Hoofdvraag
Wat is het verband tussen het profiel van de vleugel en de lift die
deze geeft bij verschillende snelheden?
Volgens de formule L = CL x ½ ρ v2
x A, is de lift recht evenredig met het kwadraat van de snelheid, de CL,
ρ en A zijn namelijk constant bij gelijke hoek en vlieghoogte.
Over het algemeen kun je zeggen dat bollere vleugels (een grotere
y-waarde) meer lift geven. Ook stijgt de lift, wanneer de hoek groter
wordt (tot een bepaalde waarde, maar deze grenshoek
hebben wij in onze metingen niet kunnen halen). Bij een grotere
hoek is de CL namelijk groter.
Deelvragen
Welk profiel geeft de meeste opwaartse kracht?
De twee vleugels met de grootste y-waarde (de
grootste kromming), hebben de grootste opwaartse kracht. Dit is ook niet
zo vreemd, want bij het opstijgen van grote vliegtuigen worden ook altijd
de ‘flaps’ uitgeschoven, om het vleugeloppervlak te vergroten en de liftcoëfficiënt
te verhogen. Een vleugel met uitgeschoven flaps lijkt erg
op onze vleugels met y-waarde 4 en 6, zoals in het onderstaande plaatje
goed te zien is
Welk profiel ondervindt de minste weerstand?
Omdat wij eigenlijk de verkeerde hoek hebben genomen
voor 0º, kunnen we de resultaten niet echt met elkaar vergelijken. Om
geen lift te krijgen (onze 0º-hoek), moesten sommige vleugels erg ver met
de neus omlaag gekanteld worden. Hierdoor komt het dat de
weerstandscoëfficiënt
bij de vleugels met y-waarde 6 en 4, weer lager wordt onder en grotere
hoek.
Bovendien zou de weerstandscoëfficiënt constant moeten zijn bij constante
hoek. Bij ons neemt hij echter af bij als de snelheid lager wordt.
Wat
is de lift- en
weerstandscoëfficiënt van het profiel?
Zie de tabellen en grafieken op de pagina meetresultaten
Bij welke snelheid is de lift/weerstand-verhouding
optimaal?
Als het goed is, moet de lift/weerstand-verhouding
constant zijn, want zowel de liftcoëfficiënt als de weerstandscoëfficiënt
is alleen afhankelijk van de hoek, niet van de luchtsnelheid. We hebben
van de vleugel met y-waarde 4 de grafiek
getekend bij een hoek van 8 graden. Het zou een horizontale rechte lijn
moeten zijn, omdat de verhouding niet afhangt van de snelheid. Aangezien
bij onze metingen de weerstandscoëfficiënt echter kleiner werd bij een
lagere snelheid, is de grafiek geen constante.
Bij welke hoek is de lift/weerstand-verhouding
optimaal?
De verhouding tussen de lift en de weerstand wordt
over het algemeen groter bij een grotere hoek (de vleugel genereert dan
dus meer lift t.o.v. de weerstand), tot aan een bepaald omslagpunt. Bij de
vleugels met y-waarde 4 en 6 is dit goed te zien in de grafiek.
Vanaf een hoek van 8º wordt de verhouding kleiner: de weerstand wordt
door een groot vooroppervlak erg groot t.o.v. de lift. Voor de vleugels
met y-waarde 4 en 6 geldt dus dat de optimale hoek rond de 8º ligt. De
vleugels met y-waarde 0 en 1,5 hebben niet zo’n top in de grafiek
zitten, wij verwachten dat de optimale hoek dus nog hoger dan 12º ligt.
Literatuuronderzoek
Wat
is het basisprincipe van een vleugel?
Zie de pagina basistheorie
achter de knop theorie
Wat zijn de formules voor het profiel van de vleugel
en hoe werken die?
Wij hebben veel naar informatie gezocht over het
maken van Joukowski-profielen. Wij hebben geprobeerd deze formules
wiskundig te begrijpen, ze waren echter te ingewikkeld. Ad Kennes raadde
ons ook af om hier al te diep op in te gaan, het leek hem niet
noodzakelijk voor het begrijpen van de aerodynamica.
Voorbeelden van websites die we gevonden hebben:
http://desktopaero.com/appliedaero/airfoils1/conformalmapping.html
http://www.llnl.gov/casc/Overture/henshaw/documentation/mappingHTML/node138.html
http://aeroserver.aero.usyd.edu.au/aero/jouk/jouk.html
Wat
zijn de formules voor de lift die de vleugel maakt en hoe werken die?
Zie de pagina formules
achter de knop theorie
Hoe
zien bestaande vleugelprofielen eruit en wat is hun functie?
Zie de pagina achter de knop Bestaande
vleugels |
