Grondsnelheid versus luchtsnelheid, ofwel de invloed van de wind

@Serge
Heel fijn dat je het zo opgepakt hebt.
(en leren doen we allemaal nog dagelijks)

Groet Huib

 

Precies gewoon mee blijven doen. Ik merk overigens wel dat er extra ge-agiteerd op Henri's voorbeeld hier gereageerd wordt, terwijl hij gewoon gelijk heeft. Ik heb dat zelf nl in post nr #10 ook proberen te zeggen.
Ik heb geaccepteerd dat Richard dat onder windshear laat vallen en voorlopig buiten beschouwing wil laten.
Toch aanvullend dit voorbeeld uit de praktijk. Heb uitvoerig ge-experimenteerd met de plek van de T-can op de romprug. Het blijkt dat naar mate deze een grotere afstand kreeg tov van het zwaartepunt het toestel meer de wind in draaide met crosswind. Uiteindelijk zoveel dat er constant richtingroer van de windrichting af gegeven moest worden om een gelijke heading tov de grond te handhaven. Daar is onmogelijk mee te vliegen. Dit gebeurd dus alleen in vlagerige crosswind situaties. Helaas is dat vaak het geval en is het op koers blijven vliegen in dat geval een behoorlijke opgave.

 

één korte opmerking dan (kort voor mijn doen), jullie vragen er nu zelf om

Wat Hans en ik beschrijven heeft regelrecht te maken met wat ik eerder al schreef; alle toestellen (groot of klein) hebben met dezelfde krachten en wetten te maken. Alleen de verhoudingen veranderen.

Wat wij beschrijven, is hier het gevolg van. Bekijk een vliegtuig recht van opzij. Het grootste oppervlakte is het kielvlak. Het is dus logisch dat bij een 90 graden crossind de kracht die deze wind op een kist zet, op het kielvlak groter is dan op de neus, sterker nog, dat is simpele natuurkunde. Dat wil dus zeggen dat het kielvlak méér verplaatst door de wind, dan de neus. Effectief: het toestel draait de neus de wind in, naast dat het verlijert natuurlijk.

Waarom doet een Boeing dat dan niet? Omdat er door de voorwaartse snelheid óók een luchtstroom ontstaat, de luchtsnelheid. Kijk nu recht van voren en laat het toestel iets gieren in de vliegwind. Als het gaat gieren, ontstaat er bij het kielvlak een tegenmoment, omdat het kielvlak niet meer recht op de vliegwind staat, wat een resulterende kracht opwekt.

Welnu, bij een Boeing 747 is de voorwaartse snelheid dermate groot, naar verhouding, dat de kracht die de zijwind op het kielvlak uitoefent, teniet gedaan wordt door bovenstaand beschreven kracht, verwaarloosbaar is.

Bij een 2m F3A kist die tegen stall aanhangt, is dat echter anders. F3A kisten zijn goedmoedige toestellen met een relatief lage vleugelbelasting, ze stallen van nature al vrij slecht, om die in een stall te krijgen, heeft het toestel nog maar een marginale luchtsnelheid, een luchtsnelheid die in verhouding de 0 benaderd. Hierdoor is het tegenkoppel wat er bij een giermoment ontstaat, verhoudingsgewijs véél kleiner dan bij een 1:1 kist, en is ineens het giermoment wat ontstaat door het oppervlakteverschil tussen neus en kielvlak, niet verwaarloosbaar meer, maar gaat het een rol spelen in de uitkomst van het geheel; oftewel; het toestel draait de neus de wind in.

Dat zou een boeing ook doen, als je er zo langzaam mee kon vliegen. Dat kan echter niet, voordat je die luchtsnelheid bereikt hebt, ligt het ding al in gruzelementen op de grond.

Een krom voorbeeld wat het wel duidelijker maakt.. als ik aan de achterkant tegen 1:1 vrachtwagen aanduw, zal er heel weinig gebeuren, afgezien van dat ik rood aanloop. Doe ik dat bij een vrachtwagenmodel, zal het ding draaien.

 

We hebben het hier over constante wind, zie post 1. Jij hebt het over windvlagen, wat zeer nadrukkelijk niet bij deze discussie hoort. Bij constante wind gebeurt er helemaal niks, welke kant je ook opvliegt. Windstil of constante wind is voor een vliegtuig exact hetzelfde.

Als je denkt dat bij constante wind dit op gaat:

heb je de strekking niet begrepen.


Nogmaals, zie post 1 en hou het daar bij.

 

Tja... Henry, als wat je schrijft op zou gaan voor constante wind, dan zou een grote ballon sneller door de wind worden meegevoerd dan een kleine... de grote vangt immers meer wind...

 

Ik heb het niet over windvlagen, maar over constante wind.

Een luchtballon is niet aangedreven. De verhoudingsverschillen waar ik het over heb, ontstaan door het feit dat het over aangedreven toestellen gaat. De 'vliegwind' is daarbij een belangrijke factor, oftewel de luchtsnelheid.

Een ballon heeft geen luchtsnelheid. Die vergelijking is dus krom.

Als jij die twee ballonnen met een touw aan elkaar knoopt en dan aangedreven crosswind zult laten vliegen, zal de grote meer verlijeren dan de kleine.

 

Tja... toch kan ik me nauwelijks iets voor de geest halen met een lagere luchtsnelheid dan een luchtballon...

 

Nee. Je hebt hem nog steeds niet door. Ze verlijeren allebei precies even snel, omdat constante wind exact hetzelfde is als windstilte.

 

Overigens misschien wel een ander interessant iets dan..

bron: NASA (Cross Winds)

Dat gaat wél over windvlagen. Misschien dat ons meningsverschil daarin besloten ligt?

Wat ik zie, in de praktijk, is dat mijn toestel, als ik het rudder niet aanraak, bij een spin-entry de neus in de wind draait. Dat kan theoretisch best onmogelijk zijn, maar dat is wat er in de lucht zichtbaar is. Ik probeer daar een verklaring voor te vinden en zeg geenszins dat mijn bedenksels hierboven de waarheid zijn. Het is een poging van mij te verklaren wat ik zie.

Als het het niet begrepen heb, by all means, leg het dan uit

 

Precies, dat gaat over windvlagen. Maar nogmaals: daar gaat het hier in dit draadje nou juist NIET over. Lees post 1 nou eens! Het lijkt wel of je het er om doet zeg.

Die verklaring is allang gegeven, samen met de onderbouwing waarom het niet door een constante (constante!!!) wind kan komen.

 

Henri, je hebt helemaal gelijk wanneer je schrijft:

Er is echter één probleem, die wind is er niet!!!!!! Jouw redenering gaat mank op het feit dat je van een verkeerde veronderstelling uit gaat. Het vliegtuig bevind zich in een pakket lucht dat zich met een bepaalde snelheid over het aardoppervlak beweegt. Dat hele pakket schuift dus met, bijvoorbeeld 100km/uur, over de grond.
Het vliegtuig vliegt IN dat pakket lucht in een richting die dwars op de luchtstroom staat. Vanaf de grond LIJKT het zo dat het vliegtuig de wind van opzij krijgt maar dat lijkt alleen maar vanaf de grond zo. In het vliegtuig zal de piloot en alle andere inzittenden daar geen ene moer van merken omdat het vliegtuig gewoon met de luchtstroom mee gaat.
DAAROM maakt het dus ook niets uit of je in dit geval tegen de wind indraait of juist met de wind mee. Je merkt er in het vliegtuig helemaal niets van! Echt waar niets, rien, nichts, τίποτα, niente, nada enzovoorts.
Dit heb ik niet uit boeken of van anderen maar uit eigen ervaring uit de periode dat ik zelf heb gevlogen!

 

@Arjan: even voor de goede orde; ik heb het al de hele tijd over constante wind. Jij trekt de conclusie dat ik het over windvlagen heb, dat is niet zo. Ik doe niets nergens om, ik probeer dingen te redeneren. Die ene keer dat ik het niet over constante wind heb, is in reactie op jou en dan zeg ik het er ook bij dat het over windvlagen gaat.

Ok.. en wat is constante wind? Wanneer noem je wind constant?

 

Ik doe hier niet aan mee, sorry.

 

Volgens mij hebben jullie het toch mis hoor Hans (en Henri), dat windvanen bestaat niet echt, dat is (het gevolg van) een stuurfout.

Misschien kan een gedachtenexperiment helpen.

Ten eerste stel je voor dat het volkomen windstil is en je doet die spin. Is er dan sprake van windvanen? Nee uiteraard niet.

Vervolgens stel je je een enorm grote doos voor gevuld met lucht, een doos van zeg maar 500 bij 500 bij 500 meter. In de doos vlieg jij je spin. Is er sprake van windvanen? Nee natuurlijk niet.

Volgende stap we hangen die doos onder een héél grote luchtballon (het is een gedachten experiment dus alles kan , en die ballon laten we op, en deze drijft mee met de wind. Er staat een stevig windje, windkracht 7 of zo. Binnen in de doos die onder de reusachtige ballon hangt vlieg jij je spin. Gaat je toestel windvanen? Ik denk het niet.

Waardoor komt het windvanen dan wél? Ik ben vooralsnog van mening dat het 't gevolg is van teveel opsturen om de kist op lijn te houden. Wat je zou moeten doen is de kist licht opsturen om het driften tegen te gaan maar door tegensturen met rol voorkomen dat hij gaat windvanen. Of misschien juist opsturen met rol en met de wind méé rudderen. Zeker weet ik het niet, de spin bij cross-wind is niet mijn sterkste figuur en het is ook al weer van 2009 geleden (B-08/09 programma) dat ik hem gevlogen heb

 

Henry, dat windvanen van jou met die F3A kisten van nu is logisch, hun zijwaardse rompoppervalk is soms bijna net zo groot als het vleugel oppervlak. Dat heeft niks meer met kielvlak of zo te maken.

Natuurlijk zal een easystar mits op een paal gezet eerder met de neus in de wind staan,maar optisch minder opvallend. Maar tijdens het vliegen heb je met die F3A kist daar optisch meer last van.
Mijn F117 had daar heel veel last van, het rompoppervlak voor het zwaartepunt was groter dan achter het zwaartepunt en zodra ik een bocht wilde maken kwam het model in een spin omlaag. Na het vergroten van de kielvlakken was dat voorbij. Als je mijn Simple-Jak bekijkt dan is dat ook het geval en dit model heeft ook bij veel wind last van windvanen, ook hier is het oppervlak van de romp achter het zwaartepunt groter dan ervoor.

 

Als ik de postings van anderen hier goed lees, heeft zijwaarts rompoppevlakte er niets mee te maken, is het niet van invloed?

En zie daar, de eerste afhaker is er al weer bij zodra ik wat post.. dus toch maar gewoon niet meedoen

 

Mensen, zoek een zweefvliegclub in de buurt en neem eens 10 praktijklessen voor de lol. Errruuug nuttig... enne probeer eens te praten met die lui over wind...

 

Ben blij dat Henri de quote van de Nasa heeft gevonden:

"Unsteady cross wind gusts will introduce additional forces on the aircraft due to changes in the angle of attack of the vertical stabilizer"

Dat is precies wat ik al vermoede hoe het werkt en wat je in de praktijk ziet. Wind is altijd wel in meer of minder mate 'unsteady' en een toestel zie je yaw-neigingen krijgen.

 

Hi

Een vliegtuig zal alleen steigen of dalen tijdens een bocht als de bochtradius en LUCHTsnelheid niet konstant is ten opzichte van de omringende lucht!
Bij het vliegen van bochten draaien de meeste piloten ten opzichte van de grond.
Als er dan wind staat klopt jouw bocht niet meer ten opzichte van de lucht.
Probeer maar eens met een konstante helling te vliegen in een bocht, dan is er geen steigen of dalen meer tijdens het draaien van bochten.

Grtz René

 

vanuit een vliegtuig praat je natuurkundig gezien niet van wind ,maar grondrichting .

dat je als modelvlieger nu inderdaad je figuren tov jouw positie vanaf de grond vliegt ,dan is er opeens wel de windrichting en kloppen jou beredeneringen inderdaad .alhoewel dit dan geldt voor de vlieger die zich fixeert op de positie op de grond ,maar een vliegtuig in de lucht heeft met vliegen niks met de grond te maken enkelt de lucht om hem heen en daar is geen wind voor het vliegtuig enkelt de grond die zichich in diverse richtingen met diverse snelheden verplaatst tov de vliegsnelheid van het vliegtuig .

dat je praat over crosswind bij een vliegtuig ,zegt dus dat je vliegt volgens de grond gefixeerde punten (en daar wordt inderdaad bij f3a naar gekeken) en dan moet je inderdaad knuppelen om het vliegtuig op een vaste grondsnelheid te houden en richting . dat zelfde geldt voor een zeilboot die moet laveren op een stromende rivier . die heeft dus te maken met variabele windrichting (een rivier loopt nooit recht )en ook opeens de stroming van het water .

maar als je vliegt volgens de grondrichtingen heb je dus met wat richard onder de grote noemer "windshear" wegschuift

maar je moet dus een vliegtuig zien zoals deze vrij vliegt in de lucht daar is een bocht gevlogen perfect rond en ziet er vanuit degrond uit als een overdreven komma.
zelfde gaat dus ook op voor e aanzet voor je spiraal .het maakt voor het toestel niks uit waar je heen vliegt het toestel zal altijd in een normale overtrek gaan waarop je dus de neus ziet zakken en niks ziet vanen . waarom zal een vlag aan een luchtballon nooit wapperen ?

maar zet je nu de aanzet van je spiraal aan parallel aan de start en landingsbaan zul je dus moeten sturen om schuin in de lucht te vliegen en gelijk aan de baan . nu ga je langzamer tov de grond en je brngt je luchtsnelheid omlaag ,er is minder aanstroming over je roeren dus meer roer uitslag nodig om je toestel parallel aan de baan te houden .nu heb je dus het punt dat je dus een zwaarte punt hebt dit is ook je kantelpunt nu is de hefboom werking van kielvlak naar zwaartepunt groter dan van neus naar zwaarte punt .en is dit oppervlak ook groter . en je wil dus parallel aan de baan vliegen ondanks dat de aanstroming zowat nul is op roeren , nu gaat pure natuurkunde werken .het toestel wil jij dus dwars tegen de stroming in zetten waardoor het staart vlak weggeduwt (puntje massa traagheid)wordt en de neus voor jou grondzicht zich tegen de wind zet .

hopenlijk begrijp je nu waarom een toestel voor jou grond inzicht zich tegen de "wind" wil zetten als je dus volgens grondrichtingen vliegt .