Supermarine Spitfire1936

De Spitfire is wellicht de beroemdste jager ooit gebouwd, met als handelsmerk de sierlijke elliptische vleugel. Die vorm was geen styling: een elliptische vleugel verspilt het minste energie bij het maken van lift, en was tegelijk dun genoeg voor snelheid maar dik genoeg om de wapens en het landingsgestel te verbergen. Gekoppeld aan de Rolls-Royce Merlin-motor kon hij jaar na jaar meer vermogen krijgen en de hele oorlog lang meedoen aan de top.

De aerodynamische theorie zegt dat de lift langs een vleugel moet aflopen als een ellips om de geïnduceerde weerstand te minimaliseren — de energie die verloren gaat aan het opwoelen van de lucht. Supermarine bouwde die theorie letterlijk na, en de demo hieronder laat precies zien wat die vorm oplevert.

Met een dikte van slechts 13% was de vleugel ongewoon dun voor die tijd, wat compressibiliteitsproblemen uitstelde en de Spitfire zijn snelheid en zijn vermogen om met hoge Mach-snelheid te duiken gaf. De elliptische vorm gaf net genoeg diepte om dat voor elkaar te krijgen én toch acht mitrailleurs en het landingsgestel te herbergen.

Het casco absorbeerde een verdubbeling van het motorvermogen tijdens de oorlog — van 1.030 pk bij de vroege Merlins tot ruim 2.000 pk bij de Griffons — verspreid over 24 uitvoeringen. De topsnelheid steeg met meer dan 100 km/h terwijl rivalen met pensioen gingen; weinig ontwerpen hebben ooit zoveel rek gehad.

Een volmaakt elliptische vleugel overtrekt overal tegelijk — link, zonder waarschuwing. De ontwerpers van de Spitfire verdraaiden de vleugeltips licht (wash-out), zodat de vleugelwortel als eerste overtrok: dat deed de stuurknuppel schudden als waarschuwing, terwijl de rolroeren bleven werken. Piloten konden tot op de rand van de bocht vliegen en op het toestel vertrouwen.

Vervorm de vleugelvorm van een botte rechthoek naar de ellips van de Spitfire. De curve laat zien hoe de lift over de spanwijdte verdeeld is ten opzichte van het ideaal, en de uitlezing prijst het verschil in geïnduceerde weerstand — energie die een jager betaalt met bochtsnelheid en klimvermogen.