Aërodynamica

Florian stelde deze vraag op 05 februari 2007 om 16:34.

Hoe komt het dat als een vliegtuig opstijgt hij veel energie nodig heeft en als hij een maal hoog in de lucht is bijna geen brandstof of energie gebruikt?

Heeft dat te maken met de luchtdichtheid enzo? 

Reacties

Melvin op 05 februari 2007 om 16:51

Beste Florian,

Waar heeft het vliegtuig de energie voor nodig?

Bij het opstijgen raakt hij aan drie dingen energie kwijt:
- hoogte-energie: Eh = m*g*h (een volle Boeing 747 heeft een massa van ongeveer 400 ton. Om dit 10 km omhoog te krijgen, is heel veel energie nodig.)
- kinetische energiee: Ek = 0,5*m*v^2 (de kruissnelheid van een 747 is ongeveer 900 km/u, dus ook hier gaat heel veel energie zitten.)
- de wrijvingsenergie: dit is afhankelijk van de snelheid en inderdaad de luchtdichtheid.

Als het vliegtuig eenmaal is opgestegen, blijft alleen het laatste over.

Groet,
Melvin

Jan op 07 februari 2007 om 01:29

Ik ben, met alle respect overigens, toch niet helemaal blij met het antwoord van Melvin op deze vraag.

Er wordt gesteld dat het winnen van hoogte en het op snelheid brengen héél veel energie vergt. Als ik dat eens uitreken voor die volgeladen Jumbo valt dát juist nogal mee. Samen ruim 50 GJ, en nou lijkt dat een énorm getal, maar met 1500 liter diesel (lijkt wel wat op de vliegtuigbrandstof kerosine) ben je daar al wel volgens BINAS.

Pas op, dat is de puur natuurkundige arbeid om die massa naar die hoogte en snelheid te krijgen. Die motoren hebben natuurlijk geen 100 % rendement, maar met maximaal een kuub of 10 brandstof moet Jumbo dát wel redden. Een 747-400 heeft een maximale tankinhoud van 216 kubieke meter. Met andere woorden, met alleen opstijgen (m·g·h) en op snelheid komen (½·m·v²) stookt hij een paar procent van zijn tanks leeg.

De rest gaat dus op aan wrijving (en "lift", maar hoe ik dat exact zou moeten berekenen is me niet helemaal helder, daarvoor heb ik te weinig verstand van aërodynamica)

Stellen dat hij "eenmaal hoog in de lucht dus bijna geen brandstof meer verbruikt" is al met al een beetje te optimistisch gesteld.

https://en.wikipedia.org/wiki/Fuel_economy_in_aircraft#Long_haul

voor een 747-400 geeft dat 3,26 x 416 = 1350 L/100 km. 
Amsterdam-Hongkong dus toch al iets als 135 kuub....

Een kuub of 15 per uur zal hij er dus toch wel doorjagen, anders zouden ze er zulke tanks niet in leggen. 

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Roos heeft achtentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)