Opgave
Leest het volgende artikel.
Tijdens de start draaien de rotorbladen in een horizontaal vlak. Bij deze start wordt de luchtweerstandskracht verwaarloosd. In verticale richting werken dan twee krachten op de SoloTrek: de zwaartekracht Fz en de stuwkracht Fstuw.
Veronderstel dat de stuwkracht constant is. De totale massa bedraagt 255 kg.
De piloot bereikt in 4,0 s een hoogte van 5,0 m.
a) Bereken de hiervoor benodigde stuwkracht.
In het artikel wordt een ouderwetse eenheid van vermogen gebruikt, de paardenkracht (pk). Zie tabel 5 (Binas vijfde druk) of tabel 6 (Binas vierde druk). Er wordt bedoeld dat het maximale nuttige vermogen dat de motor kan leveren 120 pk bedraagt. Bij dit vermogen heeft de motor een rendement van 30%.
b) Bereken hoe lang je op dit vermogen kunt vliegen als je met een volle tank begint.
Uitwerking vraag (a)
- Met een versnelling a stijg je in 4,0 seconden h = 0,5·a·t2 = 0,5·a·4,02 = 8,0·a.
- Dus de versnelling is hier a = 5,0/8,0 = 0,63 m/s2.
- Dus de resultante kracht is F = m·a = 255·0,63 = 1,6·102 N.
- De zwaartekracht haalt F = m·g = 255·9,81 = 2,5·103 N van de stuwkracht af.
- Dus de stuwkracht is Fstuw = F + Fz = 2,7·103 N.
Uitwerking vraag (b)
- Een paardekracht komt overeen met 735,5 W (BINAS).
- Het nuttig vermogen is dus maximaal 120·735,5 = 88,3 kW.
- Het totale vermogen is (bij een rendement van 30%) 88,3·100/30 = 294 kW.
- Een volle tank heeft 47 liter benzine en dat levert aan energie 47·33·106 = 1,55·109 J.
- Hiermee kan dus 1,55·109/294·103 = 5,3·103 s = 1,5 uur.
