Tijdlijnen · Luchtvaart · ga dieper · Supermarine Spitfire
De elliptische vleugel1936
De mooiste vleugel uit de luchtvaart is een weerstandsvergelijking, getekend.
1· HET IDEE
Lift verdeeld in een ellips — de vorm die het minste energie verspilt aan de tips
Een vleugel maakt lift door boven minder druk achter te laten dan onder — en bij de tips krult de hogedruklucht van onderaf om naar de onderdruk erboven, wat achter elke vleugeltip een blijvende wervel meesleept. Die draaikolk is verspilde energie: geïnduceerde weerstand, de belasting die elke eindige vleugel betaalt. Aerodynamische theorie uit de jaren dertig bewees dat die belasting het kleinst is wanneer de lift op één bepaalde manier over de spanwijdte verdeeld wordt — als een ellips. Het team van Mitchell tekende de vleugel die dat waarmaakt.
2· WAAROM HET ERTOE DOET
De tip lekt altijd
Geïnduceerde weerstand is het ergst precies wanneer een jager zijn vleugel het hardst nodig heeft — bij lage snelheid en in scherpe bochten, waar de vleugel het zwaarst werkt. Een elliptische liftverdeling verspilt voor een gegeven spanwijdte het minste energie aan tipwervels, en dat leverde de Spitfire zijn beroemde draaicirkel op, precies op de hoogtes waar de Slag om Engeland werd uitgevochten.
3· WAAROM HET ERTOE DOET
Dun, maar stijf genoeg om te vechten
De ellips loste ook een inpakprobleem op: ver naar buiten toe blijft de koorde nog diep, dus kon een opvallend DUNNE vleugel — schitterend voor snelheid — toch geweren, wielen en genoeg vleugelligger verbergen om stijf te blijven. Dun én sterk is de ruil waar vleugelontwerpers wakker van liggen; de ellips gaf de Spitfire allebei.
4· WAAROM HET ERTOE DOET
Een zachte waarschuwing vóór de overtrek
De ontwerpers gaven de vleugel een lichte torsie over de spanwijdte (washout), zodat de wortel zijn overtrekhoek eerder bereikt dan de tips. De vleugel geeft eerst in het midden lift op — een trilling door het toestel als waarschuwing — terwijl de rolroeren aan de tips blijven grijpen. Piloten konden vechten op de rand van de overtrek, omdat de vleugel hun vertelde waar die rand lag.