Een vraag die mij gedurende het vliegen in de afgelopen jaren met de ADAMAS in het hoofd is gekomen: Is de max. benodigde Cl van een profiel te koppelen aan slankheid van een vleugel? Hoe slanker, hoe minder hoog de Cl hoeft te zijn?
De vraag is wat je met moeten bedoelt. Uitgaande van twee vleugels met het zelfde oppervlak en tapsheid, maar verschillende slankheid (AR), geldt: - Bij een rechte vlucht en gegeven vliegsnelheid en vleugel-belasting zullen beide vleugels met de zelfde Cl vliegen. - De vleugel met de hoge slankheid zal dan een lagere geïnduceerde weerstand hebben dan die met een lagere slankheid. De geïnduceerde weerstand (de weerstand tgv de lift, draagkracht) is evenredig met Cl²/AR. Dus een hogere slankheid geeft minder geïnduceerder weerstand óf je kan bij een hogere Cl vliegen voor de zelfde geïnduceerde weerstand. Een hogere Cl levert een lagere vliegsnelheid en daarmee een lagere profiel weerstand op. Vooral de daalsnelheid is daarbij gebaat. In het algemeen dus zal je bij een hogere slankheid graag met een hogere Cl willen vliegen. Of omgekeerd met een lage slankheid zal je niet met een te hoge Cl willen vliegen. Bij kleinere modellen kan de kleinere koorde én de lagere vliegsnelheid weer nadelig zijn als het Reynoldsgetal te laag gaat worden, waardoor de profielweerstandscoëfficiënt hoger wordt en ddamee de totale profielweerstand wwer negatief beïnvloed.
idd. het is mss leuk om te weten dat een vleugel met een bepaalde spanwijdte, die een bepaalde lift geeft bij een snelheid, in principe dezelfde geinduceerde weerstand heeft als een andere met andere slankheid (maar zelfde span etc). de minder slanke heeft dan een groter omstroomd oppervlak (en profiel weerstand), maar, wel een lagere minimale snelheid (afhankelijk van het profiel). men kan voor een motorkist een vleugel ontwerpen die de maximale benodigde lift kan geven (om te starten, landen, of scherpe bochten), maar niet teveel weerstand. Pylonracers en airliners. is landen en veel G niet echt nodig, dan zijn heel kleine vleugels al genoeg voor de draagkracht bij snelheid. (kruis "missiel") een andere grappige uiting hiervan, zijn bepaalde race dubbeldekkers, met 2 heel slanke vleugels. de geinduceerde weerstand benadert dan weer een 1 dekker met 1 doorgaande koorde en normale slankheid. een voorbeeld bij zwevers, is hoe een zwever die iets "slechter" is dan een grotere slankere met, gelijk gewicht, soms sneller over land kan komen. (volgens mij, asw27 vs. in ieder geval Eta)
Sorry, reactie op oude post. @Rick NL, wat bedoel jij met tapsheid? Ik zie even niet hoe je A en tapsheid gelijk kunt houden en toch de slankheid veranderen. Heb je een voorbeeldje met wortelkoorde, tip koorde en spanwijdte?
Zoals gewoonlijk begrijp ik van jullie hoge niveau erg weinig. Maar dat geeft ook niet. Maar het viel me van de week ineens zomaar op dat de wieken van wind turbines bij de wortel heel dik zijn en aan de tippen heel slank. Dit zal best met de krachten te maken hebben. Maar dat slanke heeft ook met de snelheid te maken denk ik. Of zeg ik iets doms?
inderdaad, kort gezegd is meer oppervlak niet nodig (en zou nadelig zijn) om de wind genoeg te "vangen" (teveel is nadelig dan waait de wind te veel deels letterlijk om de molen heen). heeft men toch meer oppervlak richting de tippen, dan is de optimale snelheid van de tippen, lager. (bijv. klassieke windmolens of die amerikaanse waterpomp "windmotoren"). (ik kan dit mss later nog beter verwoorden). je zou kunnen stellen, dat het midden eigenlijk noodgedwongen met lagere snelheid functioneert, en daarom meer oppervlak moet hebben. (beetje de stelling wat ik zei van die klassieke molen, anders toegepast) interessante vid mooi te zien hoe snel de tippen vgl de wind gaan. @Bertus ik zie het zo, dat je de vraag stelt die ik ooit stelde. niet doms oid. kan zelfs wat ik nog nieteens bedacht had te vragen.
@Hein.z Tapsheid is de verhouding tussen de tipkoorde en wortelkoorde. Wanneer je de tapsheid èn het oppervlak helijk wilt houden kan je de slankheid verhogen en tip+ wortelkoorde verkleinen. Voorbeeld 1: -Vleugel 2 meter spanwijdte en 25cm wortelhoorde en 15 cm tipkoorde> slankheid = 200/(25+15)/2 = 10 tapsheid = 15/25 = 0.6 Voorbeeld 2: -Vleugel 2.5 meter spanwijdte 20 cm wortelkoorde en 12 cm tipkoorde > Slankheid = 250/(20+12)/2 = 15.6 tapsheid = 12/20 = 0.6 Bij propellers en rotors is de tapsheid vooral omdat bij de wortel de snelheid relatief laag is heb je veel oppervlak nodig, bij de tippen waar die laag is heb je minder oppervlak nodig om een mooie (lees efficiënte) kracht verdeling over het blad te krijgen.
idd en, uiteindelijk, ook om met zo min mogelijk materiaal kosten, een zo rendabel mogelijke turbine te bouwen. een molen met meer tip oppervlak maar minder diameter, vangt minder wind kan men inzien. en, bij windturbines telt ook de krachtverdeling op de wind. een turbine die wind teveel vertraagt, maakt dat andere wind eromheen waait (de aanloop van de wind die de tippen zal raken, komt van een kleinere diameter). er is een beetje stijgen, voor en boven de rotor. ik denk echt dat een normaal zweef model hierop zou kunnen helling zweven. toestemming om te proberen zal wel lastig zijn
Ja ik bedoelde het niet om het draadje om te buigen naar turbines. Ik bedoelde het meer zo van, bij de as is de snelheid laag dus is hij dik en breed. Bij de tip is de snelheid hoog dus is hij slank en dun. Ik dacht dat dat dus bij vleugels van vliegtuigen ook zo moest zijn. Dat was dus mijn simpele redenering. Dit omdat, zo dacht ik, ze aan die bladen ook veel gerekend hebben.
inderdaad ik vermoed zelfs dat ze iets extras doen (ik probeer het zo goed mogelijk te verwoorden) omdat het bouwmateriaal versus opbrengst zo veel "kosten". dit is ook zo, in de natuur, bouwstoffen om bijv. een Albatros te maken. wat blijkt; over het algemeen, is de elliptische liftverdeling optimaal, geeft de laagste geinduceerde weerstand. maar, als de spanwijdte (of bij turbine, diameter) in principe vrij is, kan men met hetzelfde materiaal, belastbaarheid, en een grotere spanwijdte, terwijl men de tip dmv. verdraaiing ontlast, 12% minder geinduceerde weerstand halen (als ik het goed herinner). de tippen geven dan wat extra aandrijving grof gezegd. bij de windmolen, ook nog eens extra diameter (moment arm). ik weet bijna zeker dat dit in moderne molens verwerkt zit, maar ik weet niet of ze dat zelf bij naam weten. (de ontwerpers) dit is een vid erover; (kan mss lastig zijn) toevallig of mss niet toevallig, ook een groot verschil tussen tip en wortel. edit: het lijkt in die paraglider test vid ook wel zichtbaar, dat de wervel een behoorlijk eind binnenboord van de tip zit, dat duidt er wel op dat dat principe in die windturbine verwerkt zit. een nadeel voor modellen met een groot snelheid bereik gewenst (niet 1 snelheid, bij gelijk gewicht) met die liftverdeling, is dat men de vleugel moeilijk kan optimaliseren per moment, op de snelheid. vogels kunnen dit wel met hun bediening van de vleugels. bij windturbines is de belasting ook variabel (hoe zwaar men de dynamo aan de rotor laat trekken) en kan men de wieken over een zeker wind bereik optimaal inzetten, met verdraaiing van de bladen nog wijder bereik. (vooral als het hard waait, toerental onder bedwang houden en de krachten)
