Vleugelprofiel

doorsnede van een vleugelprofiel

Het vleugelprofiel van een vliegtuigvleugel is de vorm van de dwarsdoorsnede van de vleugel. Het vleugelprofiel is bepalend voor de aerodynamische eigenschappen van de vleugel. Een profiel van een vleugel kan symmetrisch of asymmetrisch zijn.

Beschrijving

Om twee profielen met elkaar te vergelijken (gelijkvormige profielen hebben immers aerodynamisch dezelfde eigenschappen) of om een profiel te tekenen en/of te maken, moet er een eenduidige beschrijving zijn. Een profiel wordt beschreven aan de hand van een tabel met de kenmerken van het profiel voor punten op de koorde, de lijn die de uiterste punten aan voor- en achterkant met elkaar verbindt. Met de moderne computertechniek worden ook de xy- coördinaten van de grafiek van het profiel beschreven. Deze coördinaten kunnen direct gebruikt worden om het profiel te plotten op een CNC-machine.

De twee kenmerken waarmee een profiel wordt beschreven, zijn:

• de dikte, de afstand loodrecht op de koorde tussen de buitenrug, bovenzijde van het profiel, en de binnenrug, onderzijde van het profiel.
• de welving of kromming, de afstand loodrecht op de koorde tussen de skeletlijn en de koorde.

De skeletlijn (of ook wel de gemiddelde koorde genoemd) is de verbinding door de middens van de diktelijnen dus de punten op de helft tussen extrados en intrados.

De maximumdikte van het profiel wordt vaak als de dikte omschreven en de maximumwelving meestal als de kromming van het profiel aangemerkt.

Overeenkomstige terminologie in andere talen

Nederlands	Frans	Engels
Aanvalsboord	Bord d'attaque	Leading edge
Vluchtboord	Bord de fuite	Trailing edge
Bovenrug	Extrados	Upper Camber
Onderrug	Intrados	Lower Camber
Koorde	Corde	Chord
Skeletlijn	Squelette	Mean camber, mean chord

• Noot: de termen "aanvalsboord" , "vluchtboord" en "skeletlijn" zijn termen die in België gebruikt worden. In Nederland gebruikt men daarvoor "vleugelvoorrand" , " vleugelachterrand" en "welvingslijn".

Thin airfoil theory

De thin airfoil theory is een eenvoudige theorie die de relatie tussen de invalshoek en de opgewekte lift beschrijft voor onsamendrukbare wrijvingsloze luchtstromen. De theorie is bedacht door de Duits-Amerikaanse wiskundige Max Munk en verfijnd door anderen in de jaren 20 van de 20e eeuw. De theorie idealiseert de stroming rondom een vleugelprofiel tot een tweedimensionale stroming rond een dun profiel. Het profiel wordt als het ware versimpeld tot profiel met een verwaarloosbare dikte en een oneindige spanwijdte.

De theorie was in zijn tijd vooral belangrijk omdat het een solide, theoretische basis gaf voor de volgende eigenschappen van een vleugelprofiel in een tweedimensionale stroming:

1. bij een symmetrisch profiel liggen het middelpunt van de druk en het aerodynamisch middelpunt exact op 1/4 van de vleugelkoorde achter de vleugelvoorrand;
2. bij een gebogen vleugelprofiel ligt het aerodynamisch middelpunt exact 1/4 koorde achter de vleugelvoorrand;
3. de helling van de liftcoëfficiënt tegen de invalshoek is $2 \pi\!$ per radiaal.

Als gevolg van (3) is de tweedimensionale liftcoëfficiënt van een symmetrisch vleugelprofiel met oneindige spanwijdte gelijk aan:

$\ c_L = 2\pi \alpha$

waarin $c_L\!$ de tweedimensionale liftcoëfficiënt is,

$\alpha\!$ de invalshoek in radialen is, ten opzichte van de koorde.

Daarnaast is de tweedimensionale liftcoëfficiënt van een gebogen vleugelprofiel met oneindige spanwijdte, als gevolg van (3), gelijk aan:

$\ c_L = c_{L_0} + 2\pi\alpha$

waarin $\ c_{L_0}$ de tweedimensionale liftcoëfficiënt bij een invalshoek van 0° is.

De thin airfoil theory houd geen rekening met overtrek, wat normaal gesproken bij een invalshoek tussen 10° en 15° optreedt.

Dit artikel of een eerdere versie ervan is (gedeeltelijk) vertaald vanaf de Engelstalige Wikipedia, die onder de licentie Creative Commons Naamsvermelding/Gelijk delen valt. Zie deze pagina voor de bewerkingsgeschiedenis.