Na enige studie ben ik er wel achter dat het vrijwel onmogelijk is om op basis van "internet wijsheid" een sluitend antwoord op de vraagstelling "heeft de vertikale positie van de vleugels invloed op de rolstabiliteit van een vliegtuig" te geven. Ik denk dat je hiervoor standaardwerken uit de vliegtuig aerodynamica nodig hebt, en die bezit ik niet. Je zou dit bijna als een aardige scriptie opdracht voor een student op dit gebied kunnen formuleren, maar ik ben niet meer in de positie om dat te doen. Navraag bij een deskundige in bijvoorbeeld Delft zou misschien ook al het antwoord direct kunnen leveren, maar daar wacht ik maar mee tot die gelegenheid zich eens voordoet.
En om nog even terug te komen op een eerdere opmerking over "Peter en aanhangers", ik beschouw mezelf niet als een aanhanger, ik heb Peter z'n beschouwingen op sommige punten verdedigd omdat ik dacht dat die correct waren. Uit onderstaande mogen blijken dat ik helemaal niet weet waar ik moet staan (of hangen).
In de eerste plaats loop je vast op wat ik bijna "geloofs" kwesties zou willen noemen, en in de tweede plaats worden er her en der nogal wat begrippen op verschillende wijze geïnterpreteerd of zelfs gedefiniëerd. Wat daarbij ook al niet helpt is dat de meeste op dit soort zaken slaande Wikipedia pagina's rammelen, zoals dikwijls zelfs ook expliciet wordt aangegeven.
Een voorbeeld is het "pendulum effect", en in het verlengte daarvan het "keel effect".
De educatieve site Allstar Network (waaraan door NASA wordt meegewerkt)
Stability of an Airplane - Level 3 geeft onderstaande over het "keel effect"
Keel Effect
Most high wing airplanes are laterally stable simply because the wings are attached in a high position on the fuselage and because the weight is therefore low. When the airplane is disturbed and one wing dips, the weight acts as a pendulum returning the airplane to its original attitude.
Hier wordt dus een massa-traagheids verklaring gebruikt, en worden keel effect en pendulum effect in één adem genoemd, min of meer als elkaars synoniemen.
Een Wikipedia pagina
Relaxed stability - Wikipedia, the free encyclopedia zegt het volgende over de rol van de vertikale plaatsing van de vleugels:
Vertical wing position
The vertical positioning of the wing changes the roll stability of an aircraft.
An aircraft with a "high" wing position (i.e., set on top of the fuselage) has a higher roll stability. A Cessna 152 is an example.
An aircraft with a "low" wing (i.e., underneath the fuselage) has less roll stability. A Piper Pawnee is an example of a "low" wing.
This is commonly explained through the analogy of a pendulum-style effect, but this explanation is incorrect (see Pendulum rocket fallacy). Instead, this effect is due to the aircraft's response to sideslip. An aircraft which is rolled to one side will tend to start to sideslip towards the low side of the airplane. A high wing tends to cause the aircraft to roll away from the sideslip, which tends to level the aircraft. A low wing tends instead to roll into the sideslip, increasing the roll angle and therefore increasing the sideslip further.
Hier wordt dus al min of meer het antwoord op de oorspronkelijke vraagstelling gegeven:
lage vleugel = minder stabiel.
Maar wat is de betrouwbaarheid? Wel interessant is om te lezen dat hier het "pendulum effect" volledig van tafel wordt geveegd. De verklaring voor de stelling wordt gezocht in verschil van de invloed van "side slip" op het rolmoment dat hierdoor op het vliegtuig wordt uitgeoefend:
hoge vleugel --> rolmoment tegenwerkend aan rol draairichting --> stabiel
lage vleugel --> rolmoment meewerkend aan rol draairichting --> onstabiel
Een uitleg hiervan of verklaring hiervoor ontbreekt echter. Ik kom hier later op terug, want ik ben nog niet klaar met de "keel" en "pendulum" effecten.
In een andere Wikipedia pagine, cpecifiek over het "Keel Effect",
Keel effect - Wikipedia, the free encyclopedia, staat:
In aeronautics, keel effect is the result of the sideforce-generating surfaces being above (or below) the center of mass (which coincides with the center of gravity) in any aircraft. Examples of such surfaces are the vertical stabilizer, rudder, and parts of the fuselage. When an aircraft is in a sideslip, these surfaces generate sidewards lift forces. If the surface is above or below the center of gravity, the sidewards lift forces generate a rolling moment.
Hier staat dus dat een laag zwaartepunt in relatie tot de horizontale krachten op vertikale vlakken van het vliegtuig (vertikale stabilisator, (richtings?)roer, gedeeltelijk de romp) gunstig is voor de rolstabiliteit. Als je de vleugels lager plaats, verplaatst het zwaartepunt ook naar onder, dus zou dit volgens deze redenering juist positief uitwerken.
Even later op dezelfde Wikipedia pagina staat ok nog:
Keel effect is also called "Pendulum Effect" because a lower center of gravity increases the effect of sideways forces (above the center of gravity) in producing a rolling moment. This is because the moment arm is longer, not because of gravitational forces. A low center of gravity is like a pendulum (which has a very low center of gravity).
Hiet wordt dus het "keel effect" gelijk gesteld aan het "pendulum effect", maar vindt dat laatste niet zijn oorsprong in massatraagheids effecten, maar puur op grond van krachtwerklijnen in relatie tot het zwaartepunt.
In de site
Aircraft Design Characteristics (Part Three) – Lateral Stability (Rolling), die pretendeert zich vrijwel geheel te baseren op FAA documentatie, wordt de laatste interpretatie/definite van het "keel effect" bevestigt:
Keel Effect and Weight Distribution
An aircraft always has the tendency to turn the longitudinal axis of the aircraft into the relative wind. This “weather vane” tendency is similar to the keel of a ship and exerts a steadying influence on the aircraft laterally about the longitudinal axis. When the aircraft is disturbed and one wing dips, the fuselage weight acts like a pendulum returning the airplane to its original attitude.
Laterally stable aircraft are constructed so that the greater portion of the keel area is above and behind the CG. [Figure 4-26] Thus, when the aircraft slips to one side, the combination of the aircraft’s weight and the pressure of the airflow against the upper portion of the keel area (both acting about the CG) tends to roll the aircraft back to wings-level flight.
Dus ook hier wordt het "keel effect" zuiver op grond van krachten gedefinieerd, en niet op grond van massatraaghed. Maar de relatie met het "pendulum effect" (laatste zin eerste alinea van het citaat) is mij volstrekt onduidelijk, zover ik het begrijp wordt het rompgewicht hier nog eens apart beschouwd wat volgens mij klinkklare onzin is.
Zo kunnen wat betreft "keel" en "pendulum" effecten nog wel even doorgaan. Wat mij wel opvalt is dat met name het pendulum effect gezien vanuit een massatraagheids ooppunt veelal te vinden is in RC modelvlieg sites. Twee voorbeelden:
RC Plane Tips | eHow.com zegt:
The typical second RC plane is a low-wing trainer. These planes require a little more effort to fly. A high-wing trainer uses the pendulum effect to help stabilize the plane after a rudder-based turn. Since the plane is tilted and all the weight is below the wing, the plane naturally wants to return to a neutral position. With low-wing aileron planes, no pendulum effect is seen, so the pilot must fly the plane back to neutral. Here, too, an experienced pilot can help teach the techniques needed
En de site
RC Aircraft Proving Grounds - Aerodynamic Center Lateral Stability zegt:
High Wing Effect
Aircraft with high wings (wings which are above the c of g) will have more lateral stability than aircraft which have low wings (below the c of g.) This is often referred to as the pendulum effect. Essentially the mass of the aircraft tends to swing back under the wing when disturbed laterally. Conversely the low wing aircraft is unstable laterally, just as a pendulum would be if you balanced it upside down. The movie below demonstrates this effect.
Als "buitenstaander" lukt het me dus niet om op grond van gegevens die op internet te vinden zijn een uitspraak te doen over de vraagstelling. Als er steeds aan bepaalde begrippen andere en zelfs soms tegenstrijdige uitleg wordt gegeven, kan ik er geen brood van bakken.
Over de eerste Wikipedia pagina waarin wel een duidelijke uitspraak werd gedaan nog het volgende. In hoofdstuk 2 (Principes van het Vliegen,
http://www.civ.zweefportaal.nl/docs/theorie_van_het_zweefvliegen_h2_v11.pdf) van de publikateie "Theorie van het Zweefvliegen" van het KNVvL wordt een zelfde uitspraak gedaan:
Momentenevenwicht om de langsas
In paragraaf 2.7.11 is afgeleid dat op een vleugel met V-vorm in slippende vlucht een moment ontstaat dat zal trachten de dwarshellingshoek te verkleinen.
Het totale rolmoment van de vleugel waarin de V-vorm de belangrijkste bijdrage heeft wordt dus kleiner bij een laagdekker en groter bij een hoog- dekker door deze vleugel-romp interferentie. De bijdrage van het vertikale staartvlak is gewoonlijk niet groot. Deze hangt af van de grootte en ligging van het aangrijpingspunt van de dwarskracht op het vertikale staartvlak.
Samengevat: het rolmoment van een vleugel met V-vorm in slippende vlucht wordt voornamelijk door een rolroeruitslag in evenwicht gehouden.
Hier wordt dus van een vleugel-romp interferentie gesproken, maar evenals bij de Wikipedia pagina ontbreekt een echte onderbouwing. De figuur helpt daarbij ook niet echt, zeker niet zondere verdere uitleg.
Nogmaals kort samengevat: Ik kom er op grond van deze informatie niet uit!!!!
Groet,
Ad Bakker
... hoogteroer en richtingsroer zal niet echt veel op te merken zijn denk ik, omdat het gewicht door beide roeren niet over grotere afstand verplaatst wordt.[/edit]
Ik heb mij een paar keer nogal geprikkeld getoond over de wending die naar mijn idee de discussie kreeg.
ntopic: