wat is vliegen met grond effect?
14 views
Skip to first unread message
joop
Feb 15, 2011, 6:11:12 AM2/15/11
to Dutch Aero Technics
Wat is vliegen met grond effect:
Om te weten wat vliegen met grond effect is zul je eerst iets over
vleugels en vliegtuigen moeten weten, dit lijkt technisch maar is in
principe simpele materi:
Een vleugel heeft een bepaald model en een bepaalde stand, dit zorgt
ervoor dat de lucht onder de vleugel ophoopt en zo de vleugel naar
boven drukt en hierdoor ontstaat ,lift'
Op het zelfde moment ondstaat er aan de bovenkant een tekort aan
luchtdruk en zo ondstaat er een zuigende werking genaamd ,drag'
Zodra je vlak boven de grond gaat vliegen gebeurd er iets extra's
namelijk de lucht onder de vleugel wordt opgesloten tussen de vleugel
en de grond en zorgd voor aanzienlijkt meer druk, ,lift' dus.
Dit is het verschijnsel grond effect ok wel , wing in ground effect'
genoemd.
Bekend is dat dit de meest efficiente manier van vervoer is maar
doordat men met hoge snelheid vlak over de oppervlakte raast neemt dit
wel de nodige risico's met zich mee.
Dit is de rede dat je eigenlijk maar weinig of nooit een soortgelijk
toestel tegen komt.
Dutch Aero Technics heeft een maniertje gevonden om de problemen met
grond effect vliegtuigen op te lossen en is vastbesloten om deze
toestellen is te zetten op plekken over de hele wereld!
In deze discussiegroep is veel te vinden over alles wat met grond
effect te maken heeft, kijk maar eens rond en als je nog vragen hebt,
we horen het graag!
Veel leesplezier!
Om te weten wat vliegen met grond effect is zul je eerst iets over
vleugels en vliegtuigen moeten weten, dit lijkt technisch maar is in
principe simpele materi:
Een vleugel heeft een bepaald model en een bepaalde stand, dit zorgt
ervoor dat de lucht onder de vleugel ophoopt en zo de vleugel naar
boven drukt en hierdoor ontstaat ,lift'
Op het zelfde moment ondstaat er aan de bovenkant een tekort aan
luchtdruk en zo ondstaat er een zuigende werking genaamd ,drag'
Zodra je vlak boven de grond gaat vliegen gebeurd er iets extra's
namelijk de lucht onder de vleugel wordt opgesloten tussen de vleugel
en de grond en zorgd voor aanzienlijkt meer druk, ,lift' dus.
Dit is het verschijnsel grond effect ok wel , wing in ground effect'
genoemd.
Bekend is dat dit de meest efficiente manier van vervoer is maar
doordat men met hoge snelheid vlak over de oppervlakte raast neemt dit
wel de nodige risico's met zich mee.
Dit is de rede dat je eigenlijk maar weinig of nooit een soortgelijk
toestel tegen komt.
Dutch Aero Technics heeft een maniertje gevonden om de problemen met
grond effect vliegtuigen op te lossen en is vastbesloten om deze
toestellen is te zetten op plekken over de hele wereld!
In deze discussiegroep is veel te vinden over alles wat met grond
effect te maken heeft, kijk maar eens rond en als je nog vragen hebt,
we horen het graag!
Veel leesplezier!
joop
Feb 15, 2011, 6:15:20 AM2/15/11
to Dutch Aero Technics
joop
Feb 15, 2011, 7:30:13 AM2/15/11
to Dutch Aero Technics
hier nog een mooi stukje met meer diepgang:
Vliegen met grondeffect
Een grondeffect-vliegtuig scheert vlak over water, ijs of land. Het
mag dan wel een vliegtuig lijken, maar het is een familielid van de
hovercraft. De luchtlaag tussen ondergrond en voertuig zorgt voor een
lage weerstand en een grote draagkracht van de vleugels. Een
efficiënte watertaxi is het resultaat.
Voorlopig kunnen we nog geen retourtje New York per grondeffect-
vliegtuig boeken. Dit vervoermiddel heeft uiterlijk meer weg van een
vliegtuig dan van een schip, maar is geen echt vliegtuig. Het kan
namelijk niet hoger vliegen dan enkele tientallen meters, omdat het
het zogenaamde grondeffect benut. In Amerika liggen plannen op de
tekentafel voor een zeer groot grondeffect-vliegtuig dat de oceaan kan
oversteken. De ontwerpers noemen het Wingship. Zo’n reusachtig
Wingship weegt ongeveer vijfduizend ton en haalt snelheden tot
vijfhonderd kilometer per uur.
De eerste vlucht van de gebroeders Wright was waarschijnlijk niet eens
mogelijk geweest zonder het grondeffect. De pioniers van de
luchtvaarthistorie ontdekten al dat er vlak bij de grond iets
speciaals aan de hand is. Bij het landen merkt een piloot dat hij vlak
boven de landingsbaan als het ware blijft zweven op een luchtkussen.
Hierdoor komt het vliegtuig wat later aan de grond dan hij verwacht.
Bij sommige vliegtuigen met een lage brede vleugel is dit kusseneffect
zo sterk dat ze een langere landingsbaan nodig hebben dan berekend
was. De Engelse Comet, het eerste straalverkeersvliegtuig, is hier een
goed voorbeeld van. Geallieerde bommenwerperpiloten uit de Tweede
Wereldoorlog wisten dat ze met een gehavend toestel – vleugel deels
kapot, motor uitgevallen – Engeland nog konden halen. Als ze vlak
boven zee gingen vliegen nam de draagkracht van de vleugel toe en de
weerstand af. De Duitse Dornier Do-X vliegboot uit 1929 kon alleen
transatlantische vluchten maken als hij laag over de golftoppen
scheerde. Het grondeffect verlaagde het brandstofverbruik, zodat de
vliegboot de overkant net kon halen.
Grondeffect
De lange landingsvlucht en de voordelen van laag vliegen zijn gevolgen
van een aërodynamisch verschijnsel dat het grondeffect genoemd wordt.
Dit grondeffect treedt op als een draagvlak (vleugel) zich vlak boven
een vaste ondergrond beweegt. Het effect bestaat uit twee
verschillende verschijnselen: een toename van de draagkracht van de
vleugel en een afname van de luchtweerstand. De vorm van het
grondeffect-vliegtuig bepaalt welke van de twee het sterkst optreedt.
Het Von Karman-Gabrielli-diagram vergelijkt transportmiddelen op basis
van snelheid en de verhouding van draagkracht en weerstand (L/D).
Grondeffect-vliegtuigen vullen het gat tussen de nu gebruikelijke
vervoermiddelen op. Ze zijn ook efficiënt: Ze liggen tegen de
‘technologie-lijn’ aan: de grens van wat nu mogelijk is.
De verhouding tussen draagkracht en weerstand kan bij grondeffect-
vliegtuigen groter zijn dan bij gewone. Die verhouding wordt aangeduid
met L/D, waarin L staat voor lift, draagkracht en D voor drag,
luchtweerstand. L/D is een in de luchtvaart algemeen gebruikt kengetal
om de efficiëntie van een vleugel of een vliegtuig uit te drukken.
Grofweg is L/D een maat voor het gewicht dat je in de lucht kunt
houden met een bepaalde hoeveelheid energie (brandstof). Moderne
verkeersvliegtuigen, met een snelheid van bijna die van het geluid,
hebben een L/D van 17 à 18. Bij grondeffect-vliegtuigen is in principe
een oneindig hoge L/D mogelijk, zij het dat de afstand tot de grond
dan oneindig klein moet zijn. In de toekomst kunnen grote exemplaren
zeker een L/D tussen 25 en 30 halen.
Aërodynamica
Waarom vermindert de weerstand en neemt de draagkracht toe als een
vleugel in grondeffect komt? Twee verschillende effecten spelen een
rol, een in de spanwijdterichting en een in de koorderichting (ook wel
ram-effect). De koorde staat voor de afstand tussen voor- en
achterkant van een vleugel.
Spanwijdte
Bij een grondeffect-vliegtuig is de tipwervel in tegenstelling tot een
vliegtuig zwak of vrijwel afwezig.
Onder een vleugel die draagkracht levert, is de druk hoger dan
erboven. Het drukverschil bepaalt de grootte van de draagkracht. Bij
de vleugeltip stroomt lucht van de onderzijde naar de bovenzijde: het
begin van de tipwervel. De tipwervel kan zeer sterk zijn. Vliegtuigen
kunnen in de problemen komen als ze door de tipwervel van een ander
vliegtuig vliegen.
De lucht waartegen het vliegtuig zich heeft afgezet, stroomt tussen de
tipwervels van beide vleugels neerwaarts. De energie in de tipwervels
en de neerdalende lucht was een gedeelte van de luchtweerstand van het
vliegtuig, geïnduceerde weerstand genaamd. Wanneer de vleugels dicht
bij de grond voortbewegen, kan de lucht niet omlaag. De opgehoopte
lucht drukt de tipwervel naar buiten en maakt hem zwakker. De
geïnduceerde weerstand neemt af. De wrijvingsweerstand blijft
overigens even hoog.
Koorde
Lucht die langs een vleugelprofiel stroomt, moet bovenlangs een
langere weg afleggen dan onderlangs. De stroomsnelheid boven de
vleugel is daardoor hoger dan die eronder. Zoals de wet van Bernoulli
beschrijft, levert dit een overdruk op aan de onderzijde en een
onderdruk aan de bovenzijde. In het algemeen levert de overdruk
ongeveer eenderde van de draagkracht en de onderdruk tweederde.
Neem een grondeffect-vleugel die een grote hoek met de ondergrond
maakt en waarvan de achterkant zeer laag over de grond scheert.
Slechts een kleine hoeveelheid lucht kan door de spleet wegstromen. De
afgeremde lucht kan zelfs tot stilstand komen onder de vleugel. De
overdruk aan de onderzijde is daardoor veel groter dan zonder
grondeffect en de draagkracht neemt sterk toe.
Relatief
Een grondeffect wordt mede bepaald door de verhouding tusen de
vlieghoogte en de koorde (spanwijdte).
Een grondeffect-vliegtuig is dus efficiënter naarmate het dichter bij
de grond vliegt. Dit verschijnsel is relatief: het gaat om de
verhouding tussen de spanwijdte of de koorde en de afstand tot de
grond. De golfhoogte bepaalt de minimale vlieghoogte boven zee, die
voor alle toestellen gelijk was. Hierdoor was een groot grondeffect-
vliegtuig efficiënter dan een kleine maar de Nederlandse musquito
volgt de hoogte van de golf en de deining van de zee zodat er met een
klein toestel nu zeer efficiënt gevlogen kan worden.
Grondeffect-vliegtuig
Het grondeffect-vliegtuig, ook wel WIG (wing-in-ground effect) danwel
WISE (wing-in-surface-effect) vehicle of ekranoplan (Russisch)
genoemd, is niet nieuw. De eerste experimenten met een voertuig
speciaal ontwikkeld voor het uitbuiten van het grondeffect dateren uit
de jaren dertig. Pas vanaf 1960 zijn er bruikbare grondeffect-
vliegtuigen in de maak, vooral in de Sovjetunie en later ook in West-
Duitsland. In eerste instantie richtten de onderzoeksprogramma’s zich
op militaire toepassingen.
Vooral het Russische onderzoek is indrukwekkend. In het diepste geheim
bouwden de Russen enkele tientallen experimentele grondeffect-
vliegtuigen. De grootste – de KM – mat ongeveer honderd meter in
lengte. De Amerikaanse spionagedienst ontdekte de KM op
satellietfoto’s van de Kaspische zee. Ze wist niet wat het was en
doopte het ‘Het Kaspische-zeemonster’. Het eerste Russische
grondeffect-vliegtuig dat in serie werd gebouwd, was de Orlyonok. De
vier Orlyonoks haalden het niet bij de KM, maar ze hadden toch de
afmetingen van een DC-10 (bijna zestig meter lang). Met het instorten
van het Oostblok hield plotseling de financiering op van prestigieuze
militaire programma’s, zoals voor de ekranoplans. Pas de laatste jaren
komen er in Rusland ontwikkelingen van nieuwe, kleinere grondeffect-
vliegtuigen op gang.
Zonder kussen
Je hebt net de laatste pont naar het waddeneiland Vlieland gemist.
Daar sta je dan in de haven van Harlingen, met een reservering voor
een hotel op Vlieland. Juist op het moment dat je besluit hier maar
een slaapplaats te gaan zoeken, zie je een vreemd ogend bootje liggen.
De schipper ziet je geïnteresseerd kijken en vraagt of je nog naar
Vlieland wilt; hij heeft nog een plaatsje vrij.
Je stapt in en het bootje vaart rustig weg. Eenmaal de haven uit
begint het plotseling te versnellen. Je wordt behoorlijk door elkaar
geschud: dit is niet het licht deinende boottochtje wat je in
gedachten had. Dan is het plotseling rustig. Het bootje raakt het
water niet meer. Je bent blijkbaar in een watervliegtuig beland, maar
het stijgt niet verder op en blijft ongeveer een meter boven het water
vliegen. De ‘schipper’ volgt de vaargeul niet eens en gaat recht op de
haven van Vlieland af, over de drooggevallen wadden. In ongeveer tien
minuten sta je op de kade van Vlieland. De gemiste veerboot komt net
aan de horizon in zicht. De schipper legt uit dat het ‘bootje’ een
grondeffect-vliegtuig is, een soort hovercraft zonder kussen.
In eerste instantie moet bij commerciële toepassing van grondeffect-
vliegtuigen vooral gedacht worden aan dit soort kleine toestellen van
vijfhonderd kilo tot enkele tonnen. Ze kunnen dienen voor recreatief
gebruik of als watertaxi. Tussen de eerste vlucht van de gebroeders
Wright en van de Boeing 747 zat meer dan een halve eeuw. Ook het
grondeffect-vliegtuig zal langzaam moeten evolueren tot een volwaardig
transportmiddel.
In vogelvlucht
1500 Onderzoek Leonardo da Vinci
1783 Eerste vlucht aller tijden: met heteluchtballon
1853 Eerste vlucht zweefvliegtuig (zwaarder dan lucht)
1898 Draagvleugelboot van Enrico Forlanini
1900 Eerste grote vluchten met luchtschip, Von Zeppelin
1903 Eerste vlucht motorvliegtuig, gebroeders Wright
1919 Oprichting KLM, eerste luchtvaartmaatschappij
1919 Eerste transatlantische vlucht (Newfoundland-Ierland)
1924 Eerste vlucht rond de wereld (Seattle-Seattle)
1935 Eerste grondeffect-vliegtuig Kaario, Finland
1936 Eerste succesvolle prototype helicopter
1937 Ramp luchtschip Hindenburg
1939 Duitse Heinkel H 178: eerste straalvliegtuig
1947 Straalvliegtuig Bell XS-1 doorbreekt geluidsbarrière
1949 Eerste straalverkeersvliegtuig: Comet 1
1961 Eerste vlucht SM-1, Rusland
1965 Start hovercraftdienst over het kanaal
1963 Eerste vlucht X-112, Verenigde Staten
1963 Eerste vlucht Kawasaki KAG-3, Japan
1966 Eerste vlucht KM, Rusland
1969 Eerste vlucht Boeing 747 en prototype Concorde
1970 Eerste vlucht X-113, Duitsland
1972 Eerste vlucht VVA-14, Rusland
1973 Eerste vlucht Orlyonok, Rusland
1974 Eerste vlucht Jörg I, Duitsland
1977 Eerste vlucht X-114, Duitsland
1979 Orlyonok in dienst USSR-marine
1979 Start van het Chinese grondeffect-programma
1980 Crash KM, Rusland
1984 Jörg wint Scientific Award for Transport and Traffic
1986 Eerste vlucht Volga-2, Rusland
1987 Eerste vlucht Lun, Rusland
1989 Lun vuurt SS-22 raketten af
1991 Eerste vlucht XTW-2, China
1996 Eerste Australische grondeffect-vliegtuig: Rada G-35
1997 Eerste vlucht Hoverwing VT-2, Duitsland
2009 Eerste vlucht Dutch aero technics ,nederland
Middelgroot
Middelgrote grondeffect-vliegtuigen voor ongeveer honderd passagiers
behoren al binnenkort tot de mogelijkheden.in Nederland wordt er
gesleuteld aan musquito ,een redelijk klein maar zeer veelbelovend
voertuig dat gebruik maakt van WIG en het Duitse Ministerie van
Onderwijs, Wetenschappen, Onderzoek en Technologie subsidieert het
ontwerp van een 80-persoons grondeffect-‘veerboot’. Als onderdeel van
dit project worden nu twee bemande prototypen getest. In Zuid-Korea
zijn onderzoekers ook hard aan de slag gegaan. Nog dit voorjaar testen
ze een experimenteel 20-persoons grondeffect-vliegtuig. Voor de
komende vier jaar staat de ontwikkeling van een 200-persoons
uitvoering op het programma, als de huidige financiële crisis in Korea
geen roet in het eten gooit.
De middelgrote grondeffect-vliegtuigen moeten vooral worden gezien als
aanvulling op bestaande transportmiddelen en niet als vervanging voor
vliegtuigen. Vooral in kustgebieden, op grote binnenwateren en in
archipels kunnen ze hun nut bewijzen. Ze kunnen daar goed concurreren
met vervoer over water zoals de hovercraft, de catamaran en andere
snelle schepen. Een hogere snelheid en een lager brandstofverbruik
zijn niet de enige voordelen. Grondeffect-vliegtuigen tasten ook het
leven onder water niet aan, vooral van belang bij koraalriffen. Voor
dit vervoermiddel is maar een bescheiden infrastructuur nodig, zodat
de milieubelasting aan land eveneens gering is.
Slechts op zeer korte routes, onder de vijfhonderd kilometer, is een
klein of middelgroot grondeffect-vliegtuig een goed alternatief voor
een vliegtuig. Normale vliegtuigen zijn op korte afstanden namelijk
relatief inefficiënt. Het grootste deel van de vlucht bestaat dan uit
de start en de landing.
Extreem grote grondeffect-vliegtuigen zijn aërodynamisch heel
efficiënt en kunnen wel de grotere afstanden aan. Grondeffect-
vliegtuigen van deze afmetingen kunnen pas veel verder in de toekomst
werkelijkheid worden, zeker niet in de komende vijfentwintig jaar. Dit
zullen reusachtige voertuigen moeten zijn vanwege de grote golfhoogte
op de oceanen. Met hun enorme transportcapaciteit – enkele duizenden
tonnen – en hoge kruissnelheid kunnen dit soort oceaanstomers ook voor
militaire toepassingen zeer interessant zijn. Tijdens de spanningen
met Irak is onlangs weer duidelijk geworden hoe belangrijk
transportcapaciteit en -snelheid bij hedendaagse conflicten zijn.
Toepassingen
Specialisten discussiëren op het moment over de verschillende
toepassingen van grondeffect-vliegtuigen. Aan de ene kant zijn er de
aanhangers van de ‘the bigger the better’-stelling. Aan de andere kant
zijn er de critici, die de praktische problemen met voertuigen van
zulke afmetingen die met enorme snelheid vlak over de golven scheren
veel te groot vinden. Zij menen dat het grondeffect-vliegtuig nooit
meer zal worden dan een voertuig voor bepaalde niches, zoals op dit
moment de hovercraft.
Benaming
Tot nu toe is de naam ‘grondeffect-vliegtuigen’ gebruikt. Dit is een
vrije vertaling van het Amerikaanse wing-in-ground effect vehicles.
Het grondeffect beperkt zich niet tot het vliegen boven grond, maar is
natuurlijk ook boven water aanwezig. Sterker nog, vrijwel alle
grondeffect-vliegtuigen zijn bedoeld om over water te vliegen en in
water te starten en te landen. Enkele bezitten ook de capaciteit om
dit vanaf sneeuw of land te doen. Het woord vliegtuig roept
associaties op met vliegen op grote hoogte. Vele grondeffect-
vliegtuigen kunnen echter alleen in grondeffect vliegen en komen nooit
hoger dan enkele meters.
Ogenschijnlijk is de precieze benaming een detail hoewel de namen
airscooter en/of musquito voor de hand liggen, Toch blijkt dit zeer
belangrijk te zijn voor de certificatie van deze voertuigen. Als het
voertuig namelijk niet buiten grondeffect kan vliegen, zien de
certificerende instanties ICAO en IMO (International Civil Aviation
Organisation en International Maritime Organisation) het niet als
vliegtuig en dus als heel snelle boot. In dit geval gelden dus niet de
zeer strenge ICAO-regels voor vliegtuigen, maar de soepelere IMO-
regels voor snelle schepen. De aankoopprijs van een grondeffect-
vliegtuig valt daardoor naar schatting de helft lager uit dan van een
vergelijkbaar vliegtuig. Het lagere brandstofverbruik en de lagere
onderhoudskosten dragen nog een extra steentje bij.
In de praktijk heeft een piloot – of stuurman? – van een grondeffect-
vliegtuig dat niet buiten grondeffect kan vliegen nu slechts een
vaarbewijs nodig en geen vliegbrevet. Het mag duidelijk zijn dat dit
geen wenselijke situatie is in verband met de veiligheid. Hoewel een
vliegbrevet overdreven is, is een speciale training noodzakelijk om
veilig een grondeffect-vliegtuig te besturen. Er is ook iets voor te
zeggen juist geen vliegbrevet te vereisen. Reacties op bepaalde
ongewenste situaties moeten in een grondeffect-vliegtuig precies
omgekeerd zijn aan die in een conventioneel vliegtuig. In het verleden
heeft dit geleid tot een aantal ongelukken. Enkele ervaren
‘vliegtuigpiloten’ maakten al de fout vol gas te geven toen een golf
de neus van hun grondeffect-vliegtuig hoog optilde. Hierdoor sloeg het
voertuig juist achterover. Gas minderen had de ongelukken kunnen
voorkomen.
Kleppen
Waarom gaan de meeste vakantiegangers nog steeds met de ouderwetse
veerboot naar Engeland? De grondeffect-technologie is al meer dan
dertig jaar oud, maar staat nog steeds in de kinderschoenen. De Russen
leverden grote inspanningen, maar zij waren alleen gericht op
militaire toepassingen en niet op de ontwikkeling van een economisch
vervoermiddel. Daarnaast was het Russische ekranoplan-programma tot
tien jaar geleden zo geheim, dat zelfs het gebruik van het woord
ekranoplan in het openbaar verboden was.
Afgezien van het niet-commerciële Russische spoor belemmerden een
aantal andere problemen de ontwikkeling van grondeffect-vliegtuigen.
De belangrijkste problemen zijn van technische aard. Het is eenvoudig
om een apparaat te ontwerpen dat in kruisvlucht zeer efficiënt is,
maar de ontwerpers vergaten vaak dat het toestel eerst vanuit
stilstand op kruissnelheid moet komen. Vliegtuigen hebben hiervoor een
geavanceerd kleppensysteem. Ze zijn ontworpen voor kruisvlucht bij
duizend kilometer per uur, maar dit systeem zorgt ervoor dat ze ook
bij veel lagere snelheden nog in de lucht blijven hangen. Ook kan een
vliegtuig bij lagere snelheden met de neus omhoog vliegen, zodat de
draagkracht altijd gelijk blijft aan het gewicht van het vliegtuig.
Beide oplossingen werken niet bij grondeffect-vliegtuigen.
Conventionele kleppen verlagen zelfs de draagkracht in extreem
grondeffect. Het vergroten van de hoek met de ondergrond bij de start
heeft ook weinig effect, omdat de draagkracht van de vleugel in
grondeffect anders tot stand komt dan buiten grondeffect. De Russen
hebben een oplossing voor dit probleem gevonden die PAR genoemd wordt
(power augmentation of ram wings). Hierbij blazen een aantal voor de
vleugel geplaatste straalmotoren of propellers bij de start lucht
onder de vleugel. Een kunstmatig luchtkussen levert zo de benodigde
extra draagkracht bij lage snelheden. Dit systeem werkt goed, maar is
zeer inefficiënt en maakt veel lawaai. De start vraagt hierbij veel
meer vermogen dan de kruisvlucht, zodat het voertuig een groot ‘dood’
motorgewicht meesleept maar het Nederlandse bedrijf Dutch aero
technics denkt deze promlematiek het hoofd te kunnen bieden gezien bij
deze grond effect vliegtuigen het motor en brandstof gedeelte ten
aller tijden te water blijft en door een vernuftig kleppen systeem het
toestel altijd paralel aan de waterspiegel blijft. Tevens word het
motor gedeelte als pijler gebruikt om het toestel gekontroleerd op
hoogte te houden.
In Duitsland loopt het Hoverwing-project. Hierbij draagt een techniek
ontleend aan de hovercraft het grondeffect-vliegtuig voor het
opstijgt. In de hover-mode – bij start én landing – is de Hoverwing
eigenlijk een surface effect ship of sidewall hovercraft. Het
kunstmatige luchtkussen tilt de Hoverwing uit het water. Bij het
opstijgen neemt de aërodynamische druk het over van het statische
luchtkussen.
Het tweepersoons prototype – de Hoverwing VT-2 – vliegt al met honderd
kilometer per uur. De versie voor tachtig personen ligt nog op de
tekentafel.
Stabiliteit
Een ander probleem bij de ontwikkeling van grondeffect-vliegtuigen was
de stabiliteit om de dwarsas. De eerste ontwerpen waren allemaal
extreem instabiel. Ze vertoonden een eigenschap die ook bij raceboten
voorkomt wanneer ze iets te veel uit het water komen: ze klappen
plotseling achterover. De Russische ontwerpers hebben dit probleem
opgelost door een enorm staartvlak toe te passen dat buiten
grondeffect zit. Dit staartvlak is zwaar en levert weinig tot geen
draagkracht en maakt de ekranoplan dus minder efficiënt maar door een
techniek van Dutch aero technics worden deze problemen geheel
weggenomen doormiddel van een systeem dat continu paralel vliegen
mogelijk maakt.
Een technisch volmaakt grondeffect-vliegtuig raast met enige honderden
kilometers per uur tussen het (bijna) stilstaande scheepvaartverkeer
door. Hoe veilig is dat? Een adequaat verkeersleidingssysteem en goede
waarschuwingssystemen aan boord van de grondeffect-vliegtuigen moeten
ongelukken helpen voorkomen. De mogelijkheid dat een grondeffect-
vliegtuig met duizend passagiers aan boord crasht, zou volgens
sceptici de toekomst van het grondeffect-vliegtuig negatief
beïnvloeden.
Beloften
De laatste jaren losten de technici de meeste problemen op. Tenminste
drie typen (kleine) grondeffect-vliegtuigen zijn nu te koop. Een
Amerikaans model en twee Russische kunnen alledrie als watertaxi voor
vier tot acht passagiers dienen en kosten rond de $250.000. Enkele
tientallen van zulke voertuigen zijn in gebruik. In Rusland raast
onderhoudspersoneel van de energiemaatschappij Gazprom ermee over
sneeuw en ijs om bij de Siberische gasleidingen te komen.
Het wachten was op een grondeffect-vliegtuig dat alle beloften –
vooral op het gebied van efficiëntie – waarmaakt. De huidige
ontwikkelingen van Dutch aero technics zijn veelbelovend. Naast de
initiatieven in Nederland , Rusland, Zuid-Korea en Duitsland timmeren
ook bedrijven in Australië, de Verenigde Staten en China aan de weg.
Veel bedrijven werken samen met universiteiten die beschikken over
faciliteiten op het gebied van stromingsleer en aërodynamica zoals
sleeptanks en windtunnels.
Hybride van de toekomst?
in het Europese project SEABUS-HYDAER, gecoördineerd door het Haagse
adviesbureau Willems & Van den Wildenberg, passen twaalf partners uit
acht landen de grondeffect-technologie toe in een voertuig. Het model
van de surface-pearcing WIG (SPW) of wing assisted trimaran (WAT)
vliegt evenals een normaal grondeffect-vliegtuig net boven het
wateroppervlak. Het hybride voertuig bezit naast gewone vleugels ook
drie telescopische draagvleugels. De draagvleugels in het water dienen
onder andere als hoogte- en koerscontrols. Zo zou het voertuig ook bij
hoge snelheden onder controle te houden zijn, veel beter dan een
‘traditioneel’ grondeffect-vliegtuig. De gewone vleugels – inklapbaar
– dragen de SPW bij snelheden boven 35 knopen (circa 65 km/uur). Een
zeer krachtige waterjet vormt de aandrijving en moderne sonar-, radar-
en echosystemen moeten tijdig waarschuwen voor obstakels. De SPW-01
biedt plaats aan tweehonderd personen. Het ontwerp SPW-02 voorziet in
het vervoer van achthonderd passagiers en 120 auto’s met een snelheid
van 125 knopen oftewel zo’n 230 kilometer per uur. Op dit moment
testen de scheepswerf Intermarine en de vliegtuigbouwer Alenia uit
Italië diverse schaalmodellen. De initiatiefnemers verwachten in 2004
de eerste SPW’s in bedrijf te hebben. In afwachting van een nieuwe
technologie zijn in 2004 alle pogingen om commercieel mar WIG te
vliegen gestopt en pas recentelijk in 2009 heeft Dutch aero technics
het stokje over genomen doormiddel van een doorbraak technologie te
introduceren op het fenomeen vliegen met grondeffect.
Bron: kennislink.nl ,upgrade dutchaerotechnics.com
Vliegen met grondeffect
Een grondeffect-vliegtuig scheert vlak over water, ijs of land. Het
mag dan wel een vliegtuig lijken, maar het is een familielid van de
hovercraft. De luchtlaag tussen ondergrond en voertuig zorgt voor een
lage weerstand en een grote draagkracht van de vleugels. Een
efficiënte watertaxi is het resultaat.
Voorlopig kunnen we nog geen retourtje New York per grondeffect-
vliegtuig boeken. Dit vervoermiddel heeft uiterlijk meer weg van een
vliegtuig dan van een schip, maar is geen echt vliegtuig. Het kan
namelijk niet hoger vliegen dan enkele tientallen meters, omdat het
het zogenaamde grondeffect benut. In Amerika liggen plannen op de
tekentafel voor een zeer groot grondeffect-vliegtuig dat de oceaan kan
oversteken. De ontwerpers noemen het Wingship. Zo’n reusachtig
Wingship weegt ongeveer vijfduizend ton en haalt snelheden tot
vijfhonderd kilometer per uur.
De eerste vlucht van de gebroeders Wright was waarschijnlijk niet eens
mogelijk geweest zonder het grondeffect. De pioniers van de
luchtvaarthistorie ontdekten al dat er vlak bij de grond iets
speciaals aan de hand is. Bij het landen merkt een piloot dat hij vlak
boven de landingsbaan als het ware blijft zweven op een luchtkussen.
Hierdoor komt het vliegtuig wat later aan de grond dan hij verwacht.
Bij sommige vliegtuigen met een lage brede vleugel is dit kusseneffect
zo sterk dat ze een langere landingsbaan nodig hebben dan berekend
was. De Engelse Comet, het eerste straalverkeersvliegtuig, is hier een
goed voorbeeld van. Geallieerde bommenwerperpiloten uit de Tweede
Wereldoorlog wisten dat ze met een gehavend toestel – vleugel deels
kapot, motor uitgevallen – Engeland nog konden halen. Als ze vlak
boven zee gingen vliegen nam de draagkracht van de vleugel toe en de
weerstand af. De Duitse Dornier Do-X vliegboot uit 1929 kon alleen
transatlantische vluchten maken als hij laag over de golftoppen
scheerde. Het grondeffect verlaagde het brandstofverbruik, zodat de
vliegboot de overkant net kon halen.
Grondeffect
De lange landingsvlucht en de voordelen van laag vliegen zijn gevolgen
van een aërodynamisch verschijnsel dat het grondeffect genoemd wordt.
Dit grondeffect treedt op als een draagvlak (vleugel) zich vlak boven
een vaste ondergrond beweegt. Het effect bestaat uit twee
verschillende verschijnselen: een toename van de draagkracht van de
vleugel en een afname van de luchtweerstand. De vorm van het
grondeffect-vliegtuig bepaalt welke van de twee het sterkst optreedt.
Het Von Karman-Gabrielli-diagram vergelijkt transportmiddelen op basis
van snelheid en de verhouding van draagkracht en weerstand (L/D).
Grondeffect-vliegtuigen vullen het gat tussen de nu gebruikelijke
vervoermiddelen op. Ze zijn ook efficiënt: Ze liggen tegen de
‘technologie-lijn’ aan: de grens van wat nu mogelijk is.
De verhouding tussen draagkracht en weerstand kan bij grondeffect-
vliegtuigen groter zijn dan bij gewone. Die verhouding wordt aangeduid
met L/D, waarin L staat voor lift, draagkracht en D voor drag,
luchtweerstand. L/D is een in de luchtvaart algemeen gebruikt kengetal
om de efficiëntie van een vleugel of een vliegtuig uit te drukken.
Grofweg is L/D een maat voor het gewicht dat je in de lucht kunt
houden met een bepaalde hoeveelheid energie (brandstof). Moderne
verkeersvliegtuigen, met een snelheid van bijna die van het geluid,
hebben een L/D van 17 à 18. Bij grondeffect-vliegtuigen is in principe
een oneindig hoge L/D mogelijk, zij het dat de afstand tot de grond
dan oneindig klein moet zijn. In de toekomst kunnen grote exemplaren
zeker een L/D tussen 25 en 30 halen.
Aërodynamica
Waarom vermindert de weerstand en neemt de draagkracht toe als een
vleugel in grondeffect komt? Twee verschillende effecten spelen een
rol, een in de spanwijdterichting en een in de koorderichting (ook wel
ram-effect). De koorde staat voor de afstand tussen voor- en
achterkant van een vleugel.
Spanwijdte
Bij een grondeffect-vliegtuig is de tipwervel in tegenstelling tot een
vliegtuig zwak of vrijwel afwezig.
Onder een vleugel die draagkracht levert, is de druk hoger dan
erboven. Het drukverschil bepaalt de grootte van de draagkracht. Bij
de vleugeltip stroomt lucht van de onderzijde naar de bovenzijde: het
begin van de tipwervel. De tipwervel kan zeer sterk zijn. Vliegtuigen
kunnen in de problemen komen als ze door de tipwervel van een ander
vliegtuig vliegen.
De lucht waartegen het vliegtuig zich heeft afgezet, stroomt tussen de
tipwervels van beide vleugels neerwaarts. De energie in de tipwervels
en de neerdalende lucht was een gedeelte van de luchtweerstand van het
vliegtuig, geïnduceerde weerstand genaamd. Wanneer de vleugels dicht
bij de grond voortbewegen, kan de lucht niet omlaag. De opgehoopte
lucht drukt de tipwervel naar buiten en maakt hem zwakker. De
geïnduceerde weerstand neemt af. De wrijvingsweerstand blijft
overigens even hoog.
Koorde
Lucht die langs een vleugelprofiel stroomt, moet bovenlangs een
langere weg afleggen dan onderlangs. De stroomsnelheid boven de
vleugel is daardoor hoger dan die eronder. Zoals de wet van Bernoulli
beschrijft, levert dit een overdruk op aan de onderzijde en een
onderdruk aan de bovenzijde. In het algemeen levert de overdruk
ongeveer eenderde van de draagkracht en de onderdruk tweederde.
Neem een grondeffect-vleugel die een grote hoek met de ondergrond
maakt en waarvan de achterkant zeer laag over de grond scheert.
Slechts een kleine hoeveelheid lucht kan door de spleet wegstromen. De
afgeremde lucht kan zelfs tot stilstand komen onder de vleugel. De
overdruk aan de onderzijde is daardoor veel groter dan zonder
grondeffect en de draagkracht neemt sterk toe.
Relatief
Een grondeffect wordt mede bepaald door de verhouding tusen de
vlieghoogte en de koorde (spanwijdte).
Een grondeffect-vliegtuig is dus efficiënter naarmate het dichter bij
de grond vliegt. Dit verschijnsel is relatief: het gaat om de
verhouding tussen de spanwijdte of de koorde en de afstand tot de
grond. De golfhoogte bepaalt de minimale vlieghoogte boven zee, die
voor alle toestellen gelijk was. Hierdoor was een groot grondeffect-
vliegtuig efficiënter dan een kleine maar de Nederlandse musquito
volgt de hoogte van de golf en de deining van de zee zodat er met een
klein toestel nu zeer efficiënt gevlogen kan worden.
Grondeffect-vliegtuig
Het grondeffect-vliegtuig, ook wel WIG (wing-in-ground effect) danwel
WISE (wing-in-surface-effect) vehicle of ekranoplan (Russisch)
genoemd, is niet nieuw. De eerste experimenten met een voertuig
speciaal ontwikkeld voor het uitbuiten van het grondeffect dateren uit
de jaren dertig. Pas vanaf 1960 zijn er bruikbare grondeffect-
vliegtuigen in de maak, vooral in de Sovjetunie en later ook in West-
Duitsland. In eerste instantie richtten de onderzoeksprogramma’s zich
op militaire toepassingen.
Vooral het Russische onderzoek is indrukwekkend. In het diepste geheim
bouwden de Russen enkele tientallen experimentele grondeffect-
vliegtuigen. De grootste – de KM – mat ongeveer honderd meter in
lengte. De Amerikaanse spionagedienst ontdekte de KM op
satellietfoto’s van de Kaspische zee. Ze wist niet wat het was en
doopte het ‘Het Kaspische-zeemonster’. Het eerste Russische
grondeffect-vliegtuig dat in serie werd gebouwd, was de Orlyonok. De
vier Orlyonoks haalden het niet bij de KM, maar ze hadden toch de
afmetingen van een DC-10 (bijna zestig meter lang). Met het instorten
van het Oostblok hield plotseling de financiering op van prestigieuze
militaire programma’s, zoals voor de ekranoplans. Pas de laatste jaren
komen er in Rusland ontwikkelingen van nieuwe, kleinere grondeffect-
vliegtuigen op gang.
Zonder kussen
Je hebt net de laatste pont naar het waddeneiland Vlieland gemist.
Daar sta je dan in de haven van Harlingen, met een reservering voor
een hotel op Vlieland. Juist op het moment dat je besluit hier maar
een slaapplaats te gaan zoeken, zie je een vreemd ogend bootje liggen.
De schipper ziet je geïnteresseerd kijken en vraagt of je nog naar
Vlieland wilt; hij heeft nog een plaatsje vrij.
Je stapt in en het bootje vaart rustig weg. Eenmaal de haven uit
begint het plotseling te versnellen. Je wordt behoorlijk door elkaar
geschud: dit is niet het licht deinende boottochtje wat je in
gedachten had. Dan is het plotseling rustig. Het bootje raakt het
water niet meer. Je bent blijkbaar in een watervliegtuig beland, maar
het stijgt niet verder op en blijft ongeveer een meter boven het water
vliegen. De ‘schipper’ volgt de vaargeul niet eens en gaat recht op de
haven van Vlieland af, over de drooggevallen wadden. In ongeveer tien
minuten sta je op de kade van Vlieland. De gemiste veerboot komt net
aan de horizon in zicht. De schipper legt uit dat het ‘bootje’ een
grondeffect-vliegtuig is, een soort hovercraft zonder kussen.
In eerste instantie moet bij commerciële toepassing van grondeffect-
vliegtuigen vooral gedacht worden aan dit soort kleine toestellen van
vijfhonderd kilo tot enkele tonnen. Ze kunnen dienen voor recreatief
gebruik of als watertaxi. Tussen de eerste vlucht van de gebroeders
Wright en van de Boeing 747 zat meer dan een halve eeuw. Ook het
grondeffect-vliegtuig zal langzaam moeten evolueren tot een volwaardig
transportmiddel.
In vogelvlucht
1500 Onderzoek Leonardo da Vinci
1783 Eerste vlucht aller tijden: met heteluchtballon
1853 Eerste vlucht zweefvliegtuig (zwaarder dan lucht)
1898 Draagvleugelboot van Enrico Forlanini
1900 Eerste grote vluchten met luchtschip, Von Zeppelin
1903 Eerste vlucht motorvliegtuig, gebroeders Wright
1919 Oprichting KLM, eerste luchtvaartmaatschappij
1919 Eerste transatlantische vlucht (Newfoundland-Ierland)
1924 Eerste vlucht rond de wereld (Seattle-Seattle)
1935 Eerste grondeffect-vliegtuig Kaario, Finland
1936 Eerste succesvolle prototype helicopter
1937 Ramp luchtschip Hindenburg
1939 Duitse Heinkel H 178: eerste straalvliegtuig
1947 Straalvliegtuig Bell XS-1 doorbreekt geluidsbarrière
1949 Eerste straalverkeersvliegtuig: Comet 1
1961 Eerste vlucht SM-1, Rusland
1965 Start hovercraftdienst over het kanaal
1963 Eerste vlucht X-112, Verenigde Staten
1963 Eerste vlucht Kawasaki KAG-3, Japan
1966 Eerste vlucht KM, Rusland
1969 Eerste vlucht Boeing 747 en prototype Concorde
1970 Eerste vlucht X-113, Duitsland
1972 Eerste vlucht VVA-14, Rusland
1973 Eerste vlucht Orlyonok, Rusland
1974 Eerste vlucht Jörg I, Duitsland
1977 Eerste vlucht X-114, Duitsland
1979 Orlyonok in dienst USSR-marine
1979 Start van het Chinese grondeffect-programma
1980 Crash KM, Rusland
1984 Jörg wint Scientific Award for Transport and Traffic
1986 Eerste vlucht Volga-2, Rusland
1987 Eerste vlucht Lun, Rusland
1989 Lun vuurt SS-22 raketten af
1991 Eerste vlucht XTW-2, China
1996 Eerste Australische grondeffect-vliegtuig: Rada G-35
1997 Eerste vlucht Hoverwing VT-2, Duitsland
2009 Eerste vlucht Dutch aero technics ,nederland
Middelgroot
Middelgrote grondeffect-vliegtuigen voor ongeveer honderd passagiers
behoren al binnenkort tot de mogelijkheden.in Nederland wordt er
gesleuteld aan musquito ,een redelijk klein maar zeer veelbelovend
voertuig dat gebruik maakt van WIG en het Duitse Ministerie van
Onderwijs, Wetenschappen, Onderzoek en Technologie subsidieert het
ontwerp van een 80-persoons grondeffect-‘veerboot’. Als onderdeel van
dit project worden nu twee bemande prototypen getest. In Zuid-Korea
zijn onderzoekers ook hard aan de slag gegaan. Nog dit voorjaar testen
ze een experimenteel 20-persoons grondeffect-vliegtuig. Voor de
komende vier jaar staat de ontwikkeling van een 200-persoons
uitvoering op het programma, als de huidige financiële crisis in Korea
geen roet in het eten gooit.
De middelgrote grondeffect-vliegtuigen moeten vooral worden gezien als
aanvulling op bestaande transportmiddelen en niet als vervanging voor
vliegtuigen. Vooral in kustgebieden, op grote binnenwateren en in
archipels kunnen ze hun nut bewijzen. Ze kunnen daar goed concurreren
met vervoer over water zoals de hovercraft, de catamaran en andere
snelle schepen. Een hogere snelheid en een lager brandstofverbruik
zijn niet de enige voordelen. Grondeffect-vliegtuigen tasten ook het
leven onder water niet aan, vooral van belang bij koraalriffen. Voor
dit vervoermiddel is maar een bescheiden infrastructuur nodig, zodat
de milieubelasting aan land eveneens gering is.
Slechts op zeer korte routes, onder de vijfhonderd kilometer, is een
klein of middelgroot grondeffect-vliegtuig een goed alternatief voor
een vliegtuig. Normale vliegtuigen zijn op korte afstanden namelijk
relatief inefficiënt. Het grootste deel van de vlucht bestaat dan uit
de start en de landing.
Extreem grote grondeffect-vliegtuigen zijn aërodynamisch heel
efficiënt en kunnen wel de grotere afstanden aan. Grondeffect-
vliegtuigen van deze afmetingen kunnen pas veel verder in de toekomst
werkelijkheid worden, zeker niet in de komende vijfentwintig jaar. Dit
zullen reusachtige voertuigen moeten zijn vanwege de grote golfhoogte
op de oceanen. Met hun enorme transportcapaciteit – enkele duizenden
tonnen – en hoge kruissnelheid kunnen dit soort oceaanstomers ook voor
militaire toepassingen zeer interessant zijn. Tijdens de spanningen
met Irak is onlangs weer duidelijk geworden hoe belangrijk
transportcapaciteit en -snelheid bij hedendaagse conflicten zijn.
Toepassingen
Specialisten discussiëren op het moment over de verschillende
toepassingen van grondeffect-vliegtuigen. Aan de ene kant zijn er de
aanhangers van de ‘the bigger the better’-stelling. Aan de andere kant
zijn er de critici, die de praktische problemen met voertuigen van
zulke afmetingen die met enorme snelheid vlak over de golven scheren
veel te groot vinden. Zij menen dat het grondeffect-vliegtuig nooit
meer zal worden dan een voertuig voor bepaalde niches, zoals op dit
moment de hovercraft.
Benaming
Tot nu toe is de naam ‘grondeffect-vliegtuigen’ gebruikt. Dit is een
vrije vertaling van het Amerikaanse wing-in-ground effect vehicles.
Het grondeffect beperkt zich niet tot het vliegen boven grond, maar is
natuurlijk ook boven water aanwezig. Sterker nog, vrijwel alle
grondeffect-vliegtuigen zijn bedoeld om over water te vliegen en in
water te starten en te landen. Enkele bezitten ook de capaciteit om
dit vanaf sneeuw of land te doen. Het woord vliegtuig roept
associaties op met vliegen op grote hoogte. Vele grondeffect-
vliegtuigen kunnen echter alleen in grondeffect vliegen en komen nooit
hoger dan enkele meters.
Ogenschijnlijk is de precieze benaming een detail hoewel de namen
airscooter en/of musquito voor de hand liggen, Toch blijkt dit zeer
belangrijk te zijn voor de certificatie van deze voertuigen. Als het
voertuig namelijk niet buiten grondeffect kan vliegen, zien de
certificerende instanties ICAO en IMO (International Civil Aviation
Organisation en International Maritime Organisation) het niet als
vliegtuig en dus als heel snelle boot. In dit geval gelden dus niet de
zeer strenge ICAO-regels voor vliegtuigen, maar de soepelere IMO-
regels voor snelle schepen. De aankoopprijs van een grondeffect-
vliegtuig valt daardoor naar schatting de helft lager uit dan van een
vergelijkbaar vliegtuig. Het lagere brandstofverbruik en de lagere
onderhoudskosten dragen nog een extra steentje bij.
In de praktijk heeft een piloot – of stuurman? – van een grondeffect-
vliegtuig dat niet buiten grondeffect kan vliegen nu slechts een
vaarbewijs nodig en geen vliegbrevet. Het mag duidelijk zijn dat dit
geen wenselijke situatie is in verband met de veiligheid. Hoewel een
vliegbrevet overdreven is, is een speciale training noodzakelijk om
veilig een grondeffect-vliegtuig te besturen. Er is ook iets voor te
zeggen juist geen vliegbrevet te vereisen. Reacties op bepaalde
ongewenste situaties moeten in een grondeffect-vliegtuig precies
omgekeerd zijn aan die in een conventioneel vliegtuig. In het verleden
heeft dit geleid tot een aantal ongelukken. Enkele ervaren
‘vliegtuigpiloten’ maakten al de fout vol gas te geven toen een golf
de neus van hun grondeffect-vliegtuig hoog optilde. Hierdoor sloeg het
voertuig juist achterover. Gas minderen had de ongelukken kunnen
voorkomen.
Kleppen
Waarom gaan de meeste vakantiegangers nog steeds met de ouderwetse
veerboot naar Engeland? De grondeffect-technologie is al meer dan
dertig jaar oud, maar staat nog steeds in de kinderschoenen. De Russen
leverden grote inspanningen, maar zij waren alleen gericht op
militaire toepassingen en niet op de ontwikkeling van een economisch
vervoermiddel. Daarnaast was het Russische ekranoplan-programma tot
tien jaar geleden zo geheim, dat zelfs het gebruik van het woord
ekranoplan in het openbaar verboden was.
Afgezien van het niet-commerciële Russische spoor belemmerden een
aantal andere problemen de ontwikkeling van grondeffect-vliegtuigen.
De belangrijkste problemen zijn van technische aard. Het is eenvoudig
om een apparaat te ontwerpen dat in kruisvlucht zeer efficiënt is,
maar de ontwerpers vergaten vaak dat het toestel eerst vanuit
stilstand op kruissnelheid moet komen. Vliegtuigen hebben hiervoor een
geavanceerd kleppensysteem. Ze zijn ontworpen voor kruisvlucht bij
duizend kilometer per uur, maar dit systeem zorgt ervoor dat ze ook
bij veel lagere snelheden nog in de lucht blijven hangen. Ook kan een
vliegtuig bij lagere snelheden met de neus omhoog vliegen, zodat de
draagkracht altijd gelijk blijft aan het gewicht van het vliegtuig.
Beide oplossingen werken niet bij grondeffect-vliegtuigen.
Conventionele kleppen verlagen zelfs de draagkracht in extreem
grondeffect. Het vergroten van de hoek met de ondergrond bij de start
heeft ook weinig effect, omdat de draagkracht van de vleugel in
grondeffect anders tot stand komt dan buiten grondeffect. De Russen
hebben een oplossing voor dit probleem gevonden die PAR genoemd wordt
(power augmentation of ram wings). Hierbij blazen een aantal voor de
vleugel geplaatste straalmotoren of propellers bij de start lucht
onder de vleugel. Een kunstmatig luchtkussen levert zo de benodigde
extra draagkracht bij lage snelheden. Dit systeem werkt goed, maar is
zeer inefficiënt en maakt veel lawaai. De start vraagt hierbij veel
meer vermogen dan de kruisvlucht, zodat het voertuig een groot ‘dood’
motorgewicht meesleept maar het Nederlandse bedrijf Dutch aero
technics denkt deze promlematiek het hoofd te kunnen bieden gezien bij
deze grond effect vliegtuigen het motor en brandstof gedeelte ten
aller tijden te water blijft en door een vernuftig kleppen systeem het
toestel altijd paralel aan de waterspiegel blijft. Tevens word het
motor gedeelte als pijler gebruikt om het toestel gekontroleerd op
hoogte te houden.
In Duitsland loopt het Hoverwing-project. Hierbij draagt een techniek
ontleend aan de hovercraft het grondeffect-vliegtuig voor het
opstijgt. In de hover-mode – bij start én landing – is de Hoverwing
eigenlijk een surface effect ship of sidewall hovercraft. Het
kunstmatige luchtkussen tilt de Hoverwing uit het water. Bij het
opstijgen neemt de aërodynamische druk het over van het statische
luchtkussen.
Het tweepersoons prototype – de Hoverwing VT-2 – vliegt al met honderd
kilometer per uur. De versie voor tachtig personen ligt nog op de
tekentafel.
Stabiliteit
Een ander probleem bij de ontwikkeling van grondeffect-vliegtuigen was
de stabiliteit om de dwarsas. De eerste ontwerpen waren allemaal
extreem instabiel. Ze vertoonden een eigenschap die ook bij raceboten
voorkomt wanneer ze iets te veel uit het water komen: ze klappen
plotseling achterover. De Russische ontwerpers hebben dit probleem
opgelost door een enorm staartvlak toe te passen dat buiten
grondeffect zit. Dit staartvlak is zwaar en levert weinig tot geen
draagkracht en maakt de ekranoplan dus minder efficiënt maar door een
techniek van Dutch aero technics worden deze problemen geheel
weggenomen doormiddel van een systeem dat continu paralel vliegen
mogelijk maakt.
Een technisch volmaakt grondeffect-vliegtuig raast met enige honderden
kilometers per uur tussen het (bijna) stilstaande scheepvaartverkeer
door. Hoe veilig is dat? Een adequaat verkeersleidingssysteem en goede
waarschuwingssystemen aan boord van de grondeffect-vliegtuigen moeten
ongelukken helpen voorkomen. De mogelijkheid dat een grondeffect-
vliegtuig met duizend passagiers aan boord crasht, zou volgens
sceptici de toekomst van het grondeffect-vliegtuig negatief
beïnvloeden.
Beloften
De laatste jaren losten de technici de meeste problemen op. Tenminste
drie typen (kleine) grondeffect-vliegtuigen zijn nu te koop. Een
Amerikaans model en twee Russische kunnen alledrie als watertaxi voor
vier tot acht passagiers dienen en kosten rond de $250.000. Enkele
tientallen van zulke voertuigen zijn in gebruik. In Rusland raast
onderhoudspersoneel van de energiemaatschappij Gazprom ermee over
sneeuw en ijs om bij de Siberische gasleidingen te komen.
Het wachten was op een grondeffect-vliegtuig dat alle beloften –
vooral op het gebied van efficiëntie – waarmaakt. De huidige
ontwikkelingen van Dutch aero technics zijn veelbelovend. Naast de
initiatieven in Nederland , Rusland, Zuid-Korea en Duitsland timmeren
ook bedrijven in Australië, de Verenigde Staten en China aan de weg.
Veel bedrijven werken samen met universiteiten die beschikken over
faciliteiten op het gebied van stromingsleer en aërodynamica zoals
sleeptanks en windtunnels.
Hybride van de toekomst?
in het Europese project SEABUS-HYDAER, gecoördineerd door het Haagse
adviesbureau Willems & Van den Wildenberg, passen twaalf partners uit
acht landen de grondeffect-technologie toe in een voertuig. Het model
van de surface-pearcing WIG (SPW) of wing assisted trimaran (WAT)
vliegt evenals een normaal grondeffect-vliegtuig net boven het
wateroppervlak. Het hybride voertuig bezit naast gewone vleugels ook
drie telescopische draagvleugels. De draagvleugels in het water dienen
onder andere als hoogte- en koerscontrols. Zo zou het voertuig ook bij
hoge snelheden onder controle te houden zijn, veel beter dan een
‘traditioneel’ grondeffect-vliegtuig. De gewone vleugels – inklapbaar
– dragen de SPW bij snelheden boven 35 knopen (circa 65 km/uur). Een
zeer krachtige waterjet vormt de aandrijving en moderne sonar-, radar-
en echosystemen moeten tijdig waarschuwen voor obstakels. De SPW-01
biedt plaats aan tweehonderd personen. Het ontwerp SPW-02 voorziet in
het vervoer van achthonderd passagiers en 120 auto’s met een snelheid
van 125 knopen oftewel zo’n 230 kilometer per uur. Op dit moment
testen de scheepswerf Intermarine en de vliegtuigbouwer Alenia uit
Italië diverse schaalmodellen. De initiatiefnemers verwachten in 2004
de eerste SPW’s in bedrijf te hebben. In afwachting van een nieuwe
technologie zijn in 2004 alle pogingen om commercieel mar WIG te
vliegen gestopt en pas recentelijk in 2009 heeft Dutch aero technics
het stokje over genomen doormiddel van een doorbraak technologie te
introduceren op het fenomeen vliegen met grondeffect.
Bron: kennislink.nl ,upgrade dutchaerotechnics.com
XiaoLan
Feb 15, 2011, 2:52:16 PM2/15/11
to Dutch Aero Technics
Een video:
http://www.youtube.com/watch?v=LSeZ1eQzDvI
A Wing In Ground-effect vehicle (WIG), is a vehicle that cruises
little more than a few feet over flat surfaces, most often water. It
can be seen as a transition between a hovercraft and an aircraft. As
it flies just above a surface, it is also classified as WISE or WISES
(Wing In Surface Effect Ship). WIGs are also classified as Ground
Effect Vehicles, or Sea Skimmers. The IMO has classifed the WIGs as
ship, with effect of (GEV).[1] In conventional aircraft, "flare" is
the rotation of the aircraft's nose up, used at the final part of
landing to arrest the descent rate before touch down. In WIG vehicles,
this is the basic attitude to sustain level flight.
VEEL info:
http://en.wikipedia.org/wiki/Wing-In-Ground_effect_vehicle
Google:
http://www.google.com/search?q=wing-in-ground&num=100&hl=en&safe=off&client=firefox-a&hs=sEm&rls=org.mozilla:en-US:official&prmd=ivns&source=lnms&tbs=vid:1&ei=atZaTZrRL4-UOrvakd4L&sa=X&oi=mode_link&ct=mode&cd=3&ved=0CBQQ_AUoAg
http://www.youtube.com/watch?v=LSeZ1eQzDvI
A Wing In Ground-effect vehicle (WIG), is a vehicle that cruises
little more than a few feet over flat surfaces, most often water. It
can be seen as a transition between a hovercraft and an aircraft. As
it flies just above a surface, it is also classified as WISE or WISES
(Wing In Surface Effect Ship). WIGs are also classified as Ground
Effect Vehicles, or Sea Skimmers. The IMO has classifed the WIGs as
ship, with effect of (GEV).[1] In conventional aircraft, "flare" is
the rotation of the aircraft's nose up, used at the final part of
landing to arrest the descent rate before touch down. In WIG vehicles,
this is the basic attitude to sustain level flight.
VEEL info:
http://en.wikipedia.org/wiki/Wing-In-Ground_effect_vehicle
Google:
http://www.google.com/search?q=wing-in-ground&num=100&hl=en&safe=off&client=firefox-a&hs=sEm&rls=org.mozilla:en-US:official&prmd=ivns&source=lnms&tbs=vid:1&ei=atZaTZrRL4-UOrvakd4L&sa=X&oi=mode_link&ct=mode&cd=3&ved=0CBQQ_AUoAg
XiaoLan
Feb 20, 2011, 5:30:32 PM2/20/11
to Dutch Aero Technics
Googelen op "Marijn" geeft bijvoorbeeld deze resultaten:
Uitleg over het Wing-in-Ground effect en zijn testen hiermee op
modelbouwforum.nl:
http://www.modelbouwforum.nl/forums/algemeen-scheepsbouw/63686-ekranoplan-grondeffect-voertuigen.html
Een ontwerp van een heavier than air zeppelin op airshipmodeler.com:
http://www.airshipmodeler.com/forums/showthread.php?t=1099
En testen met een Ekranoplan op rcgroups.com:
http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1160230
Uitleg over het Wing-in-Ground effect en zijn testen hiermee op
modelbouwforum.nl:
http://www.modelbouwforum.nl/forums/algemeen-scheepsbouw/63686-ekranoplan-grondeffect-voertuigen.html
Een ontwerp van een heavier than air zeppelin op airshipmodeler.com:
http://www.airshipmodeler.com/forums/showthread.php?t=1099
En testen met een Ekranoplan op rcgroups.com:
http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1160230
Reply all
Reply to author
Forward
0 new messages