Arjan de Jong
1996


Advertentie van CAE Electronics uit Flight International, 24-30 April 1996

1 INLEIDING

Luchtvaart is een boeiend onderwerp. Luchtvaart fascineert een heleboel mensen. Het is een onderwerp waarvoor iedereen op het puntje van de stoel gaat zitten. Misschien is het daarom goed om eens een programma te maken rond dit onderwerp?
Luchtvaart is een veelzijdig onderwerp. In dit boek zul je kennis kunnen maken met luchtvaartspeelgoederen. Je kunt bijvoorbeeld een programma vullen met veel doe-dingen die leuk zijn om in groepsverband uit te voeren. Deze doe-dingen worden verder in deze publicatie activiteiten genoemd. Je kunt ook experimenteren met lucht en met vliegen. Als (bege-)leider kun je er voor kiezen om experimentjes voor te doen, maar je kunt ook met jeugdleden eindeloos experimenteren en zodoende de mechanische werking van lucht en het vliegen inzichtelijk maken. Hiervoor zijn er in dit boek proefjes opgenomen.
In de beschrijving van de proeven en activiteiten vind je bovenaan het »-symbool. Dit symbool geeft aan welke materialen je nodig hebt om de proef of activiteit uit te kunnen voeren. Alle activiteiten en proeven die in dit boek worden genoemd zijn in de praktijk beproefd.

Activiteit 1, Vliegtuigontwerper worden!
  »  80 grams papier op A4 formaat
  Voor aanstaande vliegtuigbouwers, -ontwerpers en vliegers zijn papieren vliegtuigen de eerste opstapklasse. Papieren vliegtuigen zijn goedkoop en de produktietechnieken liggen binnen ieders bereik. Bovendien zijn de ontwikkelingskosten gering. Dit schept dus de juiste voorwaarden om experimenteel kennis te kunnen maken met de wereld van de luchtvaart en de luchtvaart-techniek.
Kijk snel hieronder om kennis te maken met twee aardige papieren vliegtuigen. Wanneer niets je te dol is ontwerp je je eigen papieren vliegtuig toch!

Activiteit 2, Wolkenridders
  »  Papieren vliegtuigen, een doel, stopwatch
  Papieren vliegtuigen kun je op allerlei manieren beproeven op hun prestaties. Je kunt er zelfs een heuse wedstrijd van maken. Enkele voorbeelden zijn bijvoorbeeld:
  - duurvliegen, hoe lang blijft het vliegtuig in de lucht?
  - afstand, wie kan de grootste afstand afleggen?
  - figuurvliegen, wie vliegt de mooiste bocht?
    wie vliegt de beste looping?
  - doelvliegen, welk vliegtuig is het meest trefzeker?
  - hoogvliegen, welk vliegtuig komt het hoogst?
  Het leukste is om deze prestaties te vergelijken van zelf ontworpen vliegtuigen.
 

2 HET WERKTERREIN, DE LUCHT

Om te kunnen vliegen heb je lucht nodig. Lucht is een gas dat bestaat uit luchtdeeltjes. Luchtdeeltjes hebben massa. De luchtdeeltjes zijn netjes verdeeld. Er zijn per hoeveelheid lucht maar heel weinig luchtdeeltjes te vinden. Hierdoor kun je door de lucht heen kijken en hierdoor weegt lucht maar heel weinig.
Luchtdeeltjes bewegen. Luchtdeeltjes bewegen doordat ze verwarmd worden. De luchtdeeltjes botsen geregeld tegen elkaar op. Als er zich een voorwerp in de lucht bevindt botsen de luchtdeeltjes hier ook tegen aan. Luchtdeeltjes die tegen een voorwerp opbotsen leveren een klein krachtje. Wanneer heel veel luchtdeeltjes tegen een voorwerp aan botsen, leveren ze een grotere kracht. Deze kracht, de kracht van bewegende gasdeeltjes op een voorwerp, noemen we een druk.
Je kunt de druk op twee belangrijke manieren beïnvloeden. Bedenk maar eens wat er gebeurt wanneer je in een afgesloten ruimte steeds meer luchtdeeltjes stopt. Dit gebeurt bijvoorbeeld wanneer je de band van je fiets oppompt. Meer deeltjes botsen vaker tegen elkaar en tegen de wanden van de ruimte. De druk in de afgesloten ruimte stijgt.

Proef 1, Meer lucht, meer druk
  »  een ballonnetje
  Neem een ballonnetje en leg dit voor je op tafel. De lucht in de ballon is nu gelijk aan de luchtdruk buiten de ballon. Blaas de ballon nu vol met lucht. De ballon zal uitzetten. Kun je uitleggen hoe het komt dat de ballon uitzet?

Een andere manier om de luchtdruk te veranderen is door de luchtdeeltjes harder of zachter te laten bewegen. Neem maar eens een afgesloten ruimte in gedachte. Als je de lucht in deze ruimte verwarmt zullen de luchtdeeltjes harder gaan bewegen. De krachtjes die de botsende deeltjes op de wanden uitoefenen worden groter, omdat de snelheid van de deeltjes groter is. Hierdoor zal de luchtdruk in de ruimte toenemen.

Proef 2, De flesse-kraker
  »  slappe kunststof fles met dop, warm water
  Verwarm de fles zonder dop door er heet water in te gieten. Nadat de fles warm is geworden laat je het water er uit lopen en draai je de dop op de fles. De fles zal na verloop van tijd indeuken. Kun je uitleggen waarom de fles in elkaar kreukelt?
In de natuur streeft alles naar evenwicht. Dit heeft een aantal gevolgen als het het gedrag van lucht aangaat.
Er heerst evenwicht in onze omgeving wanneer de lucht in die omgeving overal dezelfde luchtdruk heeft. Nemen we in gedachten weer een afgesloten ruimte. In deze ruimte heerst een afwijkende luchtdruk van de omgeving. Doordat de ruimte niet in contact staat met de omgeving kan het verschil in luchtdruk gehandhaafd blijven, de lucht zit immers opgesloten.
Wanneer de afgesloten ruimte nu in directe verbinding komt te staan met de omgeving, zal lucht met een hogere luchtdruk wegstromen naar een gebied met een lagere luchtdruk.
Hierdoor wordt de luchtdruk in de ruimte gelijk aan de luchtdruk van de omgeving. Er is nu evenwicht.

Proef 3, De ballon-raket
  »  een ballonnetje, plakband, een paar meter paktouw, een rietje
  Schuif het touwtje door het rietje. Blaas het ballonnetje op en knijp het tuutje dicht. Plak nu de ballon met twee stukjes plakband aan het rietje. Span het touwtje horizontaal en strak. Laat het tuutje van de ballon los. De ballon zal nu langs het touwtje schieten. Kun je uitleggen waarom de ballon wegschiet?

Al eerder heb je begrepen dat wanneer je in een afgesloten ruimte extra lucht perst, er meer luchtdeeltjes in deze ruimte terecht komen.
Ook weet je dat de luchtdeeltjes massa (gewicht) hebben. Wanneer je de luchtdeeltjes dichter tegen elkaar aanperst, wordt de lucht in die ruimte zwaarder.
Niet alle gassen zijn even zwaar. Lucht is bijvoorbeeld zwaarder dan waterstofgas of helium, maar lichter dan propaan. Propaangas zal als een soort deken op de grond gaan liggen en de lucht zal hier bovenop plaatsnemen. Luchtballonnen die met gas gevuld zijn, zijn vaak gevuld met helium. Doordat helium lichter is dan lucht, ontstaat een opwaartse kracht, de draagkracht van de ballon. Vroeger werd ook waterstofgas gebruikt voor ballonnen en zeppelins. Omdat waterstofgas (ook knalgas genaamd) nogal explosief is wordt dit niet meer gebruikt.
Een andere manier om met een ballon het luchtruim te bevaren is met hete lucht. Bij een heteluchtballon wordt de lucht in de ballon verwarmd met een grote brander. Doordat de lucht uitzet bij verwarming moeten luchtdeeltjes uit de ballon ontsnappen. Dit kan omdat de onderzijde van de ballon open is. Doordat de lucht in de ballon lichter is dan de lucht buiten de ballon, ontstaat draagkracht.

Proef 4, Lucht wegen
  »  twee ballonnen, een latje van ongeveer 50 centimeter, twee punaises, een touwtje van een meter
  Prik de twee lege ballonnen aan de uiteinden van het latje. Hang het latje horizontaal aan het touwtje op. Haal nu een van de ballonnen van het latje af en blaas deze ballon op. Knoop de ballon dicht en hang de ballon weer op zijn oude plek aan het latje. Wat zie je en hoe komt dit?

WAARSCHUWING
In onderstaande activiteit wordt gewerkt met open vuur en brandbaar materiaal. Er bestaat brandgevaar. Neem voldoende maatregelen om de veiligheid te kunnen garanderen.

Activiteit 3, Vliegen met een heteluchtballon
  »      schaar, lijm (bijvoorbeeld Pritt), strook karton, vloeipapier (waarin bijvoorbeeld breekbaar glaswerk wordt verpakt)
  Het bouwen en vliegen van een hete luchtballon is makkelijker dan het lijkt. Op de volgende pagina staat een ballon afgebeeld die makkelijk te maken is en die goed vaart, de 'Jamboree Piramid'.
Het geheim van het ballonvaren met modelballonnen schuilt in de manier van oplaten. Voor het oplaten van een papieren hete luchtballon maak je gebruik van een gasbrander of een gasstel. Hierboven wordt een kachelpijp geplaatst met een lengte van ongeveer 1 meter en een diameter van ongeveer 10 centimeter. De ballon wordt een klein stukje over de bovenzijde van de koker geschoven. Zo kan alleen hete lucht de ballon bereiken en niet het vuur van de brander. Goed heet stoken en varen maar.

Jamboree Piramid

Knip vier piramiden en één vierkant van vloeipapier.
Knip een strook karton uit.
Plak de vier piramiden aan elkaar (overlap ongeveer 1 centimeter). Gebruik bijvoorbeeld een lijmstift van Pritt om de delen aan elkaar te plakken.
Plak de vier piramiden dicht tot een kegel.
Plak de strook karton dicht (overlap ongeveer 1 centimeter).
Plak het vierkant aan de brede kant van de kegel en plak de kartonnen ring in de smalle kant van de kegel vast. De ballon is nu bedrijfsklaar.

3 LUCHT IN BEWEGING

Lucht in beweging is in staat om een krachtje op te wekken. In het vorige hoofdstuk heb je daar al kennis mee kunnen maken. Luchtdeeltjes bewogen roekeloos door een afgesloten ruimte en botsten tegen de wanden van de ruimte op. Hierdoor leverden ze een drukkrachtje op de wanden.
Stel je nu eens voor dat die luchtdeeltjes niet willekeurig door de ruimte heen bewegen maar dat ze allemaal in dezelfde richting bewegen. Een voorbeeld van luchtdeeltjes die in hoofdlijnen allemaal dezelfde kant op bewegen is wind.
Luchtdeeltjes hebben gewicht en luchtdeeltjes bewegen met een zekere snelheid met de wind mee. Denk je eens in dat er één luchtdeeltje is met de grootte en het gewicht van een gummetje. Dit luchtdeeltje drijft met de wind mee, net alsof we het gummetje hard weggooien. Wanneer dit gummetje een voorwerp raakt, bijvoorbeeld een leeg conservenblik, zal het een krachtje uitoefenen op het conservenblik. Een gummetje zal het conservenblik gemakkelijk omgooien.



Of stel je voor dat er een aantal luchtdeeltjes zijn die erg op water lijken. De waterdeeltjes brengen we op snelheid met een tuinslang die vast zit aan een waterkraan. Wanneer het water een conservenblik raakt, zal het omvallen.
Lucht reageert precies hetzelfde als water en gummetjes. Wanneer snel stromende lucht tegen een voorwerp aanbotst zal het ook een krachtje veroorzaken. Omdat lucht niet zo zwaar is als water en gummy, is het effect kleiner. De kracht die tegen het voorwerp aan duwt is een drukkracht. Wanneer de luchtdruk tegen het voorwerp aan duwt spreken we van overdruk.
Bewegende voorwerpen, vloeistoffen en gassen leveren een krachtje wanneer ze tegen iets aanbotsen dat ze op hun weg tegenkomen (zoals de Scout opmerkte die tegen de wind in naar het clubhuis fietste). De drukkracht die de lucht op het voorwerp uitoefent, neemt toe met een toename van de luchtsnelheid.

Proef 5, Bots- en blaasproef
  »  twee punaises, een touwtje van een meter
  Prik de twee lege ballonnen aan de uiteinden van het latje. Hang het latje horizontaal aan het touwtje op. Haal nu een van de ballonnen van het latje af en blaas deze ballon op. Knoop de ballon dicht en hang de ballon weer op zijn oude plek aan het latje. Wat zie je en hoe komt dit?

WAARSCHUWING
Bij het lanceren van PET-flessen worden zeer hoge snelheden bereikt en wordt met hoge drukken gewerkt. Neem voldoende veiligheidsmaatregelen in acht. Houd omstanders op grote afstand.
De MAXIMALE druk op de fles is 2,5 bar (2500 hPa).

Proef 6, PET-fles lanceren
  »  PET-fles die is omgetoverd tot raket, lanceerinstallatie met lanceertuutje, autobandenpomp met luchtdrukmeter en water.
  Voor het lanceren van een PET-fles heb je een veilige afvuurinstallatie nodig en een passend tuutje dat je zelf moet maken. Een veilige afvuurinstallatie bestaat uit een houder voor de PET-fles die ervoor zorgt dat de PET-fles pas kan worden afgevuurd op het gewenste moment en in de gewenste richting.
Verder moet je een raket hebben die je het beste maakt van een anderhalve literfles van PET. Verzwaar de voorzijde en maak voldoende grote en stevige vinnen aan de achterzijde.
Vul de fles voor ongeveer eenderde met water en plaats de fles op de lanceerinrichting. Blaas de fles op met lucht maar NOOIT meer dan 2,5 Bar (2500 hPa). Zorg dat de omstanders voldoende afstand hebben tot de lanceerinrichting en niet geraakt kunnen worden door de terugvallende raket.
Wat gebeurt er wanneer de fles wordt gelanceerd en hoe komt dit?
 

Wat zou er gebeuren met lucht die niet tegen een voorwerp aan blaast maar langs een voorwerp stroomt? Zou deze lucht ook een krachtje op het voorwerp veroorzaken?
Lucht die stroomt levert in de stromingsrichting een drukkracht. De luchtdeeltjes die voornamelijk in de richting van de wind bewegen zijn verder van elkaar verwijderd. Lucht die snelheid heeft wordt als het ware uit elkaar getrokken. De lucht neemt meer ruimte in. Hoe kun je je dit voorstellen? Wanneer iets beweegt, legt het in een bepaalde tijd een zekere afstand af. Als de snelheid groter is, is de afgelegde afstand ook groter. De dingen die bewegen zijn korter op een bepaalde plek te vinden, ze moeten snel verder.

Stel je nu voor dat een luchtdeeltje ons met grote snelheid passeert. Het luchtdeeltje drijft niet alleen mee met de wind, maar het deeltje beweegt ook omdat het behaaglijk warm is. Het luchtdeeltje beweegt dan min of meer willekeurig heen en weer, maar voornamelijk in de richting van de wind. Het deeltje dat maar heel even bij ons in de buurt is, heeft maar een hele kleine kans dat het ons raakt. Wanneer een luchtdeeltje stil staat voor ons gezicht, is de kans veel groter dat het luchtdeeltje ons raakt. Het gevolg is dat snel stromende lucht veel minder druk levert tegen voorwerpen wanneer het langs voorwerpen stroomt. Er ontstaat een gebrek aan luchtdeeltjes langs het oppervlak van het voorwerp. De langsstromende lucht heeft een lagere luchtdruk dan stilstaande lucht. Doordat de luchtdruk een lagere druk heeft dan de luchtdruk van de stilstaande lucht wordt gesproken van onderdruk. De druk die lucht uitoefent wanneer het langs een voorwerp stroomt neemt verder af bij toenemende snelheid.

Wanneer je terug kijkt vallen twee dingen op. Stromende lucht die tegen een voorwerp opbotst levert de lucht een drukkracht naar het voorwerp toe. Er wordt gesproken van overdruk. Wanneer de lucht harder stroomt neemt de drukkracht ook toe.
Lucht die langs een voorwerp stroomt levert een onderdruk op dit voorwerp. Als de snelheid van de langsstromende lucht toeneemt, neemt de druk op het voorwerp verder af.

Proef 7, Onderdruk door langsstromende lucht
  »  schoteltje, dubbeltje of stuiver
  Leg het dubbeltje voor je op tafel en zet het schoteltje achter het muntje neer. Blaas nu over het muntje.
Lukt het je om door te blazen het muntje op het schoteltje te krijgen?
 

Proef 8, Onderdruk!
  »  strookje papier
  Vouw van een strook papier een tunneltje. Wat denk je dat er gebeurt wanneer je onder de tunnel door blaast?
Kan je verklaren wat er gebeurt als je door de tunnel blaast?

4 VLIEGEN BIJ DE GRATIE VAN DRAAGKRACHT EN WEERSTAND

Om te kunnen vliegen is een opwaartse kracht nodig. Het gewicht van het vliegtuig moet per slot van rekening omhoog getild worden. Deze opwaartse kracht wordt geleverd door de vleugels. Om draagkracht te kunnen produceren hebben vleugels een bepaalde typische vorm. Een vleugel levert draagkracht dankzij de vorm van de vleugel en de langsstromende lucht. Om dat te begrijpen moet je naar de vorm van een vleugel kijken. Een vleugel is aan de bovenzijde boller dan aan de onderzijde. De afstand die de lucht aflegt is verschillend. De weg over de bolle bovenzijde is groter dan de weg langs de plattere onderzijde. Lucht die over de vleugel stroomt, moet een langere afstand afleggen dan lucht die onder de vleugel door stroomt.



De lucht die onder en boven de vleugel langs stromen moeten gelijktijdig aan de achterzijde moeten aankomen (anders zullen er gaten vallen en dat kan niet). De lucht aan de bovenzijde moet een in dezelfde tijd een langere weg afleggen dan de lucht die onder langs de vleugel stroomt. De lucht over de bovenzijde moet harder stromen dan de lucht die langs de onderzijde stroomt.

In het voorgaande hoofdstuk heb je gezien dat lucht die langs een oppervlakte stroomt (bijvoorbeeld een zijde van een vleugel) een krachtje uitoefent op dit oppervlak. De langstromende lucht levert een onderdruk op het oppervlak. De lucht trekt aan het oppervlak. Deze kracht neemt toe met de luchtsnelheid.

Terug naar de vleugel. Aan de bovenzijde van de vleugel stroomt de lucht het snelst. Hier heerst dus de grootste onderdruk. De onderdruk die een zuigende werking heeft, zuigt het sterkst aan de bovenzijde van de vleugel. De vleugel wordt omhoog gezogen. En omdat de vleugel vastgemaakt is aan de romp van het vliegtuig zal niet alleen de vleugel naar boven worden getrokken, maar zal ook de rest van het vliegtuig omhoog getrokken worden.

'Jaja': zeg je nu. 'Allemaal leuk en aardig, maar het opwekken van draagkracht is toch zeker niet gratis?'.
Klopt, draagkracht krijg je niet cadeau. De belangrijkste kracht die een vleugel tegenhoudt is de wrijvingskracht. Deze kracht ontstaat doordat lucht over een oppervlak stroomt. Wanneer lucht over een oppervlakte stroomt, plakt het als het ware aan het oppervlak vast. Hierdoor wordt de langsstromende lucht afgeremd.

Proef 9, De windtunnel
  »  een stokje (bijvoorbeeld een potlood) en een strookje papier
  Vouw de strook papier bol en rondom het potlood. Houdt het potlood voor je mond terwijl je over de bovenzijde van het strookje papier blaast. Wat zie je en waarom?
 
Er wordt een kracht naar achteren op de vleugel uitgeoefend. Deze kracht wordt weerstand genoemd. Weerstand is de kracht die de vleugel (of een ander voorwerp) moet overwinnen om tegen de wind in te bewegen. Om economisch te kunnen vliegen moet de weerstand van een vliegtuig zo laag mogelijk zijn. De motoren, die voor de voorwaartse beweging van een vliegtuig moeten zorgen, hoeven dan de minste kracht te leveren.
Activiteit 4, De mobile
  »  papier, plakband, touw en rietjes
  Maak van papier een vleugeltje door een strook papier dubbel te vouwen. Plak de achterkant met een plakbandje samen. Prik een stukje van een rietje van ongeveer 4 centimeter door het vleugeltje en zet het rietje vast met kleine stukjes plakband. Steek een draadje van ongeveer anderhalve meter door het rietje. Houd het touwtje rechtop en het vleugeltje in de wind. Wat zie je en hoe komt dit?

5 VLIEGERS

En van de dingen om ons heen die vliegen zijn vliegers. Vliegers zijn er in veel soorten en maten. Keuze genoeg dus om eens leuk mee te spelen.

Om goed met een vlieger te kunnen vliegeren zijn twee aspecten van invloed, namelijk draagkracht en stabiliteit. De draagkracht ontstaat doordat de vlieger iets scheef ten opzichte van de wind staat. Hierdoor werkt de vlieger als een vleugel.
Kijk maar eens vanaf de zijkant naar een vlieger die in de lucht staat. De vlieger staat iets achterover gekanteld. De vlieger gaat zich hierdoor als vleugel gedragen. De wind die vanaf de voorzijde langs de vlieger stroomt wordt als het ware naar beneden afgebogen.
De lucht in de buitenbocht moet een grotere weg afleggen ten opzichte van de lucht die de binnenbocht moet nemen. Een langere weg betekent ook hier een hogere luchtsnelheid en een afname van de luchtdruk. Het resultaat is draagkracht.
Er zijn vier belangrijke krachten die zorgen dat een vlieger in de lucht blijft hangen. In de eerste plaats heeft de vlieger gewicht. Het gewicht, de zwaartekracht, is een kracht die de vlieger naar beneden trekt. Daarnaast is er een opwaartse kracht. Om te kunnen vliegeren moet de opwaartse kracht, de draagkracht, groter zijn de zwaartekracht.
Verder heeft de vlieger ook last van weerstand. Weerstand is de kracht die de vlieger moet betalen om draagkracht te kunnen leveren. De weerstand staat altijd in dezelfde richting als de stromingsrichting van de wind. Tot slot is er nog de trekkracht van de vliegerlijn. De trekkracht is net zo groot als (maar in richting tegengesteld aan) de som van de zwaartekracht, de draagkracht en de weerstand.

Activiteit 5, De Sat-stok vlieger
  »  80 grams A4 papier, klosje garen, sat-stokje, plakband, schaar
  Knip een vlieger uit in de vorm zoals aangegeven in de onderstaande tekening (wanneer je veel vliegers gaat maken doe je er verstandig aan om het model vast op het papier te kopiren). Vouw de vlieger en plak aan de bovenzijde een sat-stokje vast met twee stukjes plakband. Prik in de kiel een gaatje en bevestig hier een paar meter garen aan vast. Wacht op een beetje wind. De vlieger is nu klaar om opgelaten te worden.
 

WAARSCHUWING
Vlieger nooit bij onweer! Vlieger nooit in de buurt van hoogspanningsmasten, vliegvelden, autowegen, bovenleidingen en obstakels.

Activiteit 6, Bouw en vlieger met een vlieger
  »  Plastic zeil, sterk plakband (bijvoorbeeld glasvezelversterkt), nylon touw, bindtouw, bamboe latjes van ongeveer 90 centimeter.
  Bouw eens een vlieger en laat deze op. Het oplaten van een eigen gemaakte vlieger blijft toch altijd hardstikke leuk en de twee voorbeelden zijn foolproof (= sukkelbestendig).
Bouw eerst het frame van de vlieger uit bamboe dat met paktouw aan elkaar wordt gesjord. Vijl in de uiteinden van de stokken een V-vormig groefje. Knip vervolgens de bespanning uit volgens de maten van de tekening. Maak op de hoeken met plakband een koordje vast volgens de tekening. Span nu de bespanning op met deze touwtjes. Deze touwtjes kun je vastmaken in de V-vormige groeven in de stokken. Bevestig vervolgens de toomdraden (op de plekken van het rondje-kruisje symbool). Ga verder met: 'het afstellen van een vlieger'.
  Eddy's patentvlieger                           Della Porta's vlieger
 
  Het bevestigen van koordjes aan de bespanning met een plakbandje
 

Naast draagkracht heeft de vlieger ook stabiliteit nodig. Stabiliteit is de neiging van een voorwerp om na een verstoring zijn oude stand weer aan te nemen.
De stabiliteit van een vlieger bestaat uit twee verschillende onderdelen.
Om te beginnen moet de voorkant van de vlieger altijd in de wind blijven wijzen. Anders gaat de vlieger draaien om een as die overeenkomt met de richting van het vliegertouw. Deze draaiing kan worden voorkomen door aan de achterzijde van de vlieger een staart te binden.
Staarten zijn er in veel verschillende soorten en maten. Ze dienen als een soort van anker.



Ten tweede is de stabiliteit in de lengterichting van de vlieger ook noodzakelijk. Sommige vliegers schommelen erg om de langsas (de as die de voorzijde van de vlieger verbindt met de achterzijde van de vlieger). Dit kan worden voorkomen door de vlieger een V-vorm te geven. De V-vorm ontstaat door de zijkanten van de vlieger omhoog te buigen. Door deze V-vorm wordt de stabiliteit vergroot. Stel je maar eens voor dat de vlieger scheef komt te staan; verdraaid is over de langsas. En zijde van de vlieger komt dan veel vlakker ten opzichte van de wind te liggen terwijl de andere zijde veel meer omhoog gaat staan. Het gevolg is dat de wind nu veel meer kracht uitoefent op de vlakke zijde als op de omhoog staande zijde. Hierdoor wordt de liggende zijde terug geblazen naar zijn oude stand. De vlieger heeft op deze wijze dus de neiging terug te keren naar zijn oude stand. Er is dus sprake van stabiliteit om de langsas.

Het afstellen van een vlieger
Het afstellen van een vlieger gebeurt door de toomdraden, de draden waaraan de vlieger aan de vliegerlijn is bevestigd, aan te passen Bij het afstellen van een vlieger wordt de stand van de vlieger ten opzichte van de windrichting bepaald. De stand van de vlieger is bepalend voor het evenwicht van de vier krachten die op de vlieger werken. De windsnelheid heeft invloed op de stand van de vlieger De afstelling van een vlieger wordt voornamelijk bepaald door de windsnelheid.
Het afstellen van de vlieger doe je op de grond voordat je gaat vliegeren en na de eerste vliegproeven.
Nog voor je de vlieger oplaat let je op drie dingen:
I. Let erop dat de linker en rechter helft van de vlieger precies gelijk maar spiegelbeeldig zijn. Let er ook op dat de bespanning even strak staat.
II. Hang de vlieger op zijn kop op aan de toom. De linker en rechter kant van de vlieger moeten netjes vlak liggen.
III. Hang de vlieger zonder eventuele staart op zijn kop op aan de toom. De staartkant van de vlieger moet iets lager hangen dan de neus van de vlieger. Stel de toom eventueel bij.
Wanneer de vlieger is gecontroleerd, kan de vlieger zijn eerste vliegproeven ondergaan Is de vlieger zorgvuldig gebouwd en is de wind binnen de limieten, dan volstaan de volgende afstelmogelijkheden:
A. De vlieger stijgt onmiddelijk tot boven of zelfs over je hoofd. Daarna duikelt de vlieger voorover. Los dit op door de toomring verder naar de staartkant te verschuiven.
B. De vlieger blijft achterover hangen zonder op te stijgen. Schuif de toomring verder naar de neus toe.
Wanneer de vlieger niet aan de verwachtingen voldoet kun je niet de tabel aan het einde van het hoofdstuk de mogelijke oplossingen vinden.

Activiteit 7, Je eigen vlieger ontwerpen, bouwen en vliegen
  »  vliegermaterialen als bamboe, plasticfolie, zijde vloei papier, touw, verschillende knutselmaterialen en -gereedschappen
  Draai de rollen eens om. Vertel de jeugdleden hoe het komt dat een vlieger kan vliegen. Vertel ze over de opwaartse kracht en stabiliteit. Met de opgedane kennis kunnen ze zelf een vlieger ontwerpen, bouwen en laten vliegen.

Wat doet de vlieger? Wat doe je eraan?
- de vlieger draait in snelle kringen - Als de draairichting steeds gelijk is, is de vlieger asymmetrisch. Probeer de linker- en rechter stokken om te wisselen.
  - Als de draairichting wisselt, is het een staartkwestie. Voeg een staart toe of vergroot de huidige staart.
- de vlieger slingert hevig - Probeer de vleugelpunten lichter te maken (dunnere of taps toelopende ligger).
  - Voeg een staart toe of vergroot de huidige staart.
- de vlieger wipt met zijn neus op en neer - Verleng de voorste toomdraad.
- de vlieger hangt steil achterover en blijft zo hangen; of als hij hoog staat, dan schiet hij vooruit en maakt de lijn slap - Verkort de voorste toomdraad.
- de vlieger trekt flink, maar komt niet hoog genoeg - Schuif de toomring naar voren.
- de vlieger trekt te weinig in verhouding tot de kracht van de wind - Schuif de toomring naar achteren.
- de vlieger blijft wiebelen, maar vliegt verder goed - Verleng de toomdraad.
- de vlieger duikt bij een windstoot zijwaarts weg - Vergroot de V-stelling van de vlieger.
- de vlieger stijgt dadelijk boven je hoofd om vervolgens omlaag te duiken terwijl de wind waait - Schuif de toomring naar de staartkant.
- de vlieger is alleen stabiel zolang je viert - De wind waait te hard voor de vlieger.
- de vlieger wil alleen omhoog wanneer je achteruit loopt - Er is onvoldoende wind.

6 GEDRAGEN DOOR VLEUGELS; FRISBEE'S EN WERPMODELLEN

Om te kunnen vliegen is draagkracht nodig. Draagkracht is de opwaartse kracht die het gewicht van het vliegtuig optilt. Draagkracht ontstaat door de onderdruk die langsstromende lucht met zich meebrengt wanneer het over een oppervlak stroomt. Helaas gaat draagkracht ten koste van weerstand. Weerstand is een kracht die het vliegtuig remt in zijn voorwaartse beweging. Weerstand ontstaat doordat lucht die langs een oppervlak stroomt wrijving ondervindt.
Om te kunnen vliegen is naast draagkracht ook stabiliteit van groot belang. Stabiliteit is de neiging van een voorwerp om na een verstoring zijn oude stand weer aan te nemen.

Bij een frisbee gedraagt de schijf zich als vleugel en als vliegwiel. Daarom moet je een frisbee naar voren gooien en met een draaiende beweging weggooien.
De voorwaartse beweging die je meegeeft aan een frisbee zorgt ervoor dat de frisbee zich als een vleugel gaat gedragen. Doordat de bovenzijde van een frisbee boller is dan de onderzijde van een frisbee ontstaat er draagkracht wanneer de frisbee voorwaartse snelheid heeft.
De ronddraaiende beweging van de disk is nodig voor de stabiliteit. Doordat de frisbee ronddraait ontstaat een vliegwieleffect (met een net woord precessie genaamd). De frisbee die een vliegwiel is wanneer hij ronddraait is stabiel totdat de draaiende beweging van de frisbee stopt. Probeer maar eens een niet ronddraaiende frisbee weg te gooien en ergens een doel te raken met de frisbee.

Activiteit 8, De frisbee
  »  een frisbee
  Met een frisbee (die het beste gewoon gekocht kan worden bij een speelgoedwinkel of 'geregeld' kan worden) kun je veel leuke activiteiten ondernemen. Maar probeer eerst maar eens uit te achterhalen of de ronddraaiende beweging van de frisbee echt nodig is. Experimenteer maar eens met het ronddraaiend en niet-ronddraaiend weggooien van de frisbee.

Activiteit 9, Australisch frisbee
  »  een frisbee, twee goals, deelnemers, grasveldje
  Verdeel je over twee groepen. Iedere groep heeft een eigen doel. Probeer doelpunten te scoren door de frisbee bij de tegenpartij achter de doellijn op de grond te drukken. Hanteer de regels als bij rugby (alleen achterwaarts gooien, voorwaarts rennen, duwen mag wanneer iemand de frisbee vast heeft).


Werpmodellen zijn kleine houten vliegtuigjes die je kunt werpen. Werpmodellen zijn door hun formaat snel en makkelijk te bouwen. Maar, werpmodellen zijn ook echte luchtvaartuigen. Met wat oefening kun je het vliegtuigje die kant op laten vliegen waarin jij wilt. Een klein maar heel leuk werpmodel-letje is de Lilliputter. De Lilliputter is een vliegtuigje dat zonder problemen gebouwd kan worden met jeugdleden. Ook is het een vliegtuigje dat makkelijk vliegt. En, de kosten die verbonden zijn aan de bouw van een modelletje zijn verwaarloosbaar. Hierdoor leent het vliegtuigje zich heel goed voor Scoutingactiviteiten.



Wanneer een Lilliputter juist is gebouwd (met alles erop en eraan) en het zwaartepunt op de juiste plaats ligt, kan worden begonnen met het invliegen van het model.
Begin met het omhoog buigen van de hoogteroeren. Werp het model vervolgens met een rustige worp in een flauwe neerwaartse baan omlaag. In de eerste plaats moet indien er een bocht optreedt hier actie op worden ondernomen.
Maakt het model een bocht naar links, geef het rechter roer dan een iets grotere roeruitslag naar boven. Maakt het model een bocht naar rechts, geef dan het linker roer een grotere uitslag. Wanneer het model in een rechte lijn vliegt, dus rechtdoor vliegt, wordt de juiste glijhoek afgesteld. Maakt het model een duikende vlucht, dan moeten de hoogteroeren iets verder omhoog gebogen worden. Maakt het model daarentegen pompende bewegingen, dan moeten de roeren naar beneden gebogen worden.
Vliegt het model eenmaal goed rechtuit, waarbij het model onder een juiste glijhoek naar de aarde vliegt, dan kan een bocht worden ingebouwd. Voor een linker bocht moet het linker hoogteroer iets verder omhoog worden gebogen. Het rechter roer houdt de oude positie.

Activiteit 10, Bouw een Lilliputter
  »  balsahout van 1 en 3 millimeter dik, hobbylijm, papier en wat gereedschapjes, klein spijkertje, plakband
  Snij de vleugel op maat, rond de randen af.
 
  Snij de romp en het kielvlak uit en knip twee hoogteroeren uit.
  Lijm de vleugel op de romp. Lijm vervolgens ook het kielvlak en de twee hoogteroeren vast.
  Breng met een klein spijkertje het model in evenwicht rond het zwaartepunt. Zet het spijkertje vast met een plakbandje.
 

Activiteit 11, Wolkenridders
  Kijk nog eens terug naar activiteit 2 en probeer eens een wedstrijdje met werpmodellen. Misschien zijn de resultaten wel veel indrukwekkender!

7 OVER DE BOEMERANG EN DE HELIKOPTER

Een boemerang is een soort van propeller waarvan de bladen scheef ten opzichte van elkaar zijn geplaatst. Om te begrijpen waarom een boemerang vliegt is het goed om eens naar een propeller te kijken.
Een propeller is een ronddraaiende vleugel. Propellers worden aangedreven door een motor. De ronddraaiende vleugel levert draagkracht (bij propellers is de term trekkracht meer op zijn plaats). Hiermee is het mogelijk een vliegtuig voort te trekken door de lucht.

Wat gebeurt er precies bij een propeller? Stel je voor dat we een propellerblad doorzagen. Vervolgens kijken we vanaf de zijkant naar de doorsnede. We zien een vleugelvormige doorsnede. Bedenk je nu dat de propeller rond draait. Er zal dan lucht langs de doorsnede stromen. Door de vleugelvorm van de doorsnede stroomt de lucht aan de voorzijde van de doorsnede sneller dan de lucht die aan de achterzijde langs de doorsnede stroomt. De lucht-snelheid van de lucht die langs de voorzijde van het propellerblad stroomt, stroomt harder dan de lucht die langs de achterzijde van het blad stroomt. Het gevolg is dat er draagkracht ontstaat (op precies dezelfde manier zoals bij vleugels van een vliegtuig). Wat gebeurt er op het moment dat de propeller trekkracht ontwikkeld? Juist, de propeller wil zich naar voren bewegen f de lucht naar achteren verplaatsen. Deze verplaatsingen veranderen de stroming van de lucht nogal. Dit kan je je het beste voorstellen door net te doen alsof de propeller door een hele dikke vloeistof ronddraait. De propeller zal zich dan als een kurkentrekker naar voren werken. De doorsnede van zojuist maakt dus eigenlijk twee bewegingen; een ronddraaiende beweging en een beweging naar voren. Wanneer je deze bewegingen bij elkaar optelt is het resultaat een spiraalvorm, vergelijkbaar met de kurkentrekker in de dikke vloeistof.

Weet je dat een helikopter eigenlijk ook zo een zelfde propeller gebruikt? Ook de rotor van een helikopter werkt op dezelfde manier als een propeller. De rotor van een helikopter gedraagt zich als een ronddraaiende vleugel. Wanneer de rotor wordt aangedreven levert de rotor draagkracht.

Activiteit 12, bouw je eigen helikopter
  »  een velletje papier 80 grams A4
  Knip in de lengterichting een helft van het vel A4 af. De resterende strook knip je in de lengterichting in (ongeveer eenderde van de lengte van de strook). Vouw de twee 'oren' om. Rol de onderste helft van de strook op. Gooi het gevaarte nu in de lucht. Wat zie je? Kun je verklaren hoe dit komt?
 

Voordat je een boemerang weggooit moet je hem eerst op de juiste wijze vastpakken. In principe maakt het niet uit welke arm van de boemerang je vastpakt. Wel moet je opletten dat wanneer je de boemerang vastpakt, de vlakke kant van de boemerang in je handpalm ligt en de bolle kant naar je gezicht gericht is.
Pak de boemerang zo ver mogelijk aan het uiteinde van een arm vast. Werp de boemerang krachtig weg. Gooi bovenhands over je schouder. Zorg ervoor dat de boemerang ook rond gaat draaien. Dit kun je bereiken door je pols met een ferme ruk de boemerang na te laten wijzen aan het einde van de worp.

Het werpen van een boemerang is niet al te moeilijk. Er zijn drie hoeken die alle juist moeten zijn om de boemerang weer bij de vlieger te doen terugkeren.
In de eerste plaats is de werphoek van belang. De werphoek is de hoek tussen de boemerang en de vertikaal, wanneer je achter de werper staat. De werphoek moet liggen tussen de 15 en 45 graden liggen.
De horizonhoek is de hoek tussen de baan van de boemerang wanneer de boemerang de hand van de werper verlaat en de horizon. De horizonhoek is ongeveer 15 graden.
De laatste hoek is de windhoek. De windhoek is de hoek tussen de wind en de vliegbaan van de boemerang op het moment dat de boemerang de hand van de werper verlaat. De windhoek moet ongeveer 60 tot 90 graden zijn. Rechtshandigen gooien rechts van de wind in en linkshandigen gooien links van de wind. Hier onder staat een tabel om mogelijke problemen tijdens het werpen op te kunnen lossen. De tabel is geschreven voor rechtshandige boemerang-werpers.
werpfout (rechtshandigen) boemerangwerpen correctie
-de boemerang landt te ver naar links van de werper
-gooi meer naar rechts.
-de boemerang landt te ver naar rechts van de werper
-gooi meer naar links.
-de boemerang stijgt en zet snel daarna een daling in
-verklein de werphoek.
-de boemerang vliegt voor de werper langs
-vergroot de werphoek.
-de boemerang stijgt snel en valt daarna neer.
-verklein de horizonhoek.
-de boemerang daalt, stijgt sterk en komt met toenemende snelheid op de werper af.
-vergroot de horizonhoek.

WAARSCHUWING
Boemerangs vliegen hard. Bij een botsing kunnen ze schade aanrichten of personen verwonden. Werp nooit meer dan n boemerang tegelijk en zorg dat alle omstanders opletten.

Activiteit 13, boemerangs bouwen en vliegen
  »  plaat multiplex, rasp, figuurzaag, schuurblok en -papier
  Zaag een boemerang uit, uit een plank multiplex. Op de volgende pagina's staan enkele voorbeelden gegeven. Gebruik een rasp om de boemerang in profiel te brengen. Gebruik schuurpapier op een blok om de boemerang splintervrij af te werken. De kwaliteit van het hout bepaalt in belangrijke mate de levensduur van de boemerang. Versier de boemerang met een kleurig verfje.