Haakeffect

Het haakeffect is een verschijnsel dat zich voordoet bij de besturing van vliegtuigen, waarbij het vliegtuig in een ongewenste richting giert Het wordt veroorzaakt door het verschil in draagkracht en weerstand van de linker en rechte vleugel tijdens het rollen om de langsas van het vliegtuig.

Drukt de piloot de knuppel naar rechts, dan gaat het rechter rolroer omhoog en het linker omlaag. Hierdoor heeft de linkervleugel meer lift dan de rechter, zodat het vliegtuig naar rechts rolt en een bocht naar rechts inzet. Door het haakeffect zal de neus van het vliegtuig naar links willen draaien ( gieren ).

Oorzaken

Het haakeffect is voornamelijk een neveneffect van de helling van de liftvectoren op de vleugel als gevolg van de rolsnelheid en van de toepassing van de rolroeren. Het rollen van de vleugels heeft een groter effect dan de rolroeren.  Uitgaande van een rol naar rechts, zoals in het diagram, worden de oorzaken als volgt verklaard:

Hoekverdraaing van de de liftkracht per vleugel

Bij een rolbeweging naar rechts beweegt de linkervleugel naar boven. De linkervleugel zal door de beweging een van boven komende luchtstroom ervaren. Opgeteld met de aanstromende lucht door de vliegsnelheid verandert de aanstroomhoek van het vleugelprofiel. De draagkrachtvector zal naar achteren kantelen. Evenzo ondervind de rechtervleugel een luchtstroom van beneden. Opgeteld zal de aanstromende lucht meer van onderen komen en de liftvector naar voren kantelen. De verschillen in draagkrachtvector tussen links en rechts zorgen voor een giermoment om de topas van het vliegtuig dat tegengesteld werkt. Dit moment is dus alleen aanwezig als het vliegtuig een rolbeweging maakt.

Geïnduceerde weerstand

Om naar rechts te rollen is op de linker vleugel meer draagkracht nodig dan rechts. Hierdoor is ook degeïnduceerde weerstand aan de linkerkant groter dan aan de rechterkant, wat het haakeffect verder vergroot, maar slechts kortstondig. Zodra een stabiele rolsnelheid tot stand is gebracht, neemt de onbalans tussen links en rechts af.

Profielweerstand

De neerwaartse afbuiging van het rolroer aan de linkerkant vergroot de welving van het vleugelprofiel, waardoor doorgaans de profielweerstand toeneemt. Omgekeerd zal de opwaartse afbuiging van het rolroer aan de rechterkant de camber en de profielweerstand verminderen. De onbalans in het profielweerstand draagt bij aan de ongunstige gierbeweging. Een Frise rolroer vermindert deze onbalansweerstand, zoals hieronder verder beschreven.

Sommige trainingshandleidingen voor piloten richten zich voornamelijk op de extra weerstand die wordt veroorzaakt door de naar beneden afgebogen rolroer en maken slechts korte of indirecte melding van effecten van hoekverdraaing van de lifkracht.

Correctie

Om het effect tegen te gaan tijdens de vlucht, moet de piloot tegelijk ook het richtingsroer gebruiken. Er zijn echter bij het ontwerp van het vliegtuig ook methoden waarvan men gebruik kan maken om het effect tot een minimum te beperken. De drie belangrijkste manieren zijn het gebruik van:

• Frise-rolroeren; deze zorgen voor verhoogde parasitaire weerstand aan de onderzijde van het naar boven uitslaande rolroer die het vliegtuig de goede kant op doet gieren.
• rolroerdifferentiëring; waarbij het neergaande rolroer een kleinere uitslag heeft dan het opgaande om zo het weerstandverschil kleiner te houden.
• rolspoilers; waarbij alleen extra weerstand ontstaat op de neergaande vleugel.

Aangezien de belangrijkste oorzaken van het haakeffect variëren met de draagkrachtcoëficient, zal elk mechanisme met een vaste verhouding het probleem niet onder alle vluchtomstandigheden volledig kunnen oplossen. Elk handmatig bestuurd vliegtuig zal enige correctie met het richtingsroer van de piloot nodig hebben voor een gecoördineerde vlucht. Verkeersvliegtuigen hebben over het algemeen een Yaw Damper die het richtingsroer aanstuurt waardoor het haakeffect automatisch wordt geneutraliseerd.