Overtrek

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
StallFormation.svg
De relatie tussen de invalshoek (AoA, Engels: angle of attack) en de liftcoëfficiënt (CL). Deze vleugel raakt overtrokken bij 19° AoA

Overtrek of stall is het proces waarbij, door vergroting van de invalshoek van een vliegtuigvleugel, (komt van het idee dat je de stuurknuppel verder en verder trekt en te 'ver' of 'over' het punt van draagkracht trekt) de luchtstroom het profiel van de vleugel niet meer kan volgen. De vleugel verliest dan grotendeels zijn liftkracht, waardoor het vliegtuig – indien de piloot niet ingrijpt – snel zal zakken (gecontroleerd) of vallen (ongecontroleerd).

Beschrijving[bewerken]

Als de invalshoek van een vleugel van een vliegtuig wordt vergroot, neemt de lift en weerstand toe, tot de invalshoek te groot wordt. Afhankelijk van het vleugelprofiel kan de luchtstroming bij een bepaalde invalshoek het profiel van de vleugel niet meer volgen. Dit wordt aangeduid als loslating van de grenslaag: de vleugel overtrekt. Bij loslating ontstaat boven de vleugel een turbulente luchtstroom tussen de langsstromende lucht en de vleugel. Dit begint gewoonlijk achteraan de vleugel, terwijl de stroming vooraan langer laminair blijft. Bij een bepaalde invalshoek kan de achterkant van de vleugel dus al overtrokken zijn, terwijl de voorkant nog lift geeft. Toch is het overtrekken van de vleugel geen geleidelijk proces maar gebeurt het vrij abrupt. Een overtrokken vleugel geeft nauwelijks nog lift en veroorzaakt relatief grote weerstand.

Een vliegtuig kan onder elke helling en snelheid worden overtrokken. Piloten oefenen de overtrek door de snelheid rustig te verlagen. Hoe trager de luchtstroom over de vleugels, des te minder lift ze geven. Om het gewicht van het vliegtuig dan nog te kunnen dragen moet de invalshoek vergroot worden. Op een bepaald moment zal de invalshoek het kritieke punt bereiken en overtrekt het toestel. De snelheid waarbij dit gebeurt, wordt de overtreksnelheid genoemd. Anders gezegd: de overtreksnelheid is de snelheid waarbeneden een toestel in een onversnelde horizontale vlucht de kritieke invalshoek overschrijdt.

De overtreksnelheid varieert per type vliegtuig en is afhankelijk van het gewicht van het vliegtuig en van het eventuele gebruik van spoilers of welvingskleppen. Bovendien is de overtreksnelheid afhankelijk van de staat van de vleugel: bijvoorbeeld ijs of sneeuw op de vleugel zal de luchtstroming verstoren, met een hogere overtreksnelheid als gevolg.

Accelerated stall[bewerken]

Een vliegtuig kan ook bij een hogere snelheid overtrekken. Als de neusstand van het vliegtuig snel omhoog wordt getrokken, waardoor de baan van het vliegtuig nog niet is veranderd, maar de invalshoek wél, kan het vliegtuig overtrekken. Dit kan het vliegtuig erg belasten. De formule voor de belastingsfactor bij een overtrokken vleugel:

 \begin{matrix}n = (\frac{V}{V_{sl}})^2\end{matrix}
n = belasting in g
V = vliegsnelheid tijdens de overtrek
Vsl = Vstall = overtreksnelheid

Als de overtreksnelheid 60 km/h en het vliegtuig wordt overtrokken bij 180 km/h, dan is de belasting:
 \begin{matrix}n = (\frac{180}{60})^2 = 9 g\end{matrix}

Herkenning en herstel van overtrek[bewerken]

Separatie van de grenslaag aan de bovenkant van de vleugel zichtbaar gemaakt in de windtunnel

Omdat het overtrekken van de vleugels gepaard gaat met aanzienlijk verlies van hoogte, is het belangrijk om deze situatie te vermijden, vooral dichtbij de grond. Piloten oefenen daarom tijdens hun vliegopleiding "de overtrek" op een veilige hoogte om de signalen van een naderende overtrek te leren herkennen. De overtrek kan hersteld worden door de invalshoek te verkleinen.

Als er in de buurt van de overtreksnelheid wordt gevlogen, kan de piloot een aantal signalen krijgen:

  1. De neusstand is hoog.
  2. Veel vliegtuigen beginnen te trillen: bij het overtrekken ontstaat een turbulente luchtstroom die tegen de staartvlak botst.
  3. Vanwege de lage snelheid reageert het toestel minder snel op roeruitslagen.
  4. Door middel van een akoestisch signaal (stall warning) wordt de piloot gewaarschuwd voor het naderen van de overtrek.
  5. Een (eventueel aanwezige) "stickshaker" attendeert de piloot op een naderende overtrek door de stuurknuppel (Engels: stick) sterk te laten schudden, waarbij ook een luid geratel te horen is.
vliegtuig in normale vlucht en tijdens een 'deep stall'

Deep stall[bewerken]

De meeste vliegtuigen herstellen zichzelf als de vleugels worden overtrokken. Dit komt onder andere doordat het stabilo later overtrekt dan de vleugels. Hierdoor levert het stabilo nog lift bij een overtrek en wordt de neusstand automatisch verlaagd. Na een overtrek kan in de duikvlucht snelheid worden opgepikt om een normale vlucht te kunnen voortzetten. Onder normale omstandigheden en bij voldoende hoogte hoeft het overtrekken geen probleem op te leveren.

Als het vliegtuig echter te ver doorgaat in de overtrek komt het in een zogenaamde 'deep stall', te zien op de afbeelding hiernaast. In deze situatie zit het stabilo met het hoogteroer in het turbulente zog van de hoofdvleugel en zal daardoor geen lift geven. Het hoogteroer van het vliegtuig is dan niet bruikbaar en het vliegtuig kan onbeheersbaar hoogte verliezen. Vooral vliegtuigen met een T-staart, zoals op deze afbeelding, hebben hier last van.

Asymmetrische overtrek[bewerken]

Vooral als een vliegtuig in of vlakbij een overtreksituatie van richting verandert, kan één vleugel overtrokken worden. Bij deze asymmetrische overtrek bestaat de kans dat het vliegtuig in een tolvlucht of vrille terecht komt.

Overtrek of stall[bewerken]

In plaats van overtrek wordt vaker de Engelstalige benaming gebruikt: stall. Jargon zoals Accelerated stall en deep stall wordt in het Nederlands onvertaald gebruikt.

Externe link[bewerken]

(en) YouTube: why does an aircraft stall?