Vliegangst: les 2 van 8, Hoe blijft een vliegtuig in de lucht?
Hoe blijft een vliegtuig in de lucht? De vier krachten uitgelegd
Hoe blijft een vliegtuig in de lucht? Veel mensen die zenuwachtig zijn om te vliegen, vinden het moeilijk te geloven dat zoiets zwaars blijft hangen. In deze les lees je in gewone taal hoe een vliegtuig werkt. Het draait om vier krachten.
De vier krachten op een vliegtuig
NASA, de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie, beschrijft vier krachten die op een vliegtuig werken. Een kracht is een duw of trek. Kijk eerst naar de tekening en lees daarna verder.
- Zwaartekracht. NASA noemt dit het gewicht. Het trekt het vliegtuig naar beneden, naar het midden van de aarde.
- Draagkracht. Dit is de kracht omhoog. Hij komt vooral van de vleugels en werkt loodrecht op de richting waarin het vliegtuig vliegt.
- Stuwkracht. De motoren duwen het vliegtuig vooruit.
- Weerstand. De lucht remt het vliegtuig af. Dat voel je zelf ook als je op een fiets hard tegen de wind in trapt.
Wanneer vliegt een vliegtuig rustig rechtdoor?
Volgens NASA vliegt een vliegtuig rustig rechtdoor als de krachten in evenwicht zijn. Dan vliegt het met een gelijkmatige snelheid. Zijn de krachten niet in evenwicht, dan versnelt het vliegtuig in de richting van de grootste kracht. Piloten veranderen de krachten met opzet, bijvoorbeeld om hoger te klimmen of te gaan dalen.
Hoe maakt een vleugel draagkracht?
Dit is het deel waar de meeste mensen een verhaal over kennen. Maar het bekende verhaal klopt niet.
Misverstand: "De lucht boven de vleugel moet een langere weg afleggen en gaat daarom sneller, want hij moet tegelijk met de lucht onder de vleugel achteraan zijn." NASA noemt deze uitleg onjuist. Er zijn vleugels met boven en onder dezelfde lengte die toch draagkracht maken.
NASA legt het zo uit: draagkracht ontstaat als een luchtstroom wordt omgebogen door een voorwerp. De lucht wordt in de ene richting gebogen en de draagkracht werkt in de tegenovergestelde richting. Dit is de derde wet van Newton: elke actie heeft een tegenovergestelde reactie. Zowel de bovenkant als de onderkant van de vleugel buigt de lucht om.
Je kunt het zien als een duw: de vleugel duwt lucht omlaag, en de lucht duwt de vleugel daardoor omhoog. Een roeispaan die je schuin door het water haalt werkt ook zo: het water gaat opzij, de spaan voelt een duw de andere kant op. Een vleugel doet iets vergelijkbaars, maar met een veel slimmere vorm.
Hoeveel draagkracht er is, hangt af van de vorm en de stand van de vleugel, de snelheid en de lucht. Daarom is een vleugel precies ontworpen voor het vliegtuig waar hij aan zit.
Waarom vliegt een vliegtuig toch langzamer bij het landen?
Je ziet bij het landen stukken van de vleugel uitschuiven. Dat zijn kleppen aan de rand van de vleugel. Ze maken de draagkracht groter, zodat het vliegtuig bij lagere snelheid in de lucht blijft. Wat je dan hoort, lees je in les 4 en les 5.
Tip: een vliegtuig hangt dus niet aan niets. Zolang het met genoeg snelheid vooruit gaat, maakt de vleugel draagkracht. Wil je weten wat er gebeurt als de lucht onrustig is? Dat staat in les 3 over turbulentie.
Probeer het zelf
Leg de vier krachten uit in je eigen woorden. Je hebt een vel papier nodig.
- Teken een simpel vliegtuigje, een streep met twee vleugels is genoeg (2 minuten).
- Teken vier pijlen: omhoog, omlaag, vooruit en achteruit.
- Schrijf bij elke pijl de naam: draagkracht, zwaartekracht, stuwkracht en weerstand.
- Schrijf in één zin op wat de vleugel doet met de lucht.
- Leg het aan iemand uit, of lees het hardop voor aan jezelf.
Onthoud
- Vier krachten: draagkracht, zwaartekracht, stuwkracht en weerstand.
- In rechte vlucht op gelijke snelheid zijn de krachten in evenwicht.
- Draagkracht ontstaat doordat de vleugel lucht omlaag buigt.
- De uitleg met "gelijke looptijd" van de lucht klopt niet volgens NASA.
Check jezelf
Welke vier krachten werken op een vliegtuig?
Draagkracht, zwaartekracht, stuwkracht en weerstand.
Wat doen de motoren?
Ze geven stuwkracht: ze duwen het vliegtuig vooruit.
Waardoor ontstaat draagkracht volgens NASA?
Doordat de vleugel een luchtstroom ombuigt. De lucht gaat de ene kant op, de draagkracht de andere kant.
Veelgestelde vragen
Hoe blijft een vliegtuig in de lucht?
Een vliegtuig blijft in de lucht doordat de vleugels de lucht omlaag buigen terwijl het vliegtuig vooruit gaat. Daardoor ontstaat een kracht omhoog, de draagkracht. De motoren zorgen voor de snelheid die daarvoor nodig is.
Hoe werkt een vliegtuig?
Het vliegtuig gebruikt vier krachten: draagkracht en zwaartekracht (omhoog en omlaag), stuwkracht en weerstand (vooruit en achteruit). In rechte vlucht op gelijke snelheid zijn die in evenwicht.
Wat gebeurt er als een motor niet werkt, valt het vliegtuig dan?
Zonder stuwkracht neemt de snelheid af, maar de vleugels maken nog steeds draagkracht zolang het vliegtuig vooruit beweegt. Waarom een vliegtuig ook bij een storing door kan vliegen, lees je in les 6.
Waarom hebben vleugels een bepaalde vorm?
De vorm en de stand van de vleugel zorgen ervoor dat de lucht goed wordt omgebogen. Het verhaal dat lucht boven de vleugel "even snel" aan de achterkant moet zijn als onder de vleugel, klopt niet volgens NASA.