Techniek in de luchtvaart

 

De vleugel

Hoe werkt een vleugel? Onderstaande tekening en tekst komt van "Science Joy Wagon" en laat een veel gebruikte verklaring zien van de werking van een vleugel. Maar er zijn wel vraagtekens bij te plaatsen. In deze verklaring wordt een van de wetten van meneer Bernoulli gebruikt, die in de 18e eeuw leefde.

A De afstand die het luchtdeeltje boven deze vleugel aflegt is dezelfde als die van het deeltje onder de vleugel. Elk deeltje legt in dezelfde tijd dezelfde afstand af, dus het deeltje boven de vleugel gaat net zo snel als die onder de vleugel.
De krachten boven en onder de vleugel zijn hetzelfde dus er is geen lift.
De vleugel wil dus niet omhoog.
B Nu is de vleugel gekromd. De afstanden die de luchtdeeltjes moeten afleggen zijn groter. Maar de afstanden zijn gelijk, dus de kracht boven de vleugel is even groot als onder de vleugel. Er is dus geen lift.
C Het luchtdeeltje boven de vleugel legt een grotere afstand af dan het deeltje onder de vleugel. Het bovenste deeltje gaat sneller en en drukt dus minder op de vleugel.
(Je kunt ook zeggen dat de lucht boven de vleugel
"dunner" is). De kracht onder de vleugel is dus
groter en er is lift: de vleugel wil omhoog.

 

Links zie je een sportvliegtuigje waarvan de vleugel is afgehaald. Je kunt zo heel mooi de vorm van de vleugel zien. Helemaal rechts aan de vleugel zie je het linker aileron. Daarover lees je verderop meer.

Over de gaten in de vleugel lees je meer bij "Licht en sterk".


De vleugel van het vliegtuigje hierboven lijkt eigenlijk al niet op de "ideale" vleugel zoals model C (in de tekening) maar meer op model B en dat zou dus niet werken....
Maar er is meer in te brengen tegen het idee om hiervoor een wet van Bernoulli te gebruiken:
De Lockheed Starfighter heeft heel dunne, 
messcherpe vleugels
Hier wordt het vliegtuig van de gebroeders
Wright nagebouwd. De vleugels zijn dun en de
onderkant is iets hol.

De verklaring volgens Bernoulli levert maar een kleine bijdrage aan de lift van een vleugel.

De verklaring hieronder is eenvoudiger en gemakkelijker te begrijpen en bovendien worden dan opeens veel zaken ook veel duidelijker:

De vlieger gaat omhoog omdat de wind er langs blaast. En de vlieger
trekt ook nog eens stevig aan het touw.
De vleugel werkt als de vlieger. De lucht strijkt langs de onderkant van de vleugel 
en buigt af. Dit kost energie, want de lucht ondervindt weerstand door de 
botsing met de vleugel.
Door het afbuigen gaat de vleugel omhoog (lift). Maar door de weerstand wil
de lucht de vleugel ook naar achteren duwen -net als de vlieger.
 

Deze verklaring zit er wel een klein beetje naast wat betreft de vliegtuigvleugel. Ik ben voorstander van de werking van de vleugel volgens de wetten van Newton ( zie: "Wil je hierover meer weten?") maar bovenstaande verklaring bij de vlieger is wel gemakkelijk te begrijpen.

 

Wil je hierover meer weten?

 

De besturing

Een vliegtuig wordt bestuurd met stuurvlakken:

De blauwe vlakken zijn de ailerons. Dat betekent gewoon: "vleugeltjes". Het rode stuurvlak is het (richtings)roer en de groene stuurvlakken vormen het hoogteroer.

Aileron

De ailerons zijn eigenlijk kleine vleugeltjes in de grote vleugels. Ze zorgen voor deze beweging van het vliegtuig:

Als de ene aileron omhoog is, gaat de andere omlaag. Hoe werkt het?

  aileron recht: normale draagkracht
   aileron omlaag: meer draagkracht
   aileron omhoog: minder draagkracht

(De ailerons zijn van opzij gezien)

Wat er eigenlijk gebeurt is dit: door de ailerons heeft de vleugel meer of minder draagkracht. Als de linker aileron omhoog staat (minder draagkracht) en de rechter omlaag (meer draagkracht), zal de linker vleugel dus naar beneden wijzen.

Hoogteroer

Het hoogteroer zorgt voor deze beweging van het vliegtuig:

Dus stijgen en dalen. En dit is belangrijk: de beide hoogteroeren gaan dezelfde kant op. Dus beide omhoog of beide omlaag.

  hoogteroer omhoog, minder draagkracht, de staart van het vliegtuig gaat omlaag en de neus omhoog
   hoogteroer normaal, vliegtuig vliegt horizontaal
  hoogteroer omlaag, meer draagkracht, de staart van het vliegtuig gaat omhoog en de neus omlaag

(Het hoogteroer is van opzij gezien)

Richtingsroer

De staart van een vliegtuig is eigenlijk geen vleugel, maar een groot vlak. Door de staart blijft het vliegtuig beter rechtuit vliegen. In de staart zit het richtingsroer, dat eigenlijk een stukje van het staartvlak is. Het richtingsroer zorgt voor deze beweging:

 

Het werkt hetzelfde als het roer van een schip:

  roer naar links, de staart gaat naar rechts
  roer normaal, vliegtuig vliegt rechtuit
  roer naar rechts, de staart gaat naar links.

(Het richtingsroer is van boven gezien)

Hoe bedient de piloot de stuurvlakken? De foto hieronder is gemaakt in de Lockheed Constellation van het luchtvaartthemapark "Aviodrome" en laat de besturing goed zien:

Voor de piloot is de stuurkolom. Beide piloten hebben er een en ze zijn met elkaar verbonden. Als de piloot aan het stuurwiel draait (kijk binnen de witte cirkel), dan beweegt hij de ailerons. In de stand waarin het stuurwiel nu staat zou de linker vleugel naar beneden gaan. Het stuurwiel zit op de stuurkolom. Als de piloot die kolom van zich af duwt, gaat de neus van het vliegtuig omlaag en als hij de kolom naar zich toe trekt, gaat de neus omhoog. De twee voetpedalen zijn voor het richtingsroer. Om een bocht te maken, gebruikt de piloot tegelijk de ailerons en het richtingsroer.

(De meeste afbeeldingen in dit onderdeel komen van het Oscar Chanute Aerospace Museum en the Aviation History On-line Museum).

Wil je hierover meer weten?

 

De propeller

 

De propeller van Ader Een moderne propeller

Om het vliegtuig te kunnen voortstuwen wordt al vanaf het begin van de luchtvaart een propeller gebruikt. In 1890 gebruikte Clément Ader voor zijn vliegtuig een propeller die eigenlijk uit vier schepjes bestond. Doordat het vliegtuig aangedreven werd door een stoommachine vloog het nooit.

Wilbur en Orville Wright bedachten dat  propellerbladen eigenlijk de vorm van een vleugel moesten hebben. In hun Wright Flyer werd dan ook zo'n propeller gebruikt. De meest eenvoudige propeller heeft twee bladen, maar drie, vier, vijf en zes bladen komen ook vaak voor. Propellerbladen staan schuin op de as. Als ze draaien dan "snijden" ze in de lucht en werpen die lucht naar achteren. Net als een ventilator. Daardoor beweegt het vliegtuig vooruit. Als je naar de foto van de moderne propeller kijkt zie je dat er een draai in het blad zit. Dat heeft een reden. Als de propeller draait beschrijft het gedeelte vlak bij de as een kleine cirkel en de uiteinden van de propeller een grote cirkel. Je kunt ook zeggen dat de snelheid van het propeller gedeelte bij de as lager is dan het buitenste deel van de propeller. Dat betekenent dat de uiteinden van de propeller meer lucht verplaatsen dan het binnenste deel. Dat zou niet goed werken. Het is beter dat de luchtstroom gelijkmatig is. Dus dat "de tip" van de propeller net zo veel lucht verplaatst als het gedeelte bij de as. Daarom is de propeller aan de tip wat "vlakker" gedraaid. Dan verplaatst hij daar minder lucht.

Propellers kunnen bij veel vliegtuigen verdraaid worden. Dat heeft voordelen:

Bij de start staat de propeller in een kleine "spoed" zoals links 
te zien is. De motor draait sneller en de propeller neemt wat 
kleinere hapjes uit de lucht. Je kunt dit een beetje met de
eerste versnelling van een auto vergelijken.

Als het vliegtuig eenmaal op de kruishoogte is, wordt de spoed
van de propeller groter gezet en kan het toerental van de
motor omlaag. Dit vliegt zuiniger.
Als een motor uitvalt, en dat gebeurde vroeger nogal eens, dan zou
de propeller veel weerstand opleveren. Ook kan de motor door
de snelheid van de lucht gaan draaien. Er zijn wel motoren
wit-heet geworden door dit draaien. Als de propellers in de
vaanstand worden gezet, is er minder weerstand en de motor
gaat dan niet draaien. 
Dit is een motor van de Lockheed Super Constellation.

Als een vliegtuig na de landing snel moet afremmen wordt de spoed van de propellers omgedraaid, zodat ze naar achteren gaan blazen. Dit mag niet te lang duren omdat de motor weinig koeling krijgt tijdens dit afremmen.

Propellers kunnen van hout gemaakt worden. Dit is meestal het geval bij kleine vliegtuigen. De vorm van de propeller wordt gemaakt uit een stuk hout dat is samengesteld uit verschillende op elkaar gelijmde planken en meestal ook uit verschillende houtsoorten. Als er meer kracht geleverd moet worden zijn de propellers van aluminium of zelfs staal gemaakt. De stalen propellers van de Super Constellation (zie boven) zijn hol, om gewicht te besparen. De meest moderne propellers zijn van koolstofvezel en kunsthars gemaakt.

Om de propeller te laten draaien is een zuigermotor nodig of een turboprop straalmotor (zie bij de straalmotor). 

 

De zuigermotor

Of ook wel: de verbrandingsmotor. En dan bedoel ik een motor met inwendige verbranding. Dat moet even verduidelijkt worden. Een stoommachine is een motor met uitwendige verbranding. Het vuur onder een ketel water maakt stoom en via een buis gaat die stoom naar een cilinder, waarna de zuiger de machine laat draaien.

Bij een motor met inwendige verbranding vindt de verbranding in de cilinder plaats. Van dat type motor zijn er twee: de Diesel en de Otto motor. De eerste is groot en zwaar, vanwege de aparte manier waarop de brandstof ontbrandt. De Otto motor werkt op een benzine-luchtmengsel dat ontstoken wordt door een bougie. Dit is de motor die vandaag de dag nog steeds in de luchtvaart wordt gebruikt. Niet meer in moderne grote vliegtuigen, maar wel in de sportvliegerij en de kleine luchtvaart.

Op een enkel type na werken alle benzinemotoren met zuigers die op- en neer gaan, dus noem ik deze motor zuigermotor. Hierboven zie je een van de cilinders van de Rolls Royce "Merlin" motor. Inlaat- en uitlaatkleppen kunnen nog wel eens van plaats veranderen, want in de tekening hieronder zitten ze net andersom. Elke zuigermotor heeft minstens een inlaatklep en een uitlaatklep. De Merlin hierboven heeft zelfs twee inlaat- en uitlaatkleppen. De bougie, om het benzine-luchtmengsel te ontsteken is niet te zien. Wel de zuiger, die keurig in de cilinder past en heel goed is afgedicht met vier zuigerringen. In de zuiger zit een zuigerpen, waaraan de zuigerstang is bevestigd. Die zuigerstang drijft de krukas aan, waardoor de op- en neergaande beweging van de zuiger omgezet wordt in een draaiende beweging. We gaan eens kijken hoe het werkt.

Hierboven zie je vier tekeningen van een benzinemotor. Het is een viertakt motor. Dat betekent dat er vier slagen zijn in twee omwentelingen. Dat betekent ook dat tijdens één op de vier slagen van de motor kracht wordt geleverd en bij de andere drie niets. Eigenlijk kosten die drie slagen alleen maar energie. Daarom is er ook een vliegwiel nodig, om de motor regelmatig te laten draaien. Een vliegwiel is eigenlijk een soort accu voor energie. 
(Er zijn ook tweetakt motoren vooral voor kleine toepassingen zoals scootertjes, kleine aggregaten en kettingzagen. Die leveren bij elke omwenteling kracht).
Er is steeds één cilinder getekend, maar er zijn vliegtuigmotoren met wel 28 cilinders. Je ziet de inlaatklep (die nu links zit) en de uitlaatklep. De bougie zie je tussen de twee kleppen. Hij maakt deel uit van de ontsteking die op het juiste moment hoogspanning levert en daardoor een vonk tussen de elektroden van de bougie laat overspringen.

Inlaatslag (1)
De zuiger gaat naar beneden en de inlaatklep gaat open. Het benzine-luchtmengsel wordt aangezogen.

Compressieslag (2)
De inlaatklep sluit en de zuiger gaat omhoog. Het mengsel wordt samengedrukt. Op het hoogste punt van de zuiger maakt de bougie een vonk en het mengsel ontbrandt.

Verbrandingsslag (3)
De druk loopt nu flink op en het brandende gas drukt de zuiger naar beneden. Dit is het enige moment dat de cilinder kracht levert.

Uitlaatslag (4)
De uitlaatklep gaat open en het verbrande gas wordt naar buiten geperst.

Hierna begint het opnieuw. Kijk maar eens goed naar de animatie. De uitlaatklap zie je nu weer links en de inlaatklep rechts, net als bij de Merlin:

Om het nog ingewikkelder te maken zie je hieronder een van de sterkste zuigermotoren die de luchtvaart ooit gekend heeft, de Wright Cyclone R 3350 van de Super Constellation. Een 18 cilinder motor in twee kransen van 9 cilinders. Hoe sterk? Ruim 3500 pk!

Op YouTube staat een mooie animatie van een stermotor (niet zo ingewikkeld als de Wright Cyclone R 3350 hierboven):

 

Zie ook http://www.hansonline.eu/leerlink/technieklinks.htm 

 

De Straalmotor

De straalmotor is ook een inwendige verbrandingsmotor, maar werkt heel anders dan de zuigermotor. Hij heeft ook heel weinig bewegende delen, vergeleken met een zuigermotor. Voor de werking begin ik met een molentje.

Je kent vast wel zo'n molentje dat soms met Kerst wordt gebruikt. Als je de kaarsen aansteekt, gaat het draaien. Dat komt door de hete lucht van de kaarsen. Bovenin het molentje zit een een schijfje met een aantal vinnen. Die willen opzij gaan door de hete lucht. Daardoor gaat het molentje draaien. Dat wieltje met vinnen kun je ook een turbine noemen. Onthoud dat woord maar goed, want het komt straks terug.

Uit de straalmotor komt ook hete lucht. Die komt er aan één kant uit. De motor wil daarom één kant op. De straalmotor haalt de zuurstof uit de lucht om ons heen en daarom moet hij ook lucht aanzuigen. Dat doet hij aan de voorkant.
Die lucht wordt samengeperst in de compressor.
Dan komt de samengeperste lucht in de verbrandingskamer.
Omdat de lucht in de verbrandingskamer erg heet is geworden, komt er meer uit de achterkant van de straalmotor dan er aan de voorkant inging.
Daarom wil de straalmotor één kant op.

We gaan het nog eens bekijken in het plaatje hiernaast.

Ik moet daar eerst even wat over vertellen.
Een straalmotor ziet er uit als een lange buis met allemaal draaiende vinnen. Die zitten allemaal op een as en die as die draait weer in lagers voor en achter in het apparaat. Als je een straalmotor over de hele lengte zou doorzagen, zie je ongeveer zoiets als het op het plaatje.
Kijk eens naar de groene letters.

De lucht wordt aan de linkerkant aangezogen door de compressors C. Die bestaan uit heel veel kleine vinnen op schijven. Ze draaien heel snel rond. Ze zuigen de lucht aan en persen die in elkaar, net als de fietspomp dat doet.
Dan komt de samengeperste lucht in de verbrandingskamer
V.
Daar wordt brandstof ingespoten en in brand gestoken. De hete gassen laten de turbine
T draaien. Omdat de turbine door een as verbonden is met de compressor, gaat die weer draaien. En zo heb je een kringloop gekregen!

Op de turbine zitten heel veel kleine "schepjes",
de turbinebladen. Als daar heet gas doorheen
stroomt, gaat de turbine heel hard draaien.

Deze turbinebladen halen per stuk soms wel
500 pk (zeg maar zoveel kracht als vijf 
automotoren) uit de hete gassen. 
Zij werken bij een temperatuur die hoger is dan
het smeltpunt van het metaal. Maar ze worden 
goed met lucht gekoeld. Daarvoor zitten er kleine gaatjes in de bladen.
Ze zijn licht, zo'n 100 gram, maar ze draaien
zo snel in het rond, dat ze wel 4000 kg. lijken
te wegen. En toch gaat het bijna altijd goed...

 

De hete gassen die na de turbine in de lucht blazen, duwen het vliegtuig waar ze aan zitten, vooruit. En niet zo zachtjes ook! Bovendien maakt het heel veel lawaai, maar dat wist je al.

Hiernaast zie je een echte straalmotor. Zo zie je ze aan het vliegtuig nooit, want daar zitten kappen omheen, zodat het er allemaal wat "gladder" uitziet.
De straalmotor hierboven (met de groene letters in de tekening) is een turbojet. Alle lucht gaat door de motor zelf heen. Een turbojet is een motor voor heel snelle vliegtuigen. In de meeste straalvliegtuigen wordt de turbofan gebruikt.
Daarbij gaat een groot gedeelte van de aangezogen lucht langs de motor heen. Daardoor is de motor zuiniger en stiller. Hiernaast zie je een turbofan.
Je kunt ook nog propeller aan de as van de straalmotor bevestigen, dan heb je een turboprop. Zulke motoren zie je bijvoorbeeld bij de Fokker F 50 en de Lockheed Hercules.

 

 

 

Hierboven zie je de uitvoeringen van de straalmotor nog eens in één tekening. De turbojet is voor snelle vliegtuigen. Om ze nog sneller te laten starten of te vliegen, kan er brandstof in de uitlaat gespoten worden. De lucht in de uitlaatgassen bevat nog zoveel zuurstof dat die brandstof uitstekend verbrandt.
Dan kan de motor bijna tweemaal zo sterk maken.

Wil je hierover meer weten?

Licht en sterk

Een vliegtuig moet licht zijn, maar ook sterk. Dat is een lastig geval. Als iets licht is, is het vaak niet sterk. En als iets sterk is, is het meestal zwaar. Toch zijn er wel manieren te bedenken waardoor we iets sterk kunnen maken zonder dat het teveel weegt. Het eenvoudigst kunnen we dat laten zien met een strookje papier:

hier zakt het strookje door nu staat het strookje op zijn kant en het buigt niet meer door

Hiervan kunnen we gebruik maken door een kokertje te maken. Geen enkele kant kan meer doorzakken omdat het altijd wordt gesteund door "een blaadje op zijn kant". Het is dus veel sterker geworden. Van dit soort kokertjes wordt bij de bouw van vliegtuigen veel gebruik gemaakt. Hieronder zie je hoe dat in een Constellation is gedaan.

Het is een foto van de romp van het vliegtuig, dus dat deel waar de passagiers in zitten. Hier zijn de kokertjes een beetje afgerond. De kleine lopen in de lengte van de romp en de dikke zijn cirkels in de breedte. Op de volgende foto zie je dat de romp vol zit met zulke cirkels. Zo wordt hij heel sterk.

 

 

 

Je ziet in de cirkels ook gaten zitten.Zo blijven de cirkels sterk, maar wegen ze minder.

Hieronder zie je een van de vleugels van een DC-3. Je kunt in de schotten van de vleugel gaten zien. Dat is weer gedaan om het gewicht te verminderen. Ook zie je "ribbels" in de lengte van de vleugel. Nu zijn het geen kokertjes, maar omgebogen stroken metaal (hoekjes). Dat is weer voor de stevigheid.

Behalve allerlei manieren om licht materiaal een andere vorm te geven zodat het sterker wordt, kan men ook onderdelen uit één stuk maken. Een goed voorbeeld zie je hieronder. Dat is een van de vier "poten" van het hoofdlandingsgestel van een Boeing 747. Dat vliegtuig heeft ook nog een neuswiel, maar bijna al het gewicht komt op de vier poten terecht. Als het toestel startklaar is. staat er op elke poot (A op de foto) een gewicht van 100.000 kg. Dat is evenveel als 100 auto's. De landingspoten zijn uit één groot stuk staal gemaakt, waarbij het meeste materiaal weer als afval verdwijnt.

Een ander voorbeeld van een stuk metaal waar weer veel van verdwenen is, zie je bij B. Dat is een van de twee steunen waardoor de landingspoot niet kan omklappen. Er zijn vakjes en gaten in gemaakt, zodat het wel sterk blijft, maar lichter is geworden.

Er zijn ook nog materialen die heel sterk zijn en toch licht, maar erg duur. Zo'n metaal is bijvoorbeeld titanium


Heel modern is het gebruik van kunststoffen. Daarbij moet je niet aan gewoon plastic van bijvoorbeeld een afwasteiltje denken. Nee, het gaat om "composiet" materiaal en dat is enorm veel sterker. Composiet betekent dat het samengesteld is uit verschillende materialen. Het bestaat uit lagen koolstofvezel (rechts zie je dat op de foto). Die lagen worden aan elkaar gelijmd met kunststoffen en daarna verwarmd. De producten die je dan krijgt, zijn heel sterk. Zelfs hele vliegtuigen kunnen er van gemaakt zijn, zoals de Voyager (die heb je op een andere pagina gezien). Ook de Ferrari van Schuhmacher is van dit materiaal gemaakt.

In Nederland is bij Stork (vroeger Fokker) een nieuw materiaal gemaakt, dat "Glare" heet. Het bestaat uit twee heel dunne lagen speciaal aluminium die aan elkaar gelijmd zijn met glasvezel ertussen. De nieuwe Airbus 380, dat het grootste verkeersvliegtuig ter wereld is, zal voor een groot deel van Glare gebouwd zijn. Als je goed kijkt zie je in het paneel links de ramen van dat grote vliegtuig al zitten.

Op http://www.airbus.com/aircraftfamilies/passengeraircraft/a380family/ kun je de bouw van de A380 volgen en ook de testvluchten. De site is wel in het Engels. 
De A 380 vloog op 27 april 2005 voor het eerst. 

 

 


 


Stroomlijn


Fokker F-3 Lockheed Super Constellation

Dit onderdeel gaat over luchtweerstand en hoe we die kunnen verkleinen.
De motoren van een vliegtuig moeten het toestel voortstuwen om zodoende genoeg snelheid te krijgen. Hoe groter de snelheid van het vliegtuig, hoe meer luchtweerstand. Een voorbeeldje: als de snelheid van een vliegtuig twee maal zo hoog wordt, neemt de luchtweerstand vier maal toe. De Fokker F-3 vloog maar met een snelheid van 135 km/h. Als je dit toestel 270 km/h zou willen laten vliegen zou er een heel sterke motor nodig geweest zijn. En die was er in 1920 nog niet... Bovendien zouden de stukken van het vliegtuig waaien. De Super Constellation vliegt meer dan 500 km/h. Het is dus heel belangrijk om te zorgen dat er niets uitsteekt en alles heel glad is. De Super Constellation heeft een visvorm. Dat noemen we stroomlijn

Lucht heeft de eigenschap om graag over bolle oppervlakten te stromen. Dit noemen we het Coanda effect.

Je kunt het hier links zien, maar dan met een straaltje water uit de kraan. Je kunt dit proefje zelf doen.
Alles aan de Super Constellation is bol. De romp, de behuizing van de motoren, de vleugels, het stabilo en de drie roeren.

En omdat de lucht graag rond deze bolle oppervlakten stroomt, vormt het een laagje zodat de luchtweerstand klein is. 

 

 

 

 

 

 

 

 


Remmen

Elk vliegtuig moet na de landing remmen. Net als bij een fiets en een auto wordt er weerstand opgebouwd tussen de draaiende wielen en het vaste gedeelte van het landingsgestel. In de afbeelding links zie je een opengewerkte rem van een McDonnell-Douglas MD-11.  De schijven maken deel uit van de rem. Er zijn schijven die stilstaan en schijven die meedraaien met het wiel. Als de rode hydraulische cilinders (in de afbeelding links) onder druk gezet worden door het systeem drukken zij het pakket samen en er ontstaat een heel krachtige remwerking door de weerstand. Veel en veel krachtiger dan bij de schijfremmen van een auto. Vroeger waren er stalen schijven en schijven die van remblokken voorzien waren.  Tegenwoordig zijn beide schijven van koolstofvezel gemaakt. Dat is namelijk veel lichter. Het spreekt vanzelf dat de remmen van een vliegtuig heel heet worden. Bij maximale remkracht, bijvoorbeeld als de start wordt afgebroken, kunnen ze witheet worden.  Soms moeten remmen met ventilatoren gekoeld worden. De Airbus A380 heeft in enkele wielen zelfs ventilatoren die vast zijn ingebouwd.

Na een noodstop kunnen de velgen zo heet worden dat er gevaar bestaat dat de banden kunnen exploderen. Om dat te voorkomen heeft elke band een plug die bij te grote hitte smelt. Daardoor loopt de lucht uit de band en is het explosiegevaar geweken.

Een auto remt als de bestuurder op het rempedaal trapt. Bij een noodstop wordt het pedaal heel stevig ingetrapt. 
Bij vliegtuigen werkt het anders. Als de piloot op de remmen trapt (tegenwoordig meestal de bovenkant van de roerpedalen) heeft dat meteen effect en het maakt niet uit hoe stevig hij de rem intrapt.  Je kunt die kracht namelijk van te voren instellen.

 

 

 

Op de afbeelding links zie je hoe de remmen van een Boeing 737 ingesteld kunnen worden. De knop AUTO BRAKE bepaalt hoe stevig er geremd wordt. Van minimaal, medium tot maximaal. De piloot weet hoeveel meters per seconde de remvertraging bedraagt.

Je ziet ook ANTISKID staan. Dit is een systeem dat is uitgevonden voor de luchtvaart. Je wilt altijd zo goed mogelijk remmen, maar als de baan glad is door de regen, kunnen de wielen slippen. In feite staan ze dan stil en is de remwerking verloren. De Antiskid installatie zorgt er voor dat de remkracht even verminderd wordt, zodat de wielen weer draaien. Zo wordt een maximale remkracht op een gladde baan verkregen.

Deze Antiskid kan de piloot zelf inschakelen. Het wordt al lange tijd ook in auto's gebruikt en daar heet het ABS. 

Als de remwerking niet goed is kunnen er vervelende dingen gebeuren. Dat zie je bij het toestel van Saudi Airways. 

 

 

 

 

Om de remmen te sparen wordt er nog een ander manier van remmen gebruikt. Hierboven bij het stuk over propellers kun je lezen dat de propellerbladen zo gedaaid kunnen worden dat de lucht naar voren blaast om te remmen. Bij straalmotoren moet het iets anders opgelost worden. Maar het komt er ook op neer dat er lucht naar voren geblazen wordt. Het oudste type is de "bucket". Het achterste gedeelte van de uitlaat van de straalmotor bestaat uit twee helften. Die worden naar achteren geschoven zodat de hete uitlaatgassen iets naar voren gericht worden.
Bij moderne turbofans is het mooier opgelost. Het achterste gedeelte van de omkapping wordt naar achteren geschoven en klepjes sluiten de luchtstroom om de motor dan af.  Zo kan de lucht naar voren geblazen worden. Bij het remmen draaien de motoren zeker niet op volle kracht, maar tot zo'n 30% van het vermogen. De straalomkeerders worden bediend met kleine handels die op de gashandels zitten.

Hier kun je duidelijk zien hoe het werkt: http://www.hansonline.eu/leerlink/technieklinks.htm

(En je leert weer wat over de straalmotor).

 

De "bucket" straalomkeerder straalomkeerder voor een turbofan

Er is nog een derde manier om te remmen en dat wordt uitgevoerd door de spoilers, ofwel luchtremmen. In de vlucht dienen een paar spoilers om het vliegtuig in de lucht wat af te remmen en soms ook om de ailerons te helpen. Op de landingsbaan werken ze allemaal en helpen ook mee om het toestel af te remmen. Dat kan alleen als het neuswiel op de baan gekomen is. Bovendien staan ze dan vol omhoog, in plaats van een beetje. Bij de Airbus hieronder zie je een rij van die spoilers geopend. 

En als vierde gebruiken sommige vliegtuigen -vooral jachtvliegtuigen- een parachute als rem. En natuurlijk ook  de wielremmen.  Een van de grotere vliegtuigen die met een parachute geremd worden is bijvoorbeeld de Amerikaanse B-52 bommenwerper.

 

spoilers op de A380 landende B-5 2 met parachute

 

Hans Walrecht

 

TerugTerug naar de hoofdpagina

 

English version - main page