Windtunnels zijn in feite enorme buizen waar lucht naar binnen blaast. Het doel van deze tunnels is om de acties van dingen tijdens de vlucht te dupliceren. Onderzoekers en ingenieurs gebruiken windtunnels om praktisch de vlucht van een vliegtuig te achterhalen. Deze tunnels worden gebruikt door NASA schaal testen en de modellen van verschillende ruimtevaartuigen onderzoeken en vliegtuig. Sommige buizen zijn groot genoeg om grote versies van vliegtuigen en andere voertuigen in op te nemen. De lucht rondom het object wordt door de windtunnel bewogen, zodat het lijkt alsof het object vliegt. Het creëert een miniatuur real-life vliegscenario.
De uitvinding van windtunnels
Toen de gebroeders Wright het vliegtuig in december 1903 uitvonden. Ze bestudeerden aerodynamica en perfectioneerden het ontwerp van de vleugels van hun vliegtuig. Ze voerden de meeste van hun tests buitenshuis uit met een aanzienlijk risico. Maar tegenwoordig worden dergelijke tests binnenshuis uitgevoerd met verminderde risicofactoren, allemaal vanwege de grote innovatie van de autodidactische Britse luchtvaartingenieur Frank Wenham (1824-1908).
Hij vond de moderne windtunnel uit in 1871. Oorspronkelijk ontwierp Wenham een stam van 18 cm in het vierkant en 46 m lang om de luchtstroom horizontaal te richten. De lucht die in deze buis stroomde, had een snelheid van ongeveer 12 km / u (3.7 mph). Tegenwoordig is 's werelds grootste windtunnel die eigendom is van NASA (in NASA Ames Research Center) meer dan 64 keer langer, dwz 40 m of 100 ft lang, en het testgedeelte heeft een totale oppervlakte van 430 mx 1400 m (24 ft x 37 ft). Deze tunnel genereert winden met een snelheid van 80 km / u (120 mph). Deze uitvinding van Wenham heeft een revolutie teweeggebracht in de moderne aerodynamica.
Waarom hebben we een windtunnel nodig?
Windtunnels helpen bij het ontwerpen van vliegtuigen / ruimtevaartuigen die snel, efficiënt en economisch kunnen vliegen door lucht soepel langs de vleugels van het vliegtuig en hun buisachtige lichamen te laten bewegen. Deze tunnels helpen bij het bestuderen van de wetenschap van aerodynamica. Als een vliegtuig eenmaal in de lucht is, is het niet gemakkelijk te zien hoe de lucht er langs stroomt. Als er een ontwerpfout in het vliegtuig aanwezig is, zal het helemaal niet in de lucht kunnen komen of halverwege gaan functioneren. Daarom moet elk vliegtuig en ruimtevaartuig op de grond in een windtunnel worden getest / geëvalueerd om elke vorm van ramp te voorkomen.
Hoe werkt een windtunnel?
Over het algemeen gebruiken windtunnels krachtige ventilatoren om grote hoeveelheden lucht door de buis te verplaatsen. Het testobject wordt stevig in de tunnel vastgemaakt zodat het stationair blijft. De tunnel gedraagt zich als een enorme pijp, die zich omwikkelt met een ventilator in het midden. Als de ventilator is ingeschakeld, blaast er lucht rond de buis. Deze buis heeft een ongelijke breedte, dwz hij is op sommige plaatsen smaller en op andere breder. Het smalle gedeelte van de buis versnelt de lucht door meer druk. Deze hoge snelheid is nodig bij het testen van vliegtuigen.
Het testen van supersonische vliegtuigen vereist een snelheid die vijf keer zo groot is als die van een orkaan, en voor het testen van een spaceshuttle is de vereiste snelheid ongeveer tien keer hoger.
Wat zijn objecten die in een windtunnel kunnen worden getest?
Het testobject kan een miniatuurmodel zijn van een voertuig / ruimtevaartuig of een onderdeel van het ruimtevaartuig. In sommige gevallen, als de tunnel groot genoeg is, kan het testobject ook een groot vliegtuig of ruimtevaartuig zijn. Gemeenschappelijke voorwerpen zoals tennisballen kunnen ook worden gebruikt. De lucht die rond het stilstaande object stroomt, geeft weer wat er kan gebeuren als het object door de lucht beweegt.
Beweging van de lucht rond een object kan op verschillende manieren worden geëvalueerd. Vaak zit er rook of kleurstof in de lucht in de buis, zodat de beweging ervan kan worden waargenomen. Soms worden er draden aan het object bevestigd om de luchtbeweging te bepalen. Er worden gespecialiseerde instrumenten gebruikt om de kracht van de lucht en de druk op het testobject te meten/analyseren.
Statistieken testen
Van windtunnels wordt algemeen erkend dat ze worden gebruikt bij het testen / evalueren van nieuwe vliegtuigen en spaceshuttles, dwz voertuigen die theoretisch in een statische luchtstroom reizen. Deze tunnels kunnen ook op een alternatieve manier worden gebruikt, zoals het simuleren van het effect van snel bewegende winden op stationaire structuren, zoals wolkenkrabbers, gigantische beelden en bruggen.
Architecten en ingenieurs observeren en onderzoeken de belastingen die hoge snelheidswinden op deze constructies uitoefenen en hoe deze varieert met verschillende ontwerpen. Het helpt ook bij het bepalen hoe wolkenkrabbers de waaiende wind beïnvloeden en naar het grondniveau duwen.
Om meer te weten over wetenschap klik hier
Lees ook:
- Dampcondensatie
- Entropie versus enthalpie
- stratosfeer
- Halve cirkel
- Adsorptie-isotherm
- Slaan en dippen
- hydrospere
- Het principe van Bernoulli
- Ontwerptoepassing voor wervelstroomremmen
- Is een koolhydraat een monomeer of polymeer?
Hallo, ik ben Sanchari Chakraborty. Ik heb de master Elektronica gedaan.
Ik vind het altijd leuk om nieuwe uitvindingen op het gebied van elektronica te ontdekken.
Ik ben een leergierige leerling en investeer momenteel in het vakgebied Toegepaste Optica en Fotonica. Ik ben ook een actief lid van SPIE (International society for optics and photonics) en OSI (Optical Society of India). Mijn artikelen zijn bedoeld om kwalitatief hoogstaand wetenschappelijk onderzoek op een eenvoudige maar informatieve manier aan het licht te brengen. Wetenschap evolueert sinds mensenheugenis. Dus ik probeer mijn steentje bij te dragen aan de evolutie en deze aan de lezers te presenteren.
Laten we doorverbinden
Hallo medelezer,
We zijn een klein team bij Techiescience, dat hard werkt tussen de grote spelers. Als je het leuk vindt wat je ziet, deel dan onze inhoud op sociale media. Uw steun maakt een groot verschil. Bedankt!