLIEGEN BEINVLOEDING VAN DRAAGKRACHT EN WEERSTAND (vervolg) 1. Duikremkleppen 2. Spoilers

46 THEORIE VAN HET VLIEGEN Einde eerste deel.

47 THEORIE VAN HET VLIEGEN

48 1. Aerodynamica (stromingsleer) Krachten en momenten t.g.v. omstromende lucht 2. Vliegmechanica Beweging van het vliegtuig o.i.v. bovengenoemde krachten 2a. Prestatieleer Beweging van het vliegtuigzwaartepunt 2b. Vliegeigenschappen Beweging om het vliegtuigzwaartepunt

49 THEORIE VAN HET VLIEGEN VLIEGMECHANICA Studie van de beweging van het zwaartepunt, o.i.v. zwaartekracht en aerodynamische krachten Prestatieleer Prestatieleer Resultaat: prestaties in stationaire rechtlijnige vlucht en bochten Studie van vliegtoestanden in Stationaire vlucht Rechtlijnige vlucht Symmetrische vlucht Slippende vlucht Resultaat: Krachten- en momenten evenwicht Stabiele evenwichtstoestand Gemakkelijk gewenste beweging instellen en handhaven Vliegeigenschappen Vliegeigenschappen

50 THEORIE VAN HET VLIEGEN G G1 G2 KRACHTEN EVENWICHT

51 THEORIE VAN HET VLIEGEN HOEKEN

52 THEORIE VAN HET VLIEGEN WEERSTANDSVORMEN (vervolg) vliegsnelheid weerstand Geïnduceerde weerstand Profiel weerstand Schadelijke weerstand snelheidspolaire daal snelheid

53 THEORIE VAN HET VLIEGEN SNELHEIDSPOLAIRE

54 THEORIE VAN HET VLIEGEN INVLOED VAN HET GEWICHT

55 THEORIE VAN HET VLIEGEN INVLOED VAN HET GEWICHT (vervolg) V(nieuw) voor beste glijhoek = V(oud) x √G(nieuw) / √G(oud) Minimale glijhoek blijft hetzelfde ! Minimale daalsnelheid neemt toe bij > G/S Vleugelbelasting = Gewicht / Vleugeloppervlak Variatie door:waterballast Oppervlak vergrotende kleppen Losse opzetstukken Uitschuifbare vleugeltippen

56 THEORIE VAN HET VLIEGEN KRACHTEN IN DE BOCHT

57 THEORIE VAN HET VLIEGEN MINIMUM SNELHEID IN DE BOCHT In de bocht neemt de overtreksnelheid toe met een factor 1/  cos 

58 THEORIE VAN HET VLIEGEN BOCHTSTRAAL V² g x tgφ R = Wat valt hieraan op? Bochtstraal is onafhankelijk van de massa

59 THEORIE VAN HET VLIEGEN ONZUIVERE BOCHTEN

60 Belastingsfactor n Vliegsnelheid V Stap 1: n=(V/Vs1)² Vs1 Stap 2: n max=5.3 (OSTIV) Va Stap 3: Vd Vd Stap 4: Vne=0.85xVd VneVa Niet mogelijk Niet mogelijk Schade Breuk Breuk (Flutter) Vs1 = Overtreksnelheid (Stall) bij G=1 Va = Manoeuvreersnelheid Vd = Design dive speed Vne = Max. snelheid (Never exceed) 0

61 AANVLIEGEN VAN EEN THERMIEKBEL 1. Invalshoek wordt groter 2. L neemt toe en gaat iets voorover hellen, waardoor ontbondene in voorwaartse richting ontstaat 3.Vliegtuig versnelt Gevaar: kan overtrekken door plotselinge α vergroting THEORIE VAN HET VLIEGEN

62 TOLVLUCHT EN SPIRAALDUIK Tolvlucht (vrille, spin) Overtrokken vliegtoestand lage belastingen (lage snelheid) Optrekken uit duik kan hoge belastingen veroorzaken Spiraalduik Bocht met zo’n grote helling en snelheid dat trekken leidt tot kleinere cirkel-straal en daardoor weer hogere snelheid Niet overtrokken hoge belastingen (hoge snelheid)

63 THEORIE VAN HET VLIEGEN TOLVLUCHT (vervolg) Overtrokken vliegtoestand, met draaing om topas en langsas (autorotatie)

64 THEORIE VAN HET VLIEGEN VLAKTREKKEND MOMENT IN TOLVLUCHT

65 THEORIE VAN HET VLIEGEN DALENDE BOCHT Welke vleugel overtrekt het eerst?

66 THEORIE VAN HET VLIEGEN STIJGENDE BOCHT Welke vleugel overtrekt het eerst?

67 THEORIE VAN HET VLIEGEN VLIEGEIGENSCHAPPEN

68 THEORIE VAN HET VLIEGEN STUURKRACHTEN Hoe kunnen we stuurkrachten voldoende klein houden? Aerodynamisch balanceren: 1. Gunstige keuze van de draaias 2. Hoornbalansvlak 3. Hulproertje = trimvlak

69 THEORIE VAN HET VLIEGEN TRIMWERKING

70 THEORIE VAN HET VLIEGEN STATISCHE EN DYNAMISCHE STABILITEIT Stabiliteit van toestand Na verstoring ontstaat kracht die oorspronkelijke evenwichtstoestand hersteld Stabiliteit van beweging b.v. Flutter = Dynamisch onstabiel trillings probleem b.v. door turbulentie andere stand t.o.v. stroming. Aerodynamisch moment herstelt oorspronkelijk evenwicht.

71 THEORIE VAN HET VLIEGEN STATISCHE STABILITEIT BIJ VLIEGTUIGEN Richtingsstabiliteit (t.o.v. de topas) Rolstabiliteit (t.o.v. de langsas) Belangrijkst: Langsstabiliteit (t.o.v.de dwarsas)

72 THEORIE VAN HET VLIEGEN LANGS-STABILITEIT Hoe? Minof meer constant drukpunt Stabilo ver achter vleugel Dimensionering van instelhoek van stabilo “Voorlijk” zwaartepunt

73 THEORIE VAN HET VLIEGEN RICHTINGS-STABILITEIT Hoe? Kielvlak (en positieve pijlstelling)

74 THEORIE VAN HET VLIEGEN ROL-STABILITEIT Hoe? V-vorm van de vleugel Ligging v.h. zwaartepunt in verticale zin

75 THEORIE VAN HET VLIEGEN ROL-STABILITEIT (vervolg)

76 THEORIE VAN HET VLIEGEN DE SLIPPENDE VLUCHT

77 THEORIE VAN HET VLIEGEN ROLMOMENT IN SLIPPENDE VLUCHT

78 THEORIE VAN HET VLIEGEN FLUTTER Trillingsvormen van een vleugel Buiging Torsie = Onstabiele trilling

79 THEORIE VAN HET VLIEGEN FLUTTER (vervolg) Vleugel-buiging-torsie trillingVleugel-rolroer trilling

80 THEORIE VAN HET VLIEGEN FLUTTER (vervolg) Flutter beperking 1. Massa balancering 2. Balanceer gewichten 3. Vergroten van buig- en torsiestijfheid 4. Minimale speling in de stuurorganen

81 THEORIE VAN HET VLIEGEN Einde deel 2

82 THEORIE VAN HET VLIEGEN


Download ppt "THEORIE VAN HET VLIEGEN En, denk je dat dit zal vliegen? Natuurlijk, ik heb toch de cursus aerodynamica gevolgd! L=Cl½  V²S."

Verwante presentaties


Ads door Google