Beter laat dan nooit, maar hier gaan we dan.
- Het zwaartepunt
- Het drukpunt
- Het aerodynamische drukpunt (het rekenpunt, aerodynamic centre).
Ik veronderstel even:
- zwaartepunt = centre of gravity
- drukpunt = centre of pressure
- aerodynamisch drukpunt = aerodynamic centre
Het centre of pressure en het aerodynamic centre hebben betrekking op de vleugel van een vliegtuig, en komen uit twee verschillende (maar equivalente) manieren van het beschrijven van de krachten op een vleugel.
De beschrijving met het centre of pressure maakt de zaken (voor mij toch) onnodig ingewikkeld, omdat het centre of pressure heen en weer verschuift bij het veranderen van de invalshoek (angle of attack) van de vleugel, en zelfs achter de vleugel kan liggen.
De beschrijving met het aerodynamic centre maakt de zaken simpeler, omdat het aerodynamic centre ligt op 25% van de mean aerodynamic chord (gemiddelde aerodynamische koorde). Voor een rechthoekig paar vleugels is dat gewoon in het midden (waar de romp gewoonlijk zit) en op 25% van de vleugelkoorde achter de neus van de vleugel.
In die laatste beschrijving kan je de aerodynamische krachten op de vleugel beschrijven door de lift, de drag (weerstand) en het nose-down pitching moment die allemaal aangrijpen op dat aerodynamisch centre. Dat moment (heet ook moment in het Nederlands) is een 'wringende' kracht die de neus van een vleugel naar beneden tracht te drukken. Ruwweg, hoe groter de welving van de vleugel, hoe groter het nose-down pitching moment. Symmetrisch profiel: geen pitching moment.
De meeste vliegtuigen hebben naast een vleugel ook nog een romp, een staart, landingsstel, waar overal aerodynamische krachten op werken. Zoals het aerodynamic centre een 'gemiddelde' is van de vleugel waarop 'alle' aerodynamische krachten werken, zo is het neutral point het gemiddelde van het hele toestel.
Je kan nu het zwaartepunt voor- of achter het “aerodynamic centre” leggen. In beide gevallen kan het stabilo voor de stabiliteit zorgen.
Het stabilo zorgt niet zomaar voor stabiliteit. Het stabilo moet zorgen voor een nose-up pitching moment. Dat moment grijpt aan in het neutral point, en compenseert precies het nose-down pitching moment van de vleugel. Het is de ligging van het zwaartepunt ten opzichte van het neutral point die voor stabiliteit zorgt. Ook voor toestellen zonder stabilo of met een canard. De afstand tussen zwaartepunt en neutral point noemt men de static margin.
Het aerodynamic centre (dus van enkel de vleugel) ligt op 25% MAC. Met enkel een vleugel ligt ook het neutral point daar. Maar zodra je een staart toevoegt, leg je het neutral point verder naar achter. Het zwaartepunt wil je graag voor het neutral point, omdat je dan een stabiel toestel krijgt. Leg je het zwaartepunt achter het neutral point, is je toestel onstabiel.
Mijn vraag is nu:
Als ik het zwaartepunt voor het aerodynamic centre leg, moet het stabilo een positief moment gaan leveren, d.w.z. een kracht omlaag.
Moet ik dan het profiel van de stabilo op zijn kop maken? (d.w.z. de convexe kant naar beneden).
Ook als je het zwaartepunt achter het aerodynamic centre legt (of zelfs achter het neutral point) moet je stabilo een positief (nose-up) moment leveren, en dus een kracht omlaag.
Je
kan de convexe kant naar beneden maken, maar om voldoende moment te krijgen moet je een profiel kiezen met veel welving, wat het risico op stall van je stabilo verhoogt (dat wil je niet), extra weerstand genereert (dat wil je ook niet) en mooier zal je kist er niet op worden (daar kan je misschien mee leven).
Meestal (en dat is een goed compromis gebleken tussen voor- en nadelen) wordt het stabilo eenvoudig gebouwd (platte plank of platte onderkant) en wordt het zo gemonteerd dat de koorde naar beneden wijst als je de koorde van de vleugel horizontaal houdt.
Have fun @
Altitude 100
P.S. Zogenaamde reflex-camber profielen hebben wel welving maar toch geen nose-down pitching moment en worden gebruikt in vliegende vleugels zonder pijlstelling à la NASA Helios.
).
nu komt de lucht dus niet van voren aan, maar van onderen, iets achter de profielneus. Eén deel gaat bovenlangs, de rest onderlangs.