Het grondeffect treedt op wanneer een vliegtuig laag boven de grond vliegt. Bij het landen blijft het vliegtuig als het ware zweven op een luchtkussen, hierdoor komt het later aan de grond dan verwacht. Dit effect bestaat uit twee verschijnselen: een toename van de draagkracht van de vleugel en een afname van de luchtweerstand.
Toename van de draagkracht:
Lucht die langs een vleugelprofiel stroomt, moet boven de vleugel een langere weg afleggen dan eronder. Hierdoor is boven de vleugel de stroomsnelheid groter en de druk dus lager dan onder de vleugel (dit volgt uit de wet van Bernoulli). De grootte van dit drukverschil bepaalt de grootte van de draagkracht. Wanneer een vliegtuig laag boven de grond vliegt, wordt de lucht onder de vleugel afgeremd. Hierdoor wordt het drukverschil en draagkracht dus groter.
Afname van de luchtweerstand:
Bij de vleugeltip stroomt lucht van de onderzijde naar de bovenzijde; dit is het begin van de tipwervel. De lucht waartegen het vliegtuig heeft afgezet stroomt tussen de tipwervels van beide vleugels neerwaarts. De tipwervels en de neerdalende lucht veroorzaken een gedeelte van de luchtweerstand; de geïnduceerde weerstand. Wanneer de vleugels dicht bij de grond voortbewegen, kan de lucht niet omlaag. De opgehoopte lucht drukt de tipwervel naar buiten en verzwakt hem. De geïnduceerde weerstand neemt dan af.
Hendrik en Freerk hebben m.b.v. een papieren vliegtuigje de volgende vragen proberen te beantwoorden:
- Wanneer het vliegtuigje gelanceerd wordt met een elastiekje, is de kracht F die nodig is voor de uitrekking van het elastiekje dan recht evenredig met de vliegafstand x van het vliegtuigje?
- Langs welke banen van het vliegtuigje zal de lucht zich bewegen tijdens het grondeffect?
- Bij welke windsnelheid zal het vliegtuigje zweven en het grondeffect optreden?
Proefonderdeel 1 is uitgevoerd in een grote ruimte met een vlakke, gladde vloer. Door steeds de uitrekking (van een elastiekje met bekende veerconstante) en de vliegafstand te meten, kan de relatie tussen F en x bepaald worden. Hendrik en Freerk hebben een recht evenredig verband gevonden, maar alleen voor krachten van 1.8 N tot 3.0 N. Er is geen recht evenredigheid voor krachten kleiner dan 1.8 N door de wrijving tussen de grond en het vliegtuigje. Bij krachten boven 3.0 N neemt de vliegafstand niet meer toe. Dit komt doordat het vliegtuigje bij grotere snelheden (dus grotere krachten) meer afgeremd wordt door de lucht. Hierdoor is de vliegafstand vanaf een bepaalde kracht constant. De leerlingen hebben in een afzuigkap rookontwikkeling gecreëerd door een gloeiende spaander in een mengsel van 2.5 gram zetmeel, 8 gram salmiak en 7.5 gram kaliumchloraat te brengen. Met de ventilator aan kan waargenomen worden in welke banen de rook zich langs het vliegtuigje beweegt. Het blijkt dat een groot deel van de rook over het vliegtuigje gaat, maar dat toch ook een aanzienlijk deel onderlangs gaat. Dit resultaat valt tegen, aangezien volgens de theorie alle lucht boven het vliegtuigje langs zal gaan als het grondeffect optreedt. Proefonderdeel 3 kan opgedeeld worden in 2 onderdelen aangezien er 2 soorten stromingen zijn: de laminaire (stabiele, homogene) stroming en de turbulente (onstabiele) stroming. De laminaire stroming kan worden verkregen door de bek van de ventilator vol te stoppen met rietjes. Een ventilator zonder rietjes geeft een turbulente stroom. Door het gewicht van het vliegtuigje en de windsnelheid te meten, kan bepaald worden bij welke windsnelheid het vliegtuigje zweeft en dus het grondeffect optreedt. Bij de laminaire stroming treedt het grondeffect op bij 6.4 m/s. Bij de turbulente stroming is dit bij 4.0 m/s. De onderzoekers hebben aangenomen dat het grondeffect optreedt wanneer het vliegtuigje zweeft. Er kan echter ook beweerd worden dat het grondeffect al optreedt, zodra er sprake is van drukverschil tussen de boven- en onderkant van de vleugel. Ook al zweeft het vliegtuigje dan nog niet door wrijving.
