Wat is de NACA

In 1915 bepaalde men op een Congres in Verenigde Staten dat er een commissie moest komen om te adviseren op gebied van aerodynamica en ruimtevaart. Dit werd the National Advisory Committee on Aeronautics (NACA een voorloper van de NASA). Tussen 1920 en 1930, voerde de NACA uitgebreide windtunneltests uit op honderden vleugelprofielen. Deze gegevens zorgde ervoor dat de ontwerpers konden berekenen hoeveel lift en drag een bepaald vleugelprofiel heeft onder verschillende omstandigheden. Men bedacht een systematische naamgeving voor de verschillende profielen bestaande uit vier cijfers. Deze cijfers geven bijvoorbeeld aan hoeveel procent de skeletlijn (middenlijn) maximaal verwijderd is van de koorde (rechte lijn door het beginpunt en eindpunt van de skeletlijn).

Een NACA profiel kan bijvoorbeeld gegeven worden door de getallen 2 4 15. Dit betekent dan, dat de maximale welving (f) 2 % van de koorde bedraagt en op 4/10 van de koorde ligt. De dikte (D) is 15 % van de koorde. Dit levert dan het volgende profiel op:

Zo bestaan er ook vleugelprofielen die beginnen met 0 0. Deze profielen hebben dus geen welving, maar alleen een dikte en zijn dus symmetrisch. Deze vleugels worden vooral bij stuntvliegtuigen gebruikt, omdat stuntvliegtuigen ook regelmatig ondersteboven moeten vliegen, dit gaat met een vleugel zonder bolling natuurlijk veel makkelijker. Deze vleugels geven ook alleen maar lift, wanneer ze onder een hoek in de luchtstroom staan.

Slats & Flaps

Elk vliegtuig heeft zijn eigen ideale profielvorm. Een groot vliegtuig zoals een 747 heeft bijvoorbeeld een vorm die perfect is afgesteld voor vlucht op grote snelheid en grote hoogten, maar deze vorm is niet toepasbaar met een lage snelheid, dan wordt er te weinig lift geproduceerd.
Daarom heeft met Slats en Flaps uitgevonden, uitschuifbare stukjes vleugel die tijdens de start en de landing zorgen voor een groter vleugeloppervlak en liftcoëficiënt, zodat samen met de (op dat moment) grote hoek van de vleugel er toch genoeg lift wordt geproduceerd om het vliegtuig van de grond te krijgen. Een nadeel aan Slats en Flaps is dat ze zorgen voor erg veel weerstand.

Supersonisch vliegen

Van het langzame vliegen met slats & flaps willen we ook nog even iets kwijt over vleugelprofielen voor supersonische vliegtuigen. Deze zijn als volgt gevormd:

Wanneer je de geluidsbarrière doorbreekt, wordt namelijk het hele verhaal over de Bernoulli-theorie (zie Basistheorie) omgekeerd. Bij normale snelheden was het zo dat je bij de Venturi-buis in het smallere gedeelte (2) een lagere druk had dan bij de brede uiteinden (1 en 3).

Wanneer je sneller gaat dan het geluid blijkt dit precies omgekeerd te zijn. Aan de voorkant van de vleugel wordt aan de onderkant de druk verhoogd door het versnellen van de lucht (vergelijk met de Venturi-buis tussen 1 en 2). Aan de bovenkant stroomt de lucht er normaal langs, dus wordt de druk daar niet verhoogd of verlaagd. Als je de eerste helft van de vleugel gaat bekijken is er dus een resulterende kracht omhoog. Voor de tweede helft van de vleugel geldt precies het omgekeerde. Aan de bovenkant is er een lagere druk, door vertraging van de lucht (vergelijk met de Venturi-buis tussen 2 en 3). Onder de vleugel is er geen verhoogde of verlaagde druk, omdat de vleugel weer evenwijdig aan de luchtstroom loopt. Ook aan de achterkant van de vleugel is er dus een resulterende kracht omhoog en dus geeft de vleugel een liftkracht.