5. BEGINSELEN VAN HET ZWEEFVLIEGEN

Beginselen van het zweefvliegen gaat over de aerodynamica van het zweefvliegen. De krachten die de langsstromende lucht op het vliegtuig uitoefent. Wanneer je de principes van de aerodynamica begrijpt, dan is er minder kans dat je bijvoorbeeld onbedoeld in een vrille terecht komt. 

EASA (European Aviation Safety Agency) schrijft voor dat elke zweefvlieger op de hoogte moet zijn hoe je veilig met een zweefvliegtuig om moet gaan. Je moet weten waar de gebruiksgrenzen liggen en waarom je daar binnen moet blijven.

In de linker kolom zie je de stofomschrijving van EASA. In de rechter kolom zie je, vertaald in het Nederlands, welke onderwerpen je voor dit examenonderdeel moet kennen.

Youtube-filmpje Ultimate freedom over een Schull Gleiter uit 1938.

Krachten Tijdens een horizontale vlucht met constante snelheid werken er vier krachten op een vliegtuig:

1. de draagkracht (in het Engels lift) die het vliegtuig in de lucht houdt
2. de zwaartekracht; de aantrekkingskracht van de aarde
3. voortstuwingskrachten; de kracht van bijvoorbeeld de propeller of de lierkabel
4. de weerstand (in het Engels drag)

De lift heft de zwaartekracht op en de propeller heft de weerstand op. Deze krachten worden met pijlen weergegeven.

Een andere benaming voor deze pijlen is vectoren.

De lengte van de pijl geeft de grootte van de kracht aan, de stand van de pijl geeft de richting aan en de plaats (aangrijpingspunt) bepaalt de 'werklijn' waarlangs de kracht werkt. De eenheid van kracht is 'newton' of N 

Momenten De pijlen geven ook aan wanneer er krachten worden uitgevoerd op een bepaalde afstand (arm) van het zwaartepunt. Een uitslag van bijvoorbeeld het hoogteroer geeft een beweging (een moment) om het zwaartepunt.  De grootte van het moment bepaal je door de kracht te vermenigvuldigen met de arm (afstand tot het punt), uitgedrukt in 'newtonmeter' of 'Nm' Een andere benaming voor dit moment is koppel. 

Zwaartepunt Het zwaartepunt is het punt van het vliegtuig waarin men zich de totale massa van het vliegtuig geconcentreerd kan denken. Het zwaartepunt is o.a. afhankelijk van het gewicht van de piloot. Hoe zwaarder de piloot hoe meer het zwaartepunt naar voren verschuift.  

We beschouwen het zwaartepunt als de oorsprong van drie denkbeeldige, loodrecht op elkaar staande assen:

1. de langsas in de lengterichting van de romp
2. de dwarsas in de spanwijdterichting en
3. de topas loodrecht naar beneden door het punt van de twee eerstgenoemde assen. 

Wanneer een zweefvliegtuig uit de vliegtuigkar komt om gemonteerd te worden, dan zie je dat het uit drie essentiële onderdelen bestaat. De romp (1) met het richtingsroer, de vleugels met de rolroeren (2 en 3) en het stabilo met het hoogteroer (4).

Eerst wordt de romp naar buiten gerold, het wiel wordt uitgedaan en de vleugels worden in de romp geschoven. De hoofdbouten houden de beide vleugelhelften bij elkaar. De romp zit daar met pennen tussenin geklemd. Daarna wordt het stabilo geplaatst en wanneer rolroer, hoogteroer en richtingsroer goed aangesloten zijn, dan heb je een vliegtuig waar je mee kunt vliegen. Voordat dat gebeurt worden alle naden met tape afgeplakt en wordt het vliegtuig goed schoongemaakt. Waarom dat nuttig is, dat leer je in dit hoofdstuk.

Spanwijdte De afstand van vleugeltip tot vleugeltip noemen we de spanwijdte. Veel zweefvliegtuigen, zoals de LS4, hebben een spanwijdte van 15 meter. Nieuwere zweefvliegtuigen en tweezitters hebben een grotere spanwijdte soms wel van 30 meter.  

Afb.. spanwijdte, wortelkoorde, tipkoorde

Koorde Wanneer je de vleugel van boven bekijkt dan zie je dat de vleugel taps toeloopt. De breedte van de vleugel heet koorde. De koorde bij de romp noemen we de wortelkoorde en de koorde bij de tip is de tipkoorde. De verhouding tussen de spanwijdte en de gemiddelde vleugelkoorde heet de slankheid van de vleugel.  

Een LS4 heeft volgens het handboek een slankheid van 21.4. De spanwijdte is 15 meter, dan is de gemiddelde koorde 70 cm.

Een DG1000 in de 20 meter versie heeft een slankheid van 22,82. De gemiddelde vleugelkoorde is dan 88 cm.   Profielen De vleugel heeft een afgeronde vleugelneus en een spits toelopende achterrand. De vleugelneus is vrij dik en stevig en de achterrand is dun. Bekijk je de onder- en de bovenkant van de vleugel, dan zie je dat de onderkant vrij vlak is en de bovenkant behoorlijk bol. Een dwarsdoorsnede van een vleugel heet het vleugelprofiel.  

Er zijn verschillende soorten profielen. Vleugels, staartvlakken en roeren hebben vaak verschillende profielen. We verdelen de profielen in symmetrische en asymmetrische profielen.  

Elk profiel heeft zijn eigen aerodynamische eigenschappen. In de tekeningen hiernaast zie je een stippellijn lopen van de voorkant naar de achterkant van de profielen. Bij een symmetrisch profiel hebben beide kanten aan weerszijde van deze lijn dezelfde vorm. Het kielvlak met het richtingsroer is hiervan een goed voorbeeld.

Bij asymmetrische profielen is dit niet het geval. De bovenkant is bol en de onderkant is bol, vlak of enigszins hol.   

Pijlvorm Bij veel zweefvliegtuigen gaat de voorrand van de vleugel iets naar achteren. De vleugel heeft dan een beetje een pijl-vorm. We spreken van een positieve pijlvorm als de vleugelvoorrand naar achteren wijkt. 

Sommige tweezitters hebben een negatieve pijlvorm. De vleugelvoorrand steekt dan naar voren. 

V-stelling Wanneer een vleugel iets schuin omhoog gaat dan spreken we van de V-stelling van de vleugel. Zo'n vliegtuig is stabieler (dit wordt bij 5.3 uitgelegd) en er is meer afstand tussen de tip en de grond in de landing.

Instelhoek De langst mogelijke rechte lijn van de achterrand naar de vleugelneus is de koorde. De hoek van de vleugelkoorde met de langsas is de instelhoek. Deze hoek is door de fabrikant ingesteld. Ook het stabilo maakt een hoek met de langsas. Deze instelhoek hoek is kleiner dan de hoek van de vleugelkoorde met de langsas.  

De aanvalshoek  De aanvalshoek is de hoek van de vleugelkoorde met de luchtstroom. Door de stuurknuppel naar voren of naar achteren te bewegen verandert de aanvalshoek tijdens een vlucht.

 Vlleugeloppervlak (S) De grootte van het vleugeloppervlak wordt weergegeven door de letter (S). Dit wordt uitgelegd bij 5.1.1