OK, weer verder.
Heb beloofd een tweede gevolg van windshear te bespreken.
Tot nu toe hebben we het alleen gehad over de invloed ervan op de (lucht)snelheid en de daarmee gepaard gaande verschijnselen.
Windshear kan dus ook invloed hebben op het koersverloop van een (model)vliegtuig.
Wil je dit volledig begrijpen dan moet ik voor diegenen die nog niet zo thuis zijn in de aerodynamica eerst iets anders uitleggen, de
richtingsstabiliteit.
We bekijken eerst een vliegtuig van boven:
en eentje van op zij:
Door het ZPT van een (model)vliegtuig loopt een denkbeeldige as, de topas, van boven naar beneden.
Eerlijk gezegd, ik heb ook wel eens gehoord dat dit door het L (liftpunt) of een andere aerodynamisch punt zou lopen, maar laten we daarvoor indien nodig een ander draadje starten
De romp kan om dit punt heen roteren. Je hebt niet veel fantasie nodig om hier een windvaan in te herkennen, dat ziet er precies hetzelfde uit.
In de vorm van een kip, een schip, een pijl, het maakt niet uit. Of het een doosvorm heeft of een plat vlak is, het maakt weinig uit.
Een windvaan gaat alleen maar precies in de wind staan als de oppervlakte ACHTER de as groter is als die ervoor. In principe, hoe groter dat achterste gedeelte is, hoe beter hij "de wind opzoekt".
Als het (model)vliegtuig, aangedreven door de motor (of een door de zwaartekracht aangedreven zwever) een bepaalde kant op vliegt ontstaat er een luchtstroming, soms ook wel de "vliegwind" genaamd. De neus van een (model)vliegtuig zal door het windvaaneffect altijd met zijn snufferd die "vliegwind" opzoeken, ofwel met zijn neus wijzen in de richting die de massa van het vliegtuig op gaat.
Bij (model)vliegtuigen noemen we dus deze eigenschap dan ook het windvaaneffect. Hoe beter de windvaan, cq (model)vliegtuig de "wind" opzoekt, hoe
richtingsstabieler het is.
Je ziet dus dat de toevoeging van drijvers bij watervliegtuigen, die voorwaartse oppervlakte een stuk groter wordt, dus de richtingsstabiliteit sterk terugloopt
Maar in het andere draadje zit ik nou juist er op te hameren dat wind geen invloed heeft op een vliegtuig, en dat blijft zo. Waar we nu naar gaan kijken is het effect van een zijdelingse luchtstroming, die het (model)vliegtuig IN DE LUCHT ervaart!
Dat kan bvb komen omdat de vlieger een uitslag geeft met het richtingsroer, waardoor het model korte tijd scheef door de lucht heen gaat en (in feite het meest de romp) een zijdelingse "wind" voelt.
Een andere oorzaak kan de shear zijn. Door een plotselinge windstoot, óf het vliegtuig komt zeer snel in een andere luchtlaag terecht, die een andere richting heeft. Het duurt dan even voordat het zich aangepast heeft en vliegt korte tijd "scheef" door de lucht heen, het ervaart dus een zijdelingse luchtstroming.
Maar het windvaaneffect is een absolute noodzakelijkheid voor het maken van een bocht. Daar wil ik nu niet op in gaan, om de scope van dit draadje te beperken.
Het is echt belangrijk hier goed te begrijpen dat dit niks met "gewone wind" te maken heeft, de wind van langsstromende lucht die wij voelen, vastgeplakt op de grond.
Het gevolg van het windvaan effect is dat door de hefboomwerking van de staart, de neus van het toestel de nieuwe stromingsrichting wil gaan opzoeken, hij draait nu om de topas heen naar de nieuwe koers zodat de stroming weer mooi evenwijdig langs de romp loopt.
Is de verstoring van korte duur, dan zal de koers van het model slechts weinig veranderen of misschien wel terugkeren naar zijn oude koers. Is het min of meer permanent dan zal de neus steeds blijven proberen deze zijdelingse stroming te nivelleren door met de neus bij te gaan draaien. Dat zie je dus bij slippend vliegen (met je richtingsroer), de neus wil steeds richting de scheve aanstroming gaan draaien.
Een mooi effect bij modelvliegtuigen en of raketten is te zien als je met een rotvaart verticaal omhoog gaat. Indien je dat toevallig doet, dwars op de wind, dan zal de neus zichzelf steeds in een andere luchtlaag boren waar de wind nét weer even sterker is.
Het gevolg is dat de neus van het model of raket ahw de windrichting gaat opzoeken!
De ramp met het ruimteveer Columbia was ten dele te wijten aan een windshear. De door de brand al verzwakte constructie boorde zich met de inmiddels zeer hoge snelheid in een luchtlaag, waar het veel harder waaide. De resulterende krachten werden teveel voor de shuttle en hij desintegreerde.
.
