Heb je ooit jezelf eens afgevraagd hoe je een Boeing 747, met passagiers, vracht en brandstof de lucht inkrijgt? We spreken hier wel over een gewicht van rond de 440.000 kilo.
Onderstaand filmpje geeft jou in enkele minuten tijd een basisuitleg. Maar, omdat verschillende soorten vliegtuigen andere methoden gebruiken, is alles wat wordt verteld slechts een fractie van de waarheid.
Een vliegtuig wordt dus door lucht gedragen. Lucht heeft 'materialiteit' - en, net als water, draagkracht. Neem een zware storm, bijvoorbeeld: de wind tilt allerlei voorwerpen op en blaast ze weg. Hoe harder het waait, hoe groter en zwaarder de voorwerpen zijn die de wind kan optillen. Volgens dat principe maakt een vliegtuig zijn eigen ‘storm’.
Die storm wordt veroorzaakt door de motoren die het vliegtuig over de startbaan vooruit stuwen. Hoe harder dat gaat, hoe harder er lucht over de vleugels ‘stormt’.
Als het vliegtuig met zo’n 300 kilometer per uur over de startbaan raast en de piloot het stuur naar zich toe trekt, komen eerst de neuswielen en daarna de andere wielen van de grond en gaat het vliegtuig de lucht in. Met beweegbare kleppen aan de vleugels en de staart van het vliegtuig kan de piloot in de lucht de luchtstroom veranderen. Door de kleppen in een bepaalde stand te zetten, stuurt hij het vliegtuig naar boven, of naar beneden, of naar links, of naar rechts. Met andere kleppen kan hij het vliegtuig langzaam laten vliegen - of, het in de lucht laten afremmen wanneer hij wil gaan landen, enzovoorts.
In bovenstaande videoclip werd, onder andere, uitgelegd dat er vier krachten zijn die op een vliegtuig inwerken.
Zoals elk voorwerp, wordt een vliegtuig ook omlaag getrokken door de zwaartekracht van de Aarde. Om niet naar beneden te vallen wekt een vliegtuig ‘lift’, of draagkracht op, die precies de zwaartekracht opheft. In horizontale richting wordt het vliegtuig tegengewerkt door weerstand van de lucht. Om toch vooruit te komen zijn er straalmotoren, of propellers, die het vliegtuig voortstuwen.
De lift wordt opgewekt door de vleugels van het vliegtuig. Deze lift houdt het vliegtuig in de lucht. Waar komt deze kracht vandaan? Stel je eerst een zijaanzicht van een vleugel voor waarlangs lucht stroomt.
Door de de gekromde bovenkant van de vleugels moeten de luchtdeeltjes boven de vleugel een langere weg afleggen dan de lucht onder de vleugel.
Achter de vleugel komen de luchtstromen terug bij elkaar. Om op tijd achter de vleugel te komen, moet de lucht boven sneller gaan dan de lucht onder. Zo ontstaat boven de vleugel een lagere druk; een toestand, die ‘onderdruk’ wordt genoemd. Hoe sneller de lucht stroomt, hoe groter de onderdruk boven de vleugel. Uiteindelijk is die onderdruk dermate groot dat hij in staat is het vliegtuig op te tillen en te laten vliegen. Lees misschien eens iets over de Wet van Bernoulli om dit beter te kunnen begrijpen.
Om nog zwaardere vliegtuigen te kunnen laten vliegen, kun je simpelweg twee dingen doen: de vleugels vergroten en de motoren versterken. Vliegtuigontwerpers combineren meestal beide.
Maar, er bestaan veel verschillende ideeën over het fenomeen, en men is er niet echt uit wat nu de beste manier is om het uit te leggen.
Een andere uitleg is de volgende: je kan je misschien voorstellen dat een vleugel in staat is de luchtstroom naar beneden af te buigen. Het feit dat de vleugel hiervoor een kracht uitoefent op de lucht, betekent meteen dat de lucht ook een kracht uitoefent op de vleugel.
Dit is een voorbeeld van de derde wet van Newton, die zegt dat elke reactie een gelijke en tegengestelde reactie tot gevolg heeft. Deze tegengestelde reactie is dus de omhooggerichte liftkracht.
Voor de liftkracht maakt het trouwens niet uit of de vleugel door stilstaande lucht beweegt, zoals bij een vliegtuig - of, dat de lucht langs een stilstaande vleugel beweegt.
Nogmaals: een vliegtuig wordt door lucht gedragen. Lucht heeft gewicht. Dat komt omdat de atmosfeer op Aarde drukt. Het is een dikke laag, die zich rondom de aarde bevindt. Die atmosfeer is het dichtst aan het aardoppervlak. Dus vlak boven de
grond vind je de meeste luchtdeeltjes.
Hoe hoger je in de atmosfeer komt, hoe lager de luchtdruk wordt. Daar zitten minder luchtdeeltjes. Als je op vier of vijf kilometer hoogte zou vliegen is er al zo weinig lucht dat je beter een zuurstofmasker zou kunnen opzetten. Op 12.000 meter is de luchtdruk nog maar een vijfde van de druk op aarde. Op ongeveer 16.000 meter is de luchtdruk nog maar een tiende van die op aarde. Op 40.000 meter hoogte is er bijna geen lucht meer, en op 100 kilometer hoogte begint officieel de ruimte.
De gemiddelde atmosferische druk op zeeniveau is gemiddeld 1013 millibar, of hectopascal. De luchtdruk vertoont ook een cyclische variatie door de getijden, analoog aan eb en vloed van de zee. Het effect is het grootste in de tropen. De amplitude bedraagt enkele millibars, en is vrijwel nul aan de polen.
Het is weleens leuk om via onderstaande proefneming uit te testen of lucht inderdaad zoveel druk heeft. Benodigdheden hiervoor zijn: een drinkglas, een stukje dun karton, en water.
1. Vul het glas tot de rand met water.
2. Leg het stukje karton op het glas.
3. Houd het karton met de hand tegen en keer het glas om.
4. Haal nu jouw hand van het karton.
Als je het goed hebt gedaan, blijft het kartonnetje onderaan het glas hangen. De luchtdruk drukt het kartonnetje tegen het glas aan, en zo kan het water er niet uit stromen. Zo 'sterk' is lucht.