Aardrijkskunde

zweefvliegen


Inleiding

Een vliegtuig kan vliegen dankzij zijn voorwaartse snelheid, welke bij de juiste stand van de vleugel leidt tot een omhoog gerichte kracht. Normaal gesproken zorgt de motorische aandrijving van een vliegtuig voor een continue voorwaartse snelheid. Een zweefvliegtuig is niet uitgerust met vliegtuigmotoren. Andere natuurkundige wetmatigheden spelen hier dan ook een rol om te kunnen vliegen.

Thermiek

Een zweefvliegtuig kan in de lucht blijven door gebruik te maken van thermiek. Thermiek is warme stijgende luchtbel, welke ontstaat door het verwarmen van de aarde door de zon. Doordat het aardoppervlak niet homogeen van samenstelling is, kunnen er plaatselijk verschillen ontstaan in de temperatuur van de lucht. Over het algemeen geldt dat de bodem en de lucht erboven sneller opwarmen naarmate de bodem minder vocht bevat. In overeenstemming met de wet van Archimedes, zal lucht die warmer is dan haar omgeving gaan stijgen. Door zo van thermiekbel naar thermiekbel te vliegen, kan een zweefvliegtuig lang in de lucht blijven. (Het Nederlandse record staat op 24 uur en 3 minuten.)

Vliegen zonder motor

Door het ontbreken van een motor, dient een zweefvlieger zeer goed inzicht te hebben in de invloed van natuurkundige factoren op zijn zweeftoestand. Drie meetinstrumenten zijn daarbij onmisbaar: een snelheidsmeter, hoogtemeter en variometer. De laatste meet of je omhoog of omlaag gaat en wordt gebruikt om thermiekbellen te vinden.

Eisen zweefvliegtuig

Iedereen kent de lange, smalle vleugels welke een zweefvliegtuig karakteriseren. De standaard spanbreedte van de vleugels is 15 meter, maar deze kan oplopen tot zelfs 30 meter. Dit ontwerp is nodig om voldoende liftkracht te bereiken, maar daarbij ook de sterkte van de vleugel te behouden. Zo is ook het ontwerp van de andere onderdelen van een zweefvliegtuig (bijvoorbeeld de cockpit, het ondersteld en de staart) aan specifieke eisen onderhevig.

Onderzoeksmogelijkheden

De vele natuurkundige aspecten die bij zweefvliegen komen kijken, maken het mogelijk hier verschillende onderzoeken naar op te zetten. Met de kennis over thermiek kan worden gekeken naar wat ideale gebieden in Nederland zijn voor zweefvliegers. Daarnaast kan worden gekeken naar of er meteorologische invloeden zijn die de werking van thermiekbellen verstoren. Anderzijds kan verder worden onderzocht hoe de verschillende meetinstrumenten, die aanwezig zijn in een zweefvliegtuig, werken. Uitdagingen daarbij kunnen zijn in kaart te brengen welke informatie een zweefvlieger nodig heeft om goed en veilig te kunnen vliegen en op basis daarvan zelf een ontwerp te maken voor een nieuw meetinstrument. Hetzelfde kan worden gedaan wat betreft de eisen die worden gesteld aan de bouw van een zweefvliegtuig. Misschien lukt het jou wel een model zweefvliegtuigje te bouwen en daarmee experimenten uit te voeren!

onderzoeksvragen

Natuurkundige wetmatigheden
Welke natuurkundige wetmatigheden spelen een rol bij zweefvliegen?

Geografie
Wat zijn ideale gebieden binnen Nederland voor zweefvliegers?

Meetinstrumenten
Welke meetinstrumenten zijn er in een zweefvliegtuig aanwezig en hoe werken deze?

Eisen
Aan welke eisen dient het ontwerp van een zweefvliegtuig te voldoen?

Toekomstige techniek

Welke vooruitstrevende ontwikkelingen kunnen er worden gemaakt in het ontwerp van zweefvliegtuigen / meetinstrumenten?