Grondsnelheid versus luchtsnelheid, ofwel de invloed van de wind

Discussie in 'Aerodynamica' gestart door Richard Branderhorst, 7 jun 2011.

  1. Ad Bakker

    Ad Bakker In Memoriam

    Lid geworden:
    20 feb 2009
    Berichten:
    9.124
    Locatie:
    Barendrecht (NL)
    Richard, hoewel ik denk dat het niet echt meer nodig is, toch nog even wat ik eerder bedoelde.

    [​IMG]

    Als v(grond) de grondsnelheid is, en v(wind) de windsnelheid, dan is de totale "aanvals" snelheid van het toestel v(aanval) = -v(grond) + v(wind). Om in een aerodynamisch stabiele toestand te komen moet het vliegtuig zich "richten" zodat zijn luchtsnelheid v(lucht) gelijk is aan v(lucht) = -v(aanval). In die situatie maakt het arodynamisch voor het toestel helemaal niets uit hoe die toestand is ontstaan, met of zonder wind. Bij elke gelijke v(lucht) is de aerodynamische toestand en het gedrag gelijk. Het instellen van het toestel zodanig dat deze stabiele toestand wordt bereikt, is navigatie.
    Ook zal eventuele rook uit het toestel ontsnappen in de richting van de aanvalsvector (wat jouw pijl "B" was).

    Ik denk dat ik in mijn onkunde te veel voetangels en klemmen verwachtte, maar dat we vanaf het begin hetzelfde bedoelden. Dat krijg je als je je als niet vlieger gaat bemoeien met dit soort zaken.

    Maar toen Robert dit forum instelde had ik juist voor ogen dat dit wel eens goed kon zijn als mensen kennis maakten met andere disciplines, natuurkunde is tenslotte natuurkunde, waar je het ook op toepast. Daarom was ik vanaf het begin tegen de onmiddelijke splitsing van het forum in een aerodynamisch en hydrodynamisch gedeelte, maar daarin oogstte ik te weinig bijval.

    Toch, omdat het in het algemene gedeelte van het forum staat, kan ik de verleiding af en toe niet weerstaan om te reageren in dit specifieke aerodynamica forum als ik iets zie wat ik niet begrijp. Ik ben vrijwel m'n hele werkzame leven wetenschapper geweest, en dat is een instelling die niet met pensioen gaat. Daarbij moet je je realiseren dat een wetenschapper niet iemand is die alles weet. Nee, hij is iemand die antwoorden zoekt op vragen die hij (nog) niet weet of verklaringen voor fenomenen die hij (nog) niet begrijpt. Kortom, het is gewoon een nieuwsgierig Aagje.

    Als ik verwarring heb veroorzaakt door mijn slechte beheersing van het "vliegeriaans", mijn excuses daarvoor.

    Groet,

    Ad
     
  2. Huib

    Huib

    Lid geworden:
    25 aug 2004
    Berichten:
    571
    Locatie:
    Loenen aan de Vecht
    @Ad.
    Richard probeert het abstractieniveau zo laag mogelijk te houden. De bedoeling is juist om deze dingen aan iedereen duidelijk te maken zonder gebruik van “ingewikkelde” terminologie en rekenmethodes uit de fysica. Dat heeft zo zijn nadelen – je kunt een bewering niet dichtspijkeren met een niet ter discussie staande bewijsvoering – maar ook ik denk dat, omdat het op deze manier voor iedereen zo begrijpelijk mogelijk gemaakt wordt, de voordelen van deze methode groter zijn. Dat vraagt veel van degene die de discussie aangaat, maar heeft, denk ik, meer succes binnen de doelgroep.

    Het principe wat jij schetst is correct; hoewel het meer met navigatie dan met luchtsnelheid te maken heeft. Ik ben alleen bang dat het daardoor meer verwarring zal stichten dan dat het inzicht geeft. Ook omdat er in de vectortekeningen die hiervoor doorgaans gebruikt worden, de -V grond en V aanval weggelaten wordt. Nu lijkt het of in het ene geval de resultante (grootte en richting tov de grond) het gevolg is van de grootte en de richting van de luchtstroom (wind) en de grootte en de richting van de beweging van het vliegtuig in de lucht (luchtsnelheid en pitch). En in het andere geval lijkt de resultante (V aanval) het gevolg van de grootte en de richting van de luchtstroom (wind) en die van het vliegtuig tov de grond. (de + en – tekens laat ik voor het gemak even weg).

    In wezen is de resultante bij het vliegen altijd de richting en snelheid van het vliegtuig tov de grond. Primair is de luchtsnelheid en richting (pitch; schijnbare koers tov de grond) van het vliegtuig en secundair snelheid en richting van de luchtstroom (wind) ten opzichte van de grond. Wil je bij een bepaald punt op de grond uitkomen dan pas je de pitch en (binnen grenzen) de luchtsnelheid van het vliegtuig aan. Het afhankelijk stellen van de richting en snelheid van het vliegtuig aan de andere parameters kan tot onverantwoordelijk lage of niet te halen hoge snelheden leiden.

    Wat bedoel je in dit verband overigens met de term “aanvalsvector”? Ik ken die term wel, maar dan uit de hackerswereld.

    Groet Huib
     
  3. Ad Bakker

    Ad Bakker In Memoriam

    Lid geworden:
    20 feb 2009
    Berichten:
    9.124
    Locatie:
    Barendrecht (NL)
    Ach Huib, ook hier ben ik weer in in de vertalingsvalkuil gestapt.
    In het Nederlands had ik beter "aanstromingsvector", als som van de (negatieve) grondsnelheidsvector en de windvector kunnen zeggen. Het is gewoon de luchtstromingsvector zoals die door het vliegtuig wordt "gezien" en waarnaar hij zich moet richten. Zo zou ik "angle of attack" bij een vleugelprofiel ook aanduiden als "aanstromingshoek", en niet als "aanvalshoek". Maar in dit geval was ik dat even vergeten.

    "Vroeger" probeerde ik mensen altijd naast de Engelse vaktermen ook de Nederlanse variant aan te leren, dit om een conversatie tussen Nederlanders niet voor een groot gedeelte in het Engels te laten verlopen. Ook dit is echter een verloren wedstrijd geworden, sinds door de internationalisering van het onderwijs er zelfs hier in Nederland in het Engels gedoceerd wordt. In dit geval heeft elk voordeel z'n nadeel, want internationalisering heeft op zich natuurlijk grote voordelen. Maar het heeft wel een verarming van het Nederlands tot gevolg.

    Groet,

    Ad
     
  4. bdoets

    bdoets Vriend van modelbouwforum.nl PH-SAM Forum veteraan

    Lid geworden:
    6 aug 2006
    Berichten:
    9.323
    Locatie:
    Harderwijk
    Als redacteur van het kwartaalblad van de KNVvL afdeling Zeilvliegen, heb ik destijds een aantal jaren erg mijn best gedaan om bij voorkeur Nederlandse termen te gebruiken voor deze vooral Engels en Duits georienteerde sport. Voor veel begrippen bestonden helemaal geen Nederlandse woorden (en nu nog niet). Ook dat was een verloren strijd...
     
  5. Ella de Wildt

    Ella de Wildt

    Lid geworden:
    4 feb 2005
    Berichten:
    1.752
    Locatie:
    City of Oss
    Ach een taal leeft, en als Neder-Europeaan die zijn kost voornamelijk verdient door het verlenen van service aan allerlei buurlanden lig ik daar persoonlijk niet zo van wakker. Af en toe is het wel jammer, maar het is een "sign of the times", om er nog maar eens een voorbij te laten komen. Het gaat om de boodschap, niet om de verpakking, in het onderwijs leeft ook die stelling tegenwoordig.
     
  6. Joop123

    Joop123

    Lid geworden:
    11 okt 2005
    Berichten:
    100
    .
     
    Laatst bewerkt: 6 jun 2015
  7. jbt.hendriksen

    jbt.hendriksen

    Lid geworden:
    13 okt 2005
    Berichten:
    91
    Locatie:
    Duiven
    Richard, je kunt je eigenlijk niet veroorloven een weekend weg te gaan bij een door jouw aangezwengelde discussie die in principe een zo'n eenvoudig onderwerp behandelt!
    Al degenen die het nu nog niet snappen moeten zichzelf eens in een vliegtuig verplaatsen dat ze moeten besturen terwijl ze de grond NIET kunnen zien. Het maakt dan nml geen ene fu.. meer uit in welke richting of met welke windsnelheid je vliegt.Het vliegtuig zal zich onder elke omstandigheid gelijk gedragen. De problemen ontstaan pas door de (model)piloot op de grond.:confused: Dan wordt de GROND snelheid als referentie genomen en dat heeft in principe weinig te maken met de gedragingen van het vliegtuig in de lucht t.o.v. de omringende lucht, ongeacht in welke richting en met welke sterkte die waait.EN ALS ZELFS IK ALS SIMPELE ZIEL DAT SNAP IS MIJ NIET DUIDELIJK DAT ER ZOVEEL MISVERSTAND OVER DIT ONDERWERP IS.! :rolleyes::yes:
     
  8. PH-TVS

    PH-TVS verslagschrijvers

    Lid geworden:
    20 dec 2008
    Berichten:
    1.115
    Locatie:
    Lemmer

    Zolang je weet wat de term betekend, maakt het niets uit of het nu in het Engels is of desnoods in het Turks is. Sterker nog, gewoon de originele (Engelse) termen gebruiken is een stuk handiger, iedereen weet dan meteen waar het over gaat ;-)

    Groet,
    Theo
     
  9. DirkSchipper

    DirkSchipper Forum veteraan

    Lid geworden:
    7 jun 2005
    Berichten:
    6.318
    Locatie:
    Utrecht
    Laat ik me ook eens tegen deze discussie aan bemoeien. En om te beginnen: naar mijn mening heeft Richard helemaal gelijk, en ik bewonder zijn moed in deze poging om dit algemeen aan anderen duidelijk te maken, incl. het erbij horende doorzettingsvermogen.
    Ik heb dit onderwerp ook al meerdere malen aan mensen proberen uit te leggen, en dat deed ik vaak adhv. het volgende voorbeeld.

    Één ding vooraf (Richard heeft het ook al gezegd): we kijken ALLEEN naar een stationaire situatie. Dus bewegingen zijn constant, zonder snelheidsveranderingen.

    Stel jezelf voor in een zwembad, groot genoeg om hierin op een normale manier rondjes te zwemmen. En die rondjes zwem je ook. Niets mis mee, niet moeilijk. Toch?!

    Nu komt er een flinke heli, die tilt het hele handeltje op. Met jouw erin. Vliegt ermee naar de Rijn c.q. Waal, Lek. Je blijft al die tijd gewoon je rondjes zwemmen. Wat verandert er voor jouw als zwemmer? Behalve de momenten waarop het zwembad wordt opgepakt en begint te reizen, en op het eind van de vlucht (versnelling, niet constant!), merk jij daar niets van. Je zwemt immers gewoon rondjes in je badje ... Je merkte het toch ook niet dat jouw badje met pakweg 1500 km/h met de aardrotatie meedraait, en ook de omwenteling om de zon à 29 km/s merk je niets van. Toch?! Dus waarom zou je iets merken van zo'n sloom heli-reisje? Tenzij je over het randje naar beneden kijkt .... :schrik:

    OK. We komen aan bij de Rijn. De heli laat jouw badje, met jezelf (nog steeds hard aan je conditie werkend) rondjes zwemmend, midden in de Rijn zakken. Je badje was van zeer licht materiaal gemaakt, het blijft drijven, en jij zwemt gewoon je rondjes. Wederom: je merkt niets van het feit dat jouw badje nu in de Rijn richting zee dobbert. Rondjes zwemmen gaat nog steeds even makkelijk, of je nu naar voren, opzij, dan wel naar achteren zwemt.

    Helaas! Jouw badje was wel sterk en licht, maar je had toch een foutje gemaakt in de materiaalkeuze. De buitenkant kan niet tegen water en lost langzaam op in de Rijn ... :D
    Maar die plas water uit je badje blijft nog wel even bijeen, ook al zijn de wanden weg. Je zwemt nog steeds in jouw plas water je rondjes, en vooruit, achteruit, opzij, je merkt geen enkel verschil.

    Dit is precies (een beetje opgeleukt :D) wat jouw vliegtuig in de wind ervaart: er is geen wind. Die is er nl. alleen tov. de grond, en een vliegtuig kan de grond niet waarnemen. Net als jij in je badje niet kan zien dat het water waarin je zwemt stroomt. Dat zie je pas als je over de rand van je zwembad heen kijkt.
    Maar .... wij als bestuurders/modelpiloten blijven op de grond staan, en proberen die zwemmer te besturen. In onzichtbaar Rijnwater! wij zien dus niet dat die lucht beweegt. En dat speelt ons parten. Onze hersenen kunnen die lucht niet zien, en dus ook de snelheid van ons vliegtuig tov. die lucht niet. Noodgedwongen oriënteren wij ons dus tov. de grond. Maar die staat 'stil', dus zien we het fout.

    Gr. Dirk.
     
  10. jbt.hendriksen

    jbt.hendriksen

    Lid geworden:
    13 okt 2005
    Berichten:
    91
    Locatie:
    Duiven
    Hierbij moet je wel de zwemdiplma's A, B en reddend Zwemmen hebben anders verzuip je voordat je er ene moer van begrijpt! :yes::rolleyes:
     
    Laatst bewerkt door een moderator: 16 jun 2011
  11. Boldie

    Boldie

    Lid geworden:
    22 sep 2009
    Berichten:
    129
    Locatie:
    Vlaardingen
    Ook ik dank Richard voor zijn moed dit topic te beginnen.
    Ik heb er 3 dagen over gedaan om alles van voor naar achter te lezen en te herlezen, maar denk dat ik het begrijp.

    Ik hoop dat ik slaag en aan de volgende stap (windshear) kan gaan beginnen.

    Elk vliegtuig heeft een minimale luchtsnelheid over de vleugels nodig om normaal te kunnen vliegen. Dit kan bereikt worden door het vliegtuig door de lucht heen te trekken dmv een prop(*) of te duwen door een edf, en als laatste door hoogte in te leveren door een glider.

    Ik heb een vliegtuig waarvan de motor 1000rpm moet draaien, om voldoende lucht langs mijn vleugels te krijgen zodat hij goed vliegt. Het maakt voor het toestel niet uit hoe hard het waait omdat de motor er voor zorgt dat er voldoende verschil is tussen snelheid van de wind en het toestel. (de Glider glijdt en de prop trekt en de edf duwt, tegen de wind, waarin hij vliegt)

    (*) Een prop wordt eigenlijk door de lucht heen getrokken, door het zelfde effect dat een vleugel lift maakt, maar dit is een andere discussie

    Grt Theo
     
  12. Huib

    Huib

    Lid geworden:
    25 aug 2004
    Berichten:
    571
    Locatie:
    Loenen aan de Vecht
    Heel goed Theo. Alleen nog 1 puntje op de i.
    Het maakt inderdaad niet uit hoe hard het waait maar de wind heeft geen snelheid ten opzicht van het toestel. Het toestel beweegt zich gewoon door de lucht(massa) met de snelheid die door de prop veroorzaakt wordt. En volkomen juist, wind of geen wind, dat maakt niet uit. Daardoor bestaat er dus geen verschil in snelheid tussen wind en toestel, want wind bestaat niet voor het vliegtuig. De prop zorgt gewoon voor een snelheid van het toestel door de lucht(massa); de luchtsnelheid.

    De snelheid die je het toestel in de lucht(ruimte) ZIET hebben (in dit geval dus de lucht, als het gebied boven je en niet de massa die je als wind voelt) is de optelsom van de snelheid van de wind en de snelheid van het toestel in de lucht(massa).

    Groet Huib
     
  13. serge pot

    serge pot Forum veteraan

    Lid geworden:
    20 feb 2009
    Berichten:
    7.523
    Locatie:
    Ede

    omdat je het als simpele ziel misschien makkelijk vindt om dingen apart te zien ;),waardoor alles snel duidelijker wordt,dan het plaatje totaal.

    duurde bij mij ook even totdat ik alles los liet en alles op zijn plek viel . daarna ga je dit dus in de praktijk toetsen ,net zoals ik me zelf alles op autogebied heb aangeleerd inclusief ouderwets opvoeren van automotoren .

    je ziet of een regenbui of de druppels apart die een regenbui vormen .

    ben pas2 jaar weer echt bezig met modelbouw ,voor mij geldt dus dat ik een enorme inhaalsllag moet doen .dit is een stukje daarvan .
    het bouwen zelf van houten toestellen stelt niet veel voor als je maar de tijd wilt nemen , maar aerodynamica en de begrippen er omheen is voor mij pure theorie welke ik dus ook wil beheersen .
    en zolang richard dat geduld kan opbrengen om ons daar wijs in te maken ,is mijn dank grenzend aan hondsdolheid .
     
  14. Boldie

    Boldie

    Lid geworden:
    22 sep 2009
    Berichten:
    129
    Locatie:
    Vlaardingen
    Ik begrijp je helemaal. een toestel zal in normaal vliegende toestand nooit geen zijwind 'voelen', of het nu hard of zacht waait, tegen, haaks op of met de wind mee.
    Vanaf de grond kan je wel denken dat hij zijwind voelt maar hij 'drijft' met de wind mee.
     
  15. Baggeraar

    Baggeraar

    Lid geworden:
    31 jan 2010
    Berichten:
    15.448
    Locatie:
    H&NF
    wat een kabaal zeg al die vallende kwartjes. . .
    [​IMG]
     
  16. PH-TVS

    PH-TVS verslagschrijvers

    Lid geworden:
    20 dec 2008
    Berichten:
    1.115
    Locatie:
    Lemmer
    LOL, dat is antiek geld meneer ;-)

    Groet,
    Theo
     
  17. Baggeraar

    Baggeraar

    Lid geworden:
    31 jan 2010
    Berichten:
    15.448
    Locatie:
    H&NF
    [off topic mode aan] valt wel mee toch?
    van onder de perenboom:
    [​IMG] [/off topic mode aan]
     
    Laatst bewerkt door een moderator: 17 nov 2015
  18. serge pot

    serge pot Forum veteraan

    Lid geworden:
    20 feb 2009
    Berichten:
    7.523
    Locatie:
    Ede
    zal ik maar niet mijn batavea duitje posten uit 1806 :D
     
  19. Richard Branderhorst

    Richard Branderhorst

    Lid geworden:
    2 sep 2002
    Berichten:
    3.108
    Locatie:
    Ederveen
    OK, weer verder.

    Het voorbeeld van Dirk is ook weer een mooie, zo geeft iedereen het voor zichzelf handen en voeten.

    Voor diegenen die toch wat meer theoretische achtergrond willen leren het volgende. Geen zorg, ik ga niet gooien met formules, maar basis zaken die iedereen kan begrijpen die weet hoe je een servo arm kan monteren. Je moet gewoon goed lezen, en ik hoop dat ik het duidelijk uitleg.

    Ik heb een stuk terug gezegd dat de basis van Navigatie, een Winddriehoek is.
    Dat is gewoon een mathematische optelling van vectoren om tot het eindresultaat te komen.

    Korte herhaling van de vorige "les":
    In feite haalt de winddriehoek, de zaken uit elkaar zodat ze duidelijk worden. Je zet elke beweging achter elkaar op een rij, ipv tegelijkertijd.

    Een beetje plastisch uitgelegd: je gaat dus éérst in een bepaalde richting vliegen (zonder wind), zet de motor af en hangt het vliegtuig vervolgens aan een ballon. Daarna zet je de lucht in beweging en kijkt waar je na een uur afdrijven terecht gekomen bent.

    De zo gevonden laatste vector is de Grondsnelheid en Grondkoers geworden.

    Maar dat is geen praktisch gegeven, als modelvlieger wil je een bepaalde lijn over de grond volgen, de zgn Grondkoers. Voor het gemak nemen we even aan dat je startend vanuit A boven de kerktoren B wilt aankomen. De wind die er staat wordt aangegeven met de lijn met 3 pijlpunten.

    [​IMG]

    Hoe vindt je nu precies welke richting (Lucht)koers je moet opvliegen om punt B te bereiken? Daarvoor moet je het ontbrekende deel van de driehoek vinden.

    Je gaat de vlucht ahw rekenkundig "terugspelen".
    Om het na te doen en andere windsituaties zelf te verzinnen moet je een passer nemen en millimeter papier. Omdat ik hier op een plaats ben (nee, niet in de bak..) waar ik geen van beide ter beschikking heb, moet ik dat even improviseren nu.
    Neem dat een modelvliegtuig 100 km/u vliegt, zet de passer dus op 10cm. Neem een windsnelheid van bvb 30 km/u (3 cm), de richting maakt niet uit.

    Je begint boven het eindpunt, je bestemming B.
    Van daaruit ga je één uur in omgekeerde richting, "tegen de wind" dus, met 30mm terug en vindt C.

    Dus alles wat zich boven C bevindt en zich daar stilhoudt in de lucht, bevindt zich een uur later boven B, meegevoerd door de wind.
    De truuk is dus om op dat plekje C te mikken, als je de vlucht aanvangt.

    Je maakt de driehoek dus door vanuit B, de windvector uit te zetten, echter in tegenovergestelde richting als de wind vandaan komt. Ofwel, de eindpunt van het windbeen moet je op B leggen.
    Het begin van de windvector is punt C.
    Vanuit C, ga je nu als het ware "terugvliegen" naar je vertrekpunt a. Ik schrijf dat met een kleine a omdat dit niet je feitelijke vertrekpunt is, maar gebaseerd is op één uur vliegen.

    Je pakt dus een passer en cirkel je 10cm om. Het enige wat je wél weet is dat het ergens op de grondkoers moet liggen van A en B. Het snijpunt van de grondkoers A-B is het startpunt a.

    [​IMG]

    De driehoek is nu compleet met de benen aC, CB en aB. In de praktijk betekent dat als je boven a start met de gecorrigeerde koers (met hoekje alfa verwerkt) dan zit je na een uur precies boven de B. De correctiehoek alfa noemen we in de vliegerij de opstuurhoek.
    Voor de duidelijkheid, dit doe je niet met richtingsroer slippend, maar met door een kleine bocht te maken en de nieuwe koers voor te gaan liggen.

    Verder: het maakt niet uit van welk punt op de lijn aB je start (dus ook vanuit A), met correctiehoek alfa zul je altijd boven B aankomen! Uiteraard hoe verder het weg ligt, hoe langer het duurt.


    OK, ik hoor jullie zeggen, dat is leuk allemaal voor sport en verkeersvliegers, maar als modelvlieger wat ik heb ik aan dit verhaal?

    Heb je wat ervaring, dan pas je de correctie min of meer automatisch toe, want je ziet het model met de wind afdrijven en je corrigeert daarvoor.
    Bvb in het circuit bvb op downwind als het model verder van je af raakt of juist naar je toe drijft met de wind.

    Heel goede vliegers schatten dat meteen aan het begin van een "been" goed in en vliegen zonder te corrigeren met één en dezelfde Luchtkoers exact over de denkbeeldige lijn over de grond.....

    Ook een sport of zweefvlieger gaan niet zitten berekenen wat ze moeten sturen aan koersen in het circuit, dat doen ze puur "op zicht", net als een modelvlieger doet!

    Pas voor de langere navigatievluchten, wordt het gedaan.
    Vroeger moest dat met een mechanische navigatie "schijf" gedaan worden, tegenwoordig zijn er allerlei handige computertjes of programma's voor je PC die dat voor je doen, maar ze werken ALLEMAAL volgens het principe van de "winddriehoek"!
     
  20. Richard Branderhorst

    Richard Branderhorst

    Lid geworden:
    2 sep 2002
    Berichten:
    3.108
    Locatie:
    Ederveen
    Evert,
    Nog even terugkomend op je reactie:
    Idd, ook tijdens de training van 1/1 vliegers begin je tegen de wind in met het maken van loopings en rollen.
    Dat komt omdat je je moet oriënteren ten opzichte van de grond, met name bij de loop om te kijken af je recht blijft. Tegen de wind in is dat visueel gezien makkelijker. Een zweefkist heeft dan bovendien het probleem, dat als je al loopend aan het vliegen bent, je niet alleen snel hoogte verliest maar afdrijft met de wind. Met "rugwind" zou je dan snel buiten bereik van het veld zijn.

    Maar ervaren acro vliegers zoals je die in het show circuit ziet, maken loops en rollen alle kanten op, voor hen maakt het niet uit.
    Ook de (model)acro vliegers in de F3A (X) klassen moeten hun programma onderdelen kunnen vliegen ongeacht de windrichting, de werkelijk goede vliegers kunnen dan de invloed van de wind mooi verdisconteren, bvb om een keerfiguur tégen de wind nét zo mooi "rond" te vliegen (t.o.v. de aarde dus) als met de wind mee.
     

Deel Deze Pagina