Het zit hem niet zo zeer in het hoog of laag dekker, maar het feit dat laagdekkers vaak een opwaartse hoek in de vleugel hebben (dihedral) en hoogdekkers niet. De hoek zorgt natuurlijk voor een grotere lift op de lage vleugel en dus voor rolstabiliteit.

Burton schreef:De hoek zorgt natuurlijk voor een grotere lift op de lage vleugel en dus voor rolstabiliteit.

Om het iets preciezer te zeggen: De lift is op beide vleugels even groot, maar loodrecht op de vleugel gericht. Als je een paar graden naar rechts rolt staat de lift op de rechtervleugel recht omhoog en de lift op de linkervleugel deels naar binnen gericht, dus met een kleinere verticale component.

P.

dat snap ik... maar in z`n algemeenheid wordt gezegt dat een hoogdekker van nature stabiel is, en dat een laagdekker juist die V-stelling nodig heeft om stabiel te zijn.

Het aangrijpingspunt van de liftvector zit bij een hoogdekker uiteraard een stuk hoger.
Als het aangrijpingspunt van de zwaartekrachtvector lager zit dan die van de liftvector is er sprake van stabiliteit (rol).
Rollen naar de ene kant veroorzaakt dan een tegenwerkend koppel de andere kant uit.

Kuperus schreef:dat snap ik... maar in z`n algemeenheid wordt gezegt dat een hoogdekker van nature stabiel is, en dat een laagdekker juist die V-stelling nodig heeft om stabiel te zijn.

Omdat het zwaartepunt bij een hoogdekker relatief lager ligt dan bij een laagdekker.

Dat gaat de rolbeweging tegen en werkt stabiliserend net als de kiel van een boot.

dat dacht ik ook altijd... maar wat hebben ze uitgeprobeerd met een model.

modelzwever genomen van 1.2 kilo en daar een halve kilo lood op een stok van 30cm boven gefabriceerd. zou je dus mogen zeggen dat het CG behoorlijk omhoog loopt... met of zonder gewicht, stuurt het vliegtuig hetzelfde.

Wat ik me herinner uit de theorie:

Zo gauw een vliegtuig gaat rollen krijg je een weerhaaneffect, de lage vleugel in de bocht wordt hierdoor beter aangestroomd omdat de hoge vleugel gedeeltelijk afgeschermd wordt door de romp.

Je krijgt ook een luchtstroming om de romp heen omdat je slipt, bij een laagdekker wordt de invalshoek van de hoge vleugel hierdoor iets verhoogt, bij een hoogdekker wordt de invalshoek van de hoge vleugel iets verlaagt. Dit zorgt er dus voor dat een hoogdekker sneller zal willen terugrollen naar z'n uitgangspunt dan een laagdekker.

Sommige hoogdekkers worden hierdoor soms te stabiel waardoor je ze maar moeilijk een bocht in krijgt, daarom krijgen deze een negatieve V-stelling (goed te zien bij bijvoorbeeld AN-124, AN-225). De stabiliteit wordt dan iets minder, maar de wendbaarheid beter.

Met hetzelfde model zou dit toch echt uit moeten maken. Met wat voor een bank angle is er ongeveer gevlogen? Is het wellicht een high-tech model met gyro en stabiliteitssysteem?

Kuperus schreef:dat dacht ik ook altijd... maar wat hebben ze uitgeprobeerd met een model.

modelzwever genomen van 1.2 kilo en daar een halve kilo lood op een stok van 30cm boven gefabriceerd. zou je dus mogen zeggen dat het CG behoorlijk omhoog loopt... met of zonder gewicht, stuurt het vliegtuig hetzelfde.

nope, zonder electronics, erger zelfs nog... alleen met richtingsroer en hoogteroer.

Bij een hoogdekker kun je toch ook stellen dat het een soort van pendules effect geeft, wat weer stabiliteit verhogend is.

heb net van Coandă hiero een research paper gekregen van 18 MB... als ik dat goed lees en begrijp heeft pendulum gheel bijna 0,0 effect op rolstabiliteit... leuk hoe je altijd weer iets bij kan leren (of herleren wat je vergeten was)

Kuperus schreef:heb net van Coandă hiero een research paper gekregen van 18 MB... als ik dat goed lees en begrijp heeft pendulum gheel bijna 0,0 effect op rolstabiliteit... leuk hoe je altijd weer iets bij kan leren (of herleren wat je vergeten was)

Dat is wel opvallend inderdaad, maar bedankt.

dash8pilot schreef:Je krijgt ook een luchtstroming om de romp heen omdat je slipt, bij een laagdekker wordt de invalshoek van de hoge vleugel hierdoor iets verhoogt, bij een hoogdekker wordt de invalshoek van de hoge vleugel iets verlaagt. Dit zorgt er dus voor dat een hoogdekker sneller zal willen terugrollen naar z'n uitgangspunt dan een laagdekker.

Een plaatje om dit te verduidelijken:

Terminal Veloci schreef:Omdat het zwaartepunt bij een hoogdekker relatief lager ligt dan bij een laagdekker.

Dat gaat de rolbeweging tegen en werkt stabiliserend net als de kiel van een boot.

Een vliegtuig draait om zijn zwaartepunt heen. Stel dat de vleugels geen V-stelling hebben (dus wijzen de lift vectoren recht naar boven als je recht voor het vliegtuig staat) en lift van de ene vleugel is groter dan die van de andere vleugel: de arm van de liftvectoren blijft hetzelfde, ongeacht de hoogte van het zwaartepunt. Omdat de arm hetzelfde blijft, is het moment om het zwaartepunt hetzelfde en is het effect op de stabiliteit hetzelfde.
Dit in tegenstelling tot een boot: vanwege het water zal het draaipunt van een boot niet in het zwaartepunt liggen en is het dus gunstig om een laag zwaartepunt te hebben.

Zo te zien komt dit uit de nieuwe versie Flight Dynamics van de TU Delft. Ik volg je bovenstaande redenering, maar 1 punt betwijfel ik. Je stelt:

Een vliegtuig draait om zijn zwaartepunt heen.

Dit is maar bij benadering waar. Weet je zeker dat je hier vanuit kunt gaan, zeker waarbij het zwaartepunt dusdanig wordt verplaatst? Zo ja, waarom?

Ik heb er maar even naar gekeken, maar in het volgde document staat meer over het verschil tussen center of mass en instantaneous center of rotation:
http://cafefoundation.org/v2/pdf_tech/Flying.Qualities/PAV.FlyQual.Mil1797A.pdf

Een citaat:

A prominent example is the Space Shuttle, in which confusing acceleration cues played a part in pilot–induced oscillations encountered during approach and landing tests (NASA–CR–163108). In that vehicle the pilot’s station is noticeably aft of the instantaneous center of rotation for elevator inputs, so when he pulls back on the controller he first sinks noticeably before rising.

Weliswaar gaat dit over het longitudinale geval, maar het geeft aan dat het rotatiepunt totaal anders kan zijn dan het zwaartepunt.

Kuperus schreef:heb net van Coanda hiero een research paper gekregen van 18 MB... als ik dat goed lees en begrijp heeft pendulum gheel bijna 0,0 effect op rolstabiliteit... leuk hoe je altijd weer iets bij kan leren (of herleren wat je vergeten was)

Hoe kunnen ze iets zeggen over de rolstabiliteit als er geen rolroeren op zaten? En meten ze de kracht die nodig was voor eenzelfde rollrate (in dit geval kennelijk als gevolg van gieren met richtingsroer)? Of werd er enkel gekeken naar hoe snel het herstel was bij eenzelfde bank angle? Het lijkt mij dat een hoger zwaartepunt voor lichtere rolkrachten en minder rol stabiliteit zal zorgen. Echter zorgt een significante toename van het gewicht weer voor grotere benodigde rolkrachten en een grote stabiliteit (zolang het model in ieder geval nog niet instabiel is geworden).

Wil je dus puur kijken naar het effect van de verticale verandering van het zwaartepunt, dan moet je andere factoren wel constant houden en niet het totale gewicht toe laten nemen. Dus hetzelfde gewicht eronder hangen ter vergelijking, niet vergelijken met een model zonder het hele gewicht. Maar wellicht kan je wat meer uitleggen erover, link wellicht?

dash8pilot schreef:Wat ik me herinner uit de theorie:

Zo gauw een vliegtuig gaat rollen krijg je een weerhaaneffect, de lage vleugel in de bocht wordt hierdoor beter aangestroomd omdat de hoge vleugel gedeeltelijk afgeschermd wordt door de romp.

Je krijgt ook een luchtstroming om de romp heen omdat je slipt,

Weerhaan effect treedt niet op bij een beetje normaal vliegtuig, van C172 tot airliner, dankzij frisé ailerons, differential ailerons, multifunction spoilers etc. Hoogstens dat je weerhaan effect nog ziet bij hele oude zwevers, daar kan het dan ook handig zijn om gelijktijdig met inrollen voeten te gebruiken om slippen te voorkomen. In alle gevallen is er dus geen slip naar buiten en gaat je verhaal niet op.

Als het zwaartepunt verder weg ligt van de vleugel, hoger of lager, zal het zwaarder rollen worden omdat het aangrijppunt van het rolmoment anders wordt, de hoek wordt minder haaks. Alleen zegt zwaarder sturen niets over stabiliteit, alleen over de effectiviteit van de rolroeren.

Zou een piloot hierop daadwerkelijk een goed wetenschappelijk correct antwoord kunnen geven?

Firekiddo schreef:Zou een piloot hierop daadwerkelijk een goed wetenschappelijk correct antwoord kunnen geven?

Hangt van de kennis van de piloot af. De algemene achtergrond van de gemiddelde piloot zal hier zeker niet voldoende voor zijn. Maar er zou best wel EEN piloot (of wetenschapper met brevet zo je wil) kunnen zijn met een wetenschappelijk onderbouwd antwoord.

Veel piloten hebben alleen maar databases geleerd ipv de theorie echt te snappen, die zullen dus inderdaad geen goed antwoord kunnen geven ;)

Wat betreft je eerdere comment: het gaat hier over stabiliteit, over het algemeen wordt dan dus gesproken over verstoringen zonder bewuste input van de piloot. Dus geen input van ailerons of spoilers. Het effect van frisé spoilers treedt dan dus niet op. Om deze uncommanded roll in te zetten zal 1 vleugel tijdelijk meer lift moeten leveren, waardoor deze ook meer weerstand krijgt, waardoor toch deze slip ontstaat.
Dit is in ieder geval hoe het bij mij op de KLS werd uitgelegd, ik neem toch aan de afdeling Principles of Flight er niet helemaal naast zou hebben gezeten ;)

Kuperus schreef:dat dacht ik ook altijd... maar wat hebben ze uitgeprobeerd met een model.

modelzwever genomen van 1.2 kilo en daar een halve kilo lood op een stok van 30cm boven gefabriceerd. zou je dus mogen zeggen dat het CG behoorlijk omhoog loopt... met of zonder gewicht, stuurt het vliegtuig hetzelfde.

Nu twijfel ik toch al in hoeverre je via een remote kan voelen of een modelzwever zwaarder of lichter stuurt als je dit soort dingen uithaalt. Aan de andere kant als het vliegtuig inderdaad instabiel wordt, merk je natuurlijk wel dat het ingewikkelder wordt om hem een nette koers te laten vliegen.

Echter wat Nosig ook al opmerkt, zou je voor een net experiment eigenlijk de massa constant moeten houden. Dus het vliegtuig met een halve kilo lood in de romp vliegen en vervolgens het vliegtuig met het lood 30 cm van de romp vliegen. Of nog beter, het stokje vast aan de romp vastmaken en het lood op de romp zetten, zodat ook je luchtweerstand ongeveer gelijk blijft.

Uit je post kan ik niet opmaken of jullie het inderdaad op die manier hebben gedaan of dat je test was: Vliegtuig met lood op 30 cm tegen vliegtuig zonder lood en stok.

Zou je dat nog even toe kunnen lichten (en wellicht vervolgens nogmaals testen, al zal dat wel weekend werk worden... Als het in de buurt is, wil ik trouwens best langs komen en even wat fotospullen mee nemen om e.a. te helpen documenteren.)

dash8pilot schreef:Wat betreft je eerdere comment: het gaat hier over stabiliteit, over het algemeen wordt dan dus gesproken over verstoringen zonder bewuste input van de piloot. Om deze uncommanded roll in te zetten zal 1 vleugel tijdelijk meer lift moeten leveren, waardoor deze ook meer weerstand krijgt, waardoor toch deze slip ontstaat.

Ik snap nu waar je heen wil, echter een uncommanded roll vanwege remous betekent niet dat de vleugel meer lift moet leveren. Integendeel zelfs, aangezien de lift dan door de omringende (omhoog gaande) lucht wordt veroorzaakt en niet door een stuurvlak dat uitgegooid wordt naar beneden (en daardoor meer weerstand veroorzaakt). Wel meer lift (alhoewel niet ten opzichte van de lucht die om dat deel van de vleugel zit), niet meer weerstand. Als de lucht, relatief gezien, kortstondig van onder en achter komt zal je wel een omhooggaande beweging hebben ("lift") maar met minder weerstand. Je zou zelfs dus een tegengestelde beweging van het haakeffect hebben.

Ik heb er nog even over nagedacht, maar het is vrij simpel waarom de redenering van Coandă niet klopt.

Bij een roll angle wijst de de totale lift vector niet recht omhoog t.o.v. de horizon. De lift vector staat loodrecht t.o.v. de vleugel, bij een rechte vleugel. Het gewicht wijst echter wel recht omlaag. Gewicht en lift hebben dus niet dezelfde werklijn en bovendien hebben ze niet hetzelfde aangrijpingspunt. Er is dus wel degelijk een netto moment. Er moet dus zonder input van van de ailerons een roll-beweging komen. Bij een hoogdekker is dit stabiliserend, bij een laagdekker juist niet.

De aanname dat een vliegtuig altijd precies om het zwaartepunt heen draait, klopt niet.

Overigens is het wel mogelijk een proef uit te voeren zonder ailerons, door het model initieel een roll angle te geven. Een probleem zal echter altijd zijn dat als het model een bocht maakt, de binnenste vleugel iets minder lift heeft dan de buitenste, waardoor dit effect de meting beïnvloed. Dit komt omdat de binnenste vleugel een iets lagere luchtsnelheid heeft.

Overigens is Flight Dynamics, waarover we het nu waarschijnlijk over hebben, geen research paper. Niet dat het daardoor slecht is, maar er worden wel een aantal aannames in gemaakt (vliegtuig dat altijd om het zwaartepunt draait), waardoor je tot een verkeerde redenering kunt komen (geen verschil tussen een hoogdekker en een laagdekker).

"In flight, any aircraft will rotate about its center of gravity, a point which is the average location of the mass of the aircraft." NASA says it. Busair, ik ben benieuwd waarom je denkt van niet. Laten we niet vergeten dat het hier om een rolbeweging gaat, niet te vergelijken met de stampbeweging van een spaceshuttle die niet eens een horizontal stab heeft.

De onderstaande link legt het een en ander uit over de laterale stabiliteit.
http://www.dauntless-soft.com/products/Freebies/Library/books/FLT/Chapter17/LateralStability.htm

Dan nog over het 'experiment' van de topicstarter. Sorry dat ik het zeg, maar ik denk niet dat je veel waarde aan je resultaten moet hechten. Voor zover er meetresultaten zijn dan...

Het rotatiepunt hoeft helemaal niet samen te vallen met het zwaartepunt!

Twee voorbeelden. Ik begin met een plank en dan met een vliegtuig.
1. Plank van 2mx0,1mx0,05m ligt op de vloer. Uiteinde A ligt tegen plint van muur. Je tilt de plank aan uiteinde B op. Rotatiepunt ligt tegen muur bij plint, terwijl zwaarte punt op cos(hoek)*1m van muur afligt.

2. Vliegtuig vliegt in balans. Opeens zit hij met rechtervleugel in een down draft. Door traagheid zal het rotatiepunt niet ver afliggen van de linkervleugeltp. En dus niet bij het zwaartepunt.

Overigens wat definieer je als referentiepunt/-vlak voor rotatie. In voorbeeld 2 zou je misschien kunnen zeggen dat het toestel om z'n lengte as gaat draaien. Maar of pax in de linker en rechter rij het ook zo zullen ervaren valt te betwijfelen. De linker rij zal echt niet beweren dat de rechter omlaag gaan terwijl zij omhoog gaan.

Ten aanzien van stabiliteit. In hiervoor beschreven beschouwingen wordt het vraagstuk vaak als statisch mechanica vraagtstuk beschouwd, terwijl het een zeer complex dynamica vraagstuk betreft, waarop dus niet simpelweg kan worden volstaan met algemene uitspraken/aannames.

Nosig schreef:Weerhaan effect treedt niet op bij een beetje normaal vliegtuig, van C172 tot airliner, dankzij frisé ailerons, differential ailerons, multifunction spoilers etc. Hoogstens dat je weerhaan effect nog ziet bij hele oude zwevers, daar kan het dan ook handig zijn om gelijktijdig met inrollen voeten te gebruiken om slippen te voorkomen. In alle gevallen is er dus geen slip naar buiten en gaat je verhaal niet op.

Als het zwaartepunt verder weg ligt van de vleugel, hoger of lager, zal het zwaarder rollen worden omdat het aangrijppunt van het rolmoment anders wordt, de hoek wordt minder haaks. Alleen zegt zwaarder sturen niets over stabiliteit, alleen over de effectiviteit van de rolroeren.

Frisé ailerons/differential ailerons werken natuurlijk bij het inzetten van de rol van een bocht. Eenmaal in de bocht dan verdwijnen ze weer in hun slots ... dan treedt in principe weerhaan effect op, omdat de buitenbocht vleugel meer 'meters' moet maken in dezelfde bochttijd als de binnenvleugel. Buitenbochtvleugel heeft meer snelheid en ondervindt dus meer wrijving. Als je niet wat meehelpt met richtingsroer (voeten mee), dan ga je in principe slippen. Maar nogmaals ook dit is een versimpeling, want vorm en stand van vleugels, vorm van romp, wind richting en sterkte etcetera spelen allemaal een rol.

De opmerking over zwaartepunt en ver wegliggen van de vleugel en het zwaarder rollen, kan ik niet volgen. Als je bedoelt dat een vliegtuig met grote lange vleugels zwaarder rolt kan ik het volgen. Maar niet omdat het zwaartepunt van vliegtuig resp. vleugels ver uit elkaar liggen. Over het algemeen rolt het zwaarder, omdat de luchtwrijving tijdens de rolbeweging groter is vanwege het grote oppervlak.