VNE De maximale vliegsnelheid

Plaats reactie
Gebruikersavatar
Jan Ritsma
Berichten: 2615
Lid geworden op: 23 sep 2009, 20:20

VNE De maximale vliegsnelheid

Bericht door Jan Ritsma » 20 mar 2012, 10:14

Zoals bekend mag worden verondersteld is de aangewezen luchtsnelheid (IAS) bepalend voor de krachten op het vliegtuig. In de standaardatmosfeer geeft een stuwdruksnelheidsmeter op zeeniveau de juiste snelheid aan. (Er zijn nog wat meer kleinere correcties die voor dit verhaal niet belangrijk zijn.) Zodra we gaan klimmen, wordt de lucht ijler (de luchtdichtheid neemt af) waardoor de snelheidsmeter minder aan gaat geven dan hij op zeeniveau gedaan zou hebben. Gelukkig hoeven we niet voortdurend te rekenen om tijdens de vlucht de werkelijke luchtsnelheid te bepalen. Niet alleen de snelheidsmeter ondervindt het effect van een verminderende luchtdichtheid, maar de rest van het vliegtuig ook. Het effect is, dat alle belangrijke snelheden (overtreksnelheid, beste glijhoek, manoeuringspeed, maximale snelheid) de zelfde afwijking ondervinden als de snelheidsmeter, zodat deze per saldo gelijk blijven voor wat de IAS betreft.

Zo heb ik het bij het vak aerodynamica op de voormalige Rijksluchtvaartschool moeten leren. Echter, in de zweefvliegerij zien vele mensen dit anders zodra we het over de VNE (maximale snelheid) hebben. Men is het er weliswaar over eens dat de krachten bij de maximale IAS bij een veranderende luchtdichtheid gelijk blijven, maar men stelt dat resonantiefrequenties wel degelijk veranderen met een toename van de TAS (werkelijke luchtsnelheid) Daardoor zou het gevaar bestaan dat bij een TAS die hoger ligt dan de VNE er flutter op zou kunnen treden. Bij de examens voor instructeur wordt derhalve beweerd dat voor de VNE de ware luchtsnelheid moet worden geeerbiedigd.

Omdat het gedemonstreerde kennisniveau bij examinatoren en instructeurs in de zweefvliegerij soms bedenkelijk is, leek het mij een goed idee om deze stelling na te trekken. Niet in de laatste plaats door een Email van Frank Strurm die aan de stelling twijfelt en zich afvraagt: Waarom in de zweefvliegerij een probleem en in de motorvliegerij niet?

We vroegen het aan ir Loek Boermans, universitair hoofddocent aan de TU Delft, die gespecialiseerd is in lage snelheidsaerodynamica en over een daarvoor geschikte windtunnel beschikt.

Zijn antwoord luidde als volgd:
Dag Jan,
De IAS geeft de snelheid weer van het instrument dat op standaard atmosfeer is gebaseerd, dus de snelheid (equivalent airspeed) die bij een bepaalde luchtdichtheid rho volgens de tabel van de standaard atmosfeer hoort zodanig dat de dynamische druk q=.5*rho*V^2 (totale druk minus statische druk), die bepalend is voor de luchtkrachten krachten en -momenten, gelijk blijft.
Bij flutter is de demping afhankelijk van de luchtdichtheid, daardoor verandert de flutter frequentie en bijgevolg de kritische flutter snelheid met de hoogte. Dat is een ingewikkelde zaak, ik ben geen flutter specialist en laat dat liever aan de specialisten over, zie bijgaand artikel.
Met vriendelijke groet,
Loek
Simpel is het blijkbaar niet. Dat de kritische fluttersnelheid met de hoogte verandert is waar, maar HOE hij verandert is een zeer specialistische zaak. De vraag is en blijft, waarom in de motorvliegerij de constructie van het vliegtuig kennelijk zodanig is dat die kritische fluttersnelheid niet van invloed is op de VNE en in de zweefvliegerij wel. In de vlieghandboeken van ieder zweefvliegtuig zou zeer duidelijk moeten zijn aangegeven dat de VNE een TAS is en niet een IAS. Bij mijn vliegtuig (ventus 2C) is dat naar mijn weten niet het geval. Over het bijgaand artikel heb ik Loek nog een vraag gestuurd. Zodra ik opheldering van hem heb zal ik dit artikel hier publiceren.

JKMS1992
Berichten: 37
Lid geworden op: 19 mar 2012, 09:57

Re: VNE De maximale vliegsnelheid

Bericht door JKMS1992 » 20 mar 2012, 12:30

Snelheden in vlieghandboeken van zweefvliegtuigen zijn bij mijn weten altijd weergegeven als IAS. Gebruik van TAS is ook niet zinvol omdat je geen instrument aan boord hebt om dat te meten. Als er sprake is van lagere Vne limieten op grotere hoogte (i.v.m. fluttergevaar) hoort in het handboek een tabel te zitten waarin wordt aangegeven waarin Vne wordt aangegeven als functie van de drukhoogte. Als zo'n tabel ontbreekt dan zou ik concluderen dat je met de betreffende kist bij elke hoogte gewoon Vne mag vliegen.

Ik kan me voorstellen dat dit bij zweeflvliegtuigen eerder een rol speelt dan bij motorvliegtuigen gezien de i.h.a. grotere spanwijdte en flexibiliteit van de vleugels.

Gebruikersavatar
Jan Ritsma
Berichten: 2615
Lid geworden op: 23 sep 2009, 20:20

Re: VNE De maximale vliegsnelheid

Bericht door Jan Ritsma » 20 mar 2012, 13:36

Loek Boermans schrijft over het artikel:
Ha Jan,

De schrijvers Walter Stender en Fritz Kiessling waren DE autoriteiten op het gebied van flutter, ze hebben vele kisten in Duitsland op flutter getest.
Joachim Kuettner was meteoroloog van wereldklasse, heeft hoogtevluchten gemaakt met zweefvliegtuigen, de typische afmetingen van wolkenstraten ontdekt, en vele grote projecten geleid waaronder meteorologisch onderzoek met boten en vliegtuigen maar ook het Gemini space project. Stender en Kuettner zijn gestorven.
Mvg,
Loek
Het betreffende artikel kunt U HIER downloaden (pdf formaat).

Het is een interessant artikel. Er wordt oa. een emergency in omschreven waar we in Nederland niet vaak tegen aan zullen lopen.
Stel: U zit op 12000 meter, outside air tenperture (OAT) -70 graden celcius, Uw remkleppen muurvast gevroren, U ondervindt breedschalig stijgen en Uw zuurstof apparaat begint de geest te geven. Bovendien zien Uw snelheidsmeter en variometer de temperatuur niet meer zitten en houden op te functioneren. Wat doet U? (leuk vraagje voor het volgende instructeursexamen :grin: )

Wat de VNE betreft maakt de schrijver zich vooral zorgen over hoogten die boven de 5000 meter liggen. Volgens hem is de VNE , IAS door de fabrikanten op flutter getest op 0 en 3000 of 5000 meter. De fabrikant van het zweefvliegtuig kan hier opheldering over geven. Op voor ons gebruikelijke hoogten zou dat betekenen dat de VNE op de snelheidsmeter in ieder geval geldig is tot 5000 of 3000 meter MSL al naar gelang de tests van de fabrikant. Voor grotere hoogten beveeld het artikel een VNE aan die het gemiddelde is van de IAS en de TAS. Op het eerste gezicht is de benadering van het instructeursexamen dus onjuist.

Gebruikersavatar
Jan Ritsma
Berichten: 2615
Lid geworden op: 23 sep 2009, 20:20

Re: VNE De maximale vliegsnelheid

Bericht door Jan Ritsma » 20 mar 2012, 16:37

JKMS1992 schreef: Als zo'n tabel ontbreekt dan zou ik concluderen dat je met de betreffende kist bij elke hoogte gewoon Vne mag vliegen.
Bij mijn vliegtuig ontbreekt zo'n tabel. In het theorieboek voor instructeurs staat evenwel dat de snelheid op grotere hoogte meestal in het handboek wordt gelimiteerd. Heeft iemand een handboek waar dat het geval is?

Jan-Willem
Berichten: 14
Lid geworden op: 05 nov 2009, 12:40

Re: VNE De maximale vliegsnelheid

Bericht door Jan-Willem » 20 mar 2012, 16:52

Hoi Jan,

hier een kopie uit het ls6-18wl handboek

Jan-Willem
ls62.jpg
(26.24 KiB) 1827 keer gedownload

dick kemp
Berichten: 22
Lid geworden op: 11 dec 2011, 14:53

Re: VNE De maximale vliegsnelheid

Bericht door dick kemp » 20 mar 2012, 20:33

Discus bt op 12000 meter VNE 158 km/h, maar pas op 4000 m 243 km/h

Is het ook niet zo dat bij hogere snelheden de massa van het vliegtuig te grote krachten kunnen veroorzaken? Een bocht maken met 250 km/h (IAS) op 1.000 m of op 10.000 m maakt toch wel veel verschil.

Jan de Hulster
Berichten: 630
Lid geworden op: 28 okt 2009, 13:19

Re: VNE De maximale vliegsnelheid

Bericht door Jan de Hulster » 20 mar 2012, 22:23

Laatst gewijzigd door Jan de Hulster op 20 mar 2012, 22:43, 1 keer totaal gewijzigd.

Gebruikersavatar
Jan Ritsma
Berichten: 2615
Lid geworden op: 23 sep 2009, 20:20

Re: VNE De maximale vliegsnelheid

Bericht door Jan Ritsma » 20 mar 2012, 22:35

@Jan-willem, bedankt voor de tabel. Het ziet er bij de Ls6 naar uit dat er bij de VNE gemiddeld wordt tussen IAS en TAS.
In True airspeed neemt de VNE dus toe met de hoogte.

@Dick, je hebt gelijk als je stelt dat een bocht op 10.000 meter er anders uitziet dan op 1000 meter. De krachten op het vliegtuig in een zuiver gevlogen bocht zijn echter alleen afhankelijk van de dwarshelling van het vliegtuig. Een bocht op grote hoogte met dus een veel hogere snelheid geeft bij gelijke dwarshelling de zelfde krachten als een bocht met lage snelheid op 1000 meter. Wat wel (aanzienlijk) verandert is de bochtstraal.

@Ja de Hulster, Welkom terug op dit forum :bloemen:

Ruud Holswilder
Berichten: 146
Lid geworden op: 11 dec 2011, 14:24

Re: VNE De maximale vliegsnelheid

Bericht door Ruud Holswilder » 21 mar 2012, 00:21

Jan Ritsma schreef: Bij mijn vliegtuig ontbreekt zo'n tabel. In het theorieboek voor instructeurs staat evenwel dat de snelheid op grotere hoogte meestal in het handboek wordt gelimiteerd. Heeft iemand een handboek waar dat het geval is?
RTFM, Jan.
In het V2CT Flight Manual is het lijstje opgenomen en als het goed is zit er ook zo'n lijstje ergens aan de zijkant van je cockpit geplakt
v2c-vne.png
(61.36 KiB) 1765 keer gedownload

Gebruikersavatar
Jan Ritsma
Berichten: 2615
Lid geworden op: 23 sep 2009, 20:20

Re: VNE De maximale vliegsnelheid

Bericht door Jan Ritsma » 21 mar 2012, 08:12

Ruud Holswilder schreef:
Jan Ritsma schreef: Bij mijn vliegtuig ontbreekt zo'n tabel. In het theorieboek voor instructeurs staat evenwel dat de snelheid op grotere hoogte meestal in het handboek wordt gelimiteerd. Heeft iemand een handboek waar dat het geval is?
RTFM, Jan.
In het V2CT Flight Manual is het lijstje opgenomen en als het goed is zit er ook zo'n lijstje ergens aan de zijkant van je cockpit geplakt
Hi Ruud,
Op 5000 meter is de VNE TAS nog altijd 312 kmh :) Die tabel hoort niet bij mijn vliegtuig want er zijn maar weinig snelheden op je lijstje die me bekend voorkomen. mijn Maximale gewicht is ook maar 525 kg en nooit 600. Mijn kist is op dit moment met de boot nog onderweg naar Hamburg (ze waren in Afrika "vergeten" de container te laden) maar zodra hij er is dan ga ik het wel uitzoeken. Mijn werknummer is 19.

Loek Boermans schreef mij nog het volgende:
Ha Jan,
De fabrikanten laten hun vleugels altijd op flutter doorrekenen door competente mensen bij DLR (of tegenwoordig ook door Leichtwerk AG), hun resultaten worden geaccepteerd door de keurende instantie.
Soms moeten bij DLR fluttertesten worden uitgevoerd.
Groeten,
Loek
Leichtwerk AG geeft HIER een korte uitleg van hun activiteiten op het gebied van flutter meting.

Plaats reactie