Grondsnelheid versus luchtsnelheid, ofwel de invloed van de wind

maar wat is uberhaupt je punt van jou gedachte experiment?

 

Het nadeel van al die voorbeelden is dat ze een hulp(lap?)middel zijn om de zaak te verduidelijken.
Voorbeelden hebben hun beperkingen, een vlieg in een trein is nou eenmaal geen (model)vliegtuig in een vrije luchtmassa (al dan niet met een eigen snelheid). Maar ten dele maakt het de problematiek inzichtelijk.

Ze moeten echter geen eigen leven gaan leiden, het doel is niet de voorbeelden op al hun merites te beoordelen, maar het uiteindelijke doel te begrijpen.

Overigens, voor wie daar nog aan twijfelt, of je nou over een model praat of 747 (Airbus mag ook ), ze voldoen allemaal aan de basis wetten van de aerodynamica, beweging- en energieleer. Helikopters ook!

 

Waarom moet ik dan heel veel pitch bijgeven als ik m`n heli omdraai naar wind mee ? volgens jou veranderd er toch niets aan de vliegsnelheid .
Er veranderd wel degelijk iets, je krijgt namelijk rugwind en het duurt eventjes voordat het model zich heeft aangepast.

 

Wind is niks anders dan stilstaande lucht waar de aarde toevallig onderdoor beweegt......

@rhelie: Laat me eens raden: je probeert de heli t.o.v. de grond een mooie constante snelheid te laten vliegen? Dat zou betekenen dat de heli een forse snelheids verandering voor z'n kiezen krijgt. en dat klopt dan weer met die veranderende pitch......

Een aerodinamisch mooie bocht ziet er met wind niet uit, dus proberen de meeste modelbouwers er een optisch mooie bocht van te maken. en ja, dan loop je tegen een aantal problemen aan.

 

Opeens zie ik de fout in mijn eigen voorbeeld hieronder:

Als je nou het bovenstaande bekijkt van een afstandje, gewoon op vaste grond, nog steeds zonder wind, dan wordt het opeens duidelijk: je ziet dat model met de trein meevliegen, en opeens omkeren (en de andere kant opvliegen).
Vanuit dat perspectief is er inderdaad geen sprake van dat-ie luchtsnelheid zou verliezen, en dus ook niet in harde wind.
Sorry hoor, heeft even geduurd maar ik ben bekeerd...

 

Er veranderd niets ten opzichte van de luchtsnelheid, wel ten opzichte van de grondsnelheid. Dat laatste is wat jij waarneemt en waardoor je pitch bijgeeft. Simpel gezegd als je 50 km/h vliegt ten opzichte van de windsnelheid zul je dat zowel met wind mee als tegen doen. Alleen zul je bij een constante windsnelheid van 50 km/h, met wind mee 100 km/h vliegen en met wind tegen stilstaan ten opzichte van de grond (= jouw waarneming)*.

Je moet deze twee grootheden heel goed onderscheiden om deze discussie te voeren. Geef direct toe dat het gevoelsmatig heel onlogisch is.

* corrigeer me a.u.b. als ik het fout heb

 

Het is niet helemaal logisch om in deze stuf ook helivliegen te betrekken. A. kan een heli op de plek draaien, en B. heeft-ie geen (lucht)snelheid nodig om boven te blijven. Dat leidt gauw tot misverstanden...
Ik zou overigens niet weten waarom je pitch moet bijgeven als je 'm omdraait - want inderdaad, er verandert niks aan de vliegsnelheid. Ik denk ook niet dat het nodig is - mits je er vrede mee hebt dat-ie met de wind wordt meegevoerd.

 

eenmodel heli wordt vaak gevlogen op zicht/grond snelheid ,dan krijg je verschillende luchtsnelheden .
nu zal dus bij hogere luchtsnelheid het voorwaartsgaande blad meer lift genereren ,waardoor je dus minder pitch moet geven . dit vershil is ook al merkbar bij een linker en een rechterbocht van de heli (zelfde materie ook in windstil weer )

een heli is geen vliegtuig ,maar houdt je de vliegsnelheid in de lucht gelijk maakt het geen ruk uit welke kant je op gaat dan blijft de pitch gelijk .

een modelvlieger bekijkt zijn toestel altijd vanaf de grond en hierdoor ontstaan de misverstanden het toestel zit nergens aan vast en heeft dus enkelt met de lucht om hem heen te maken . de modelvlieger ziet alleen grondsnelheid ipv vliegsnelheid .

je moet het eens proberen bij ons op elten bij een oosterlijke wind .dan sta je beschut van de wind te vliegen en kun je enkelt de wind schatten door aan het toestel te zien zie je niet waar de wind vandaan komt totdat er referentie punten er bij in beeld komen zoals boomtoppen .
het landen is dan nog leuker je moet dan de turbulentie vrije hoeken zoeken om aan te vliegen . zelfde geldt voor starten .
daarvoor moet je echt eerst het veld oplopen om de wind te voelen .anders ga je gewoon de bietenbrug op .

 

Oh die misverstanden ontstaan in allerlei luchtsporten hoor... vooral die waarbij het gebruik van een snelheidsmeter geen standaard is, zoals zeilvliegen en schermvliegen. Maar ook met sport- en zweefvliegtuigen. Ooit is er hier op vliegveld Hilversum wel eens iemand die zijn circuit te langzaam vloog (rugwind) met een zwever een dakraam in gedoken...

 

hallo buurvrouw

 

Er moet een foto van zijn maar ik heb 'm op internet niet kunnen vinden...

 

je kunt ook mbv een oude km teller (die met kabel werkt ipv puls stroom) en een propellor een grove snelheidsmeter kunnen maken .als je dus je overtrek snelheid weet ,markeer je dan alles voor de wijzer rood en na de wijzer groen op deze positie op de tellerplaat .
overtrek moet je voelen bij mijn weten in een zeilvlieger ,ultralight of zwever .het afbreken van de luchtstroom over de vleugel zal zich kenbaar moeten maken in bokken en schudden lijkt mij .

 

@ Bart
Zoals Danny al aanstipte is er sprake van een inertiaalsysteem. Dat betekent dat alle snelheden en versnellingen binnen dat systeem aan datzelfde systeem gerelateerd zijn.
Verschillende keren is massatraagheid e.d ten opzichte van de aarde genoemd. Echter ook de aarde met alles wat daarop staat, beweegt of versnelt is ook (grotendeels) een inertiaal systeem.

Bij het draaien van een bocht is er sprake van een eenparige (met constante snelheid) cirkelvormige beweging. Daarbij is sprake van een versnelling naar het middelpunt van de cirkel. Hierdoor ontstaat de middelzoekende kracht die nodig is om het voorwerp in de cirkelvormige baan te houden. Is deze kracht er niet. Dan schiet het voorwerp in een rechtlijnige beweging weg. Een steen die aan een touwtje rondgedraaid wordt en dan plotseling wordt losgelaten, is hier het meest sprekende voorbeeld van.
Als een vliegtuig een (cirkelvormige) bocht maakt, versnelt het als het ware constant naar het middelpunt. De kracht die ontstaat wordt opgevangen door te “banken”. In principe treedt hierbij geen snelheidsverlies op, ware het niet dat door de middelpunt vliedende kracht het vliegtuig tijdens de bocht met een grotere invalshoek vliegt. Immers, we trekken “g” en het vliegtuig wordt schijnbaar zwaarder. Een grotere invalshoek betekent meer weerstand en is daardoor de reden dat er bij het maken van een bocht met een vliegtuig WEL snelheidsverlies optreedt. En, hoe korter of sneller de bocht, hoe meer “g”, hoe groter de invalshoek en hoe meer snelheidsverlies. Vlieg je down wind dus al met een te lage snelheid (net boven stall), dan zal dit snelheidsverlies er voor zorgen dat je in de bocht uit de lucht valt. DAT KOMT DUS NIET DOOR EEN VERANDERING VAN RICHTING VAN DE KINETISCHE ENERGIE.

@RHELI
Het plotseling omkeren is een totaal andere beweging. Hierbij gaat het om een vertraging in de bewegingsrichting en daarna een versnelling in de tegengestelde richting. Ook dat vindt plaats binnen het eerder genoemde inertiaal systeem. De vertraging gaat dus tot snelheid 0 binnen het systeem. Dus luchtsnelheid 0 en NIET grondsnelheid 0. De versnelling in de omgekeerde richting is ook binnen dat systeem. Je start dus met luchtsnelheid 0. Inderdaad het vliegtuig dat uit de ballon gegooid wordt. Hierbij maakt het absoluut niets uit in welke richting zich dit afspeelt.

Groet Huib

 

grove snelheidsmeter

Of een eenvoudig buisje.



Johannes

 

Ik denk niet dat dit correct is Richard. Ook een lijnbesturingskist heeft een constante luchtsnelheid. Echter als de snelheid tegen de wind te laag is, en dat gaf Johannes ook al aan, wordt de grondsnelheid te laag om de middelpuntvliedende kracht te handhaven.

Eigenlijk maakt hij op een aparte manier deel uit van 2 inertiaalsystemen. Voor de aerodynamica van het “lucht” systeem en voor de cirkelvormige bewegingen (alle bewegingen zijn in dit geval cirkelvormig) van dat van moeder aarde.

Dat betekent, net als bij een gewoon vliegtuig een constante luchtsnelheid, maar een constant wisselende grondsnelheid. En daarmee een wisselende trekkracht aan de lijn.

Groet Huib

 

Nou dan weet ik nog wel eenvoudiger (en nauwkeuriger) knutseltjes... bijvoorbeeld een stuwdrukmeter. Kan je al met een U-vormig buisje met water aan het nivo zien hoe snel je gaat... maar zoals veel zeil- en schermvliegers heb ik een digitaal combi-instrument dat snelheids-, hoogte- en variometer tegelijk is, plus GPS, plus een aantal uit die functies afgeleide nieuwe functies kan uitvoeren zoals berekenen hoe hoog ik bij een doel zal aankomen... 't is niet echt nodig om zelf een snelheidsmeter te knutselen...

Bij zeilvliegers treedt overtrek over het algemeen heel geleidelijk op, vanwege de curve van het doek (eigenlijk een heel sterke wash out over de hele vleugel). Daardoor overtrekken ze heel vriendelijk. Ik denk trouwens niet dat er veel vliegmachines zijn die bokken of schudden als stall dreigt; misschien bij de hele grote bakken?
Hoe dan ook is een snelheidsmeter een gebrekkig instrument om voor overtrek te waarschuwen, omdat overtrek eigenlijk niet zozeer optreedt bij een bepaalde snelheid, maar bij combinatie van een bepaalde snelheid en een bepaalde invalshoek. Waarbij nog komt dat het in grondeffect weer anders uitpakt...

Dank je Huib, een boel van wat je schrijft is bekende kost voor me... en het ontbrekende stukje over het vermeende snelheidsverlies door inertie heb ik inmiddels ook door... (zie een stukje hoger).

 

Hieronder een gps-track van een vlucht van mijn DG1000 (verkregen via de Weatronic GPS ontvanger) De cirkeltjes zijn de thermiekstukjes. Hoewel je die dus mooi rond vliegt, is hun projectie op de aarde niet echt rond. Je ziet ook mooi dat wanneer ik de thermiek achter me laat, ik tegen de wind in terug richting veld moet. Het was een vluchtje van +60 min.

 

Evert, mooie cirkels, het komt overeen met die van mijn plaatje, enkele pagina's geleden.

Huib,
Nee, helaas je hebt het mis. Je moet het L/B echt eens proberen! (ik heb nog een oud kisje liggen...)

Verbonden met de aarde is NIET vrijvliegend en dan gelden de normale krachten, net als jij op de fiets ondervindt.

L/B modellen vliegen met een vaste gasstand. Bij wind kun je dus aan het optoeren horen dat de snelheid toeneemt in het upwind gedeelte of afneemt bij verlaging van de toeren tijdens rugwind.
Evenzo kun je merken aan de gedragingen dat windaf de snelheid terugloopt, want het model zakt iets dan, of komt omhoog in het upwind gedeelte.

Een bekend redmiddel voor een te langzaam vliegend model (door slechte motorafstelling) is meelopen met de beweging en aldus energie toevoeren. Net zo goed als je dat doet als je een vlieger oplaat, de energie voor een vlieger onstaat dan wel door de invloed van de wind.

Het naar binnen komen van een L/B model gebeurt altijd als je dwars op de wind vliegt, uiteraard aan de wind zijde.
Gebeurt dat dan is de dwarswind sterker als de cetrifuaal (of was het nou -petaal) kracht die ontstaat door de draaiïng van het model en komt-ie naar binnen. Dat was altijd spannend en was het RENNEN geblazen!

Een specifieke truuk die je snel doorhebt is het "zwiepen". Illegaal op snelheidswedstrijden, maar door je arm te strekken en hem vóór het draaipunt van de vliegcirkel te leggen kun je energie toevoegen. Maar hoe dat precies in zijn werk gaat heb ik niet helemaal begrepen. Ik zal er een L/B vlieger bij roepen...

 

Grappig, nu ik er nog even over nadenk:
De grondsnelheid van een L/B model varieert ook continue.
Ga je tegen de wind in dan krijg je een hogere Luchtsnelheid, maar je Grondsnelheid neemt af omdat je "tegen de wind" in knalt en de weerstand oploopt. Bij rugwind zakt de Luchtsnelheid en neemt de grondsnelheid toe.
De centrifugaalkracht is een functie van grondsnelheid, dus die neemt idd iets af in het upwind gedeelte.

Eigenlijk doet dus een L/B model precies wat modelvliegers denken dat een (vrijvliegend) model doet!
Damn, nou weten we dus hoe het komt waarom iedereen dit door elkaar zit te haspelen, het is de schuld van de L/B vliegers!!!

 

Dat is wel erg prettig, dat we iemand de schuld kunnen geven

Het rare van deze hele discussie is; ik heb nooit iets anders in mijn hoofd gehad dan wat jij zo hard probeert duidelijk te maken. Ik heb zelfstandig leren vliegen en ben dus ook nooit verkeerd voorgelicht. Ik verbaas me er al jaren over dat mensen het niet snappen.

Ik probeer het wel eens zo uit te leggen: als de "downwind stall" redenatie zou kloppen zou je in een rijdende bus, een bal naar voren minder hard kunnen werpen dan naar achter (omdat naar voren de kinetische energie toeneemt, en naar achter juist afneemt). Iedereen weet dat dat niet klopt. En toch ziet men de analogie niet.....