Zelf vliegtuig ontwerpen

Dit is nog best een interessant draadje.

Ik ben al een aantal jaren geïntereseerd in aerodynamica, en ben er soms wel eens mee bezig. Ik heb een versie van Solid Works kunnen krijgen, waar je dus ook de luchtstroom in kan laten simuleren. Misschien wel eens leuk een vliegtuig te gaan ontwerpen en even een digitale test te geven.

Ik vraag me alleen vaak iets af. Ik heb uit verhalen uit de Formule 1 (totaal ander iets, maar wel erg gefocusd op aerodynamica) opgemaakt dat je het liefst luchtstroom in aanraking met een object laat komen voor het veel verbogen en verdraaid is (dus "schone luchtstroom").
Waarom is zijn de staartvlakken van de meeste vliegtuigen dan meestal bijna direct achter de draagvleugels geplaatst? Het zou dan toch veel beter zijn als die een beetje hoger zijn geplaatst, zodat ze met luchtstroom in aanraking komen die minder beïnvloed is door de rest van het toestel?
Ik weet dat dit bij sommige modellen al wel het geval is, maar bij veel stuntmodellen, en mijn Graupner JSF EDF jet, is dit dus niet het geval.

Ik ben zelf ook ooit van plan een toestel te ontwerpen, voor mijzelf of iemand anders. Maar daar ga ik eerst en tijdje aan studeren om wat meer kennis er over op te doen.

 

Staartvlakken (of eigenlijk: het stabilo) zit zoals je zelf al zegt bijna direct achter de draadvleugel, maar nooit direct er achter. Daardoor zit het net in de schone lucht.
Bij hoge invalshoeken of in een overtrokken situatie kan het stabilo in de vuile lucht belanden en doet het niks meer. Dat is een groot voordeel van een T-staart; die blijft vrij van wervelingen en is bijvoorbeeld in overtrokken situaties veiliger.

 

Effe ter verduidelijking, het fabeltje dat een vliegtuig vliegt vanwege het drukverschil tussen de boven en onderkant van de vleugel is maar de halve waarheid.
Er werken meer krachten op een vliegtuig die het laten vliegen, deze zijn samengesteld uit oa.:

• De luchtstroom over de vleugel word naar beneden afgebogen, daardoor werkt er een lift kracht op de vleugel.
• drukverschil tussen boven en onderkant van de vleugel levert lift.
• de romp, mits gunstig ontworpen (meestal) levert een kleine bijdrage aan de lift.

Zo nu de staartvlakken, een T-tail is inderdaad een oplossing om het horizontale stabilo in een ongestoorde luchtstroom te krijgen, echter ook een T-tail heeft nadelen die niet onbelangrijk zijn:

• De constructie van een T-tail maakt de staart van een vliegtuig extra zwaar.
• Bij hoge invalshoeken bestaat gevaar voor een deep-stall, waarbij de turbulente lucht van de vleugel het horizontale stabilo raakt, hierdoor reageert het hoogteroer niet of nauwelijks meer met meestal als gevolg een verder overtrekken en als je pech hebt snaprollen van het vliegtuig.

Zoals PH_AJH al zei zit het horizontale stabilo bij een conventioneel vliegtuig al in ongestoorde lucht omdat de lucht over de vleugel naar beneden word afgebogen.
Dus een goede oplossing voor een laagdekker is het horizontale stabilo boven de vleugel te monteren, maar nog wel aan de romp zelf.

Een leuk programma om met stromingen te stoeien is Profili van S.T. Duranti: Profili 2.0 - wing airfoils managing, drawing and analysis software

Danny Busch
Vliegtuigbouwkundig Ingenieur.