Aerodynamica is een wetenschappelijke discipline, die onder andere van belang is in de luchtvaart. Een belangrijke toepassing ervan is het bepalen van de juiste vormgeving van vliegtuigen, auto’s, schepen, andere voertuigen en ook machineonderdelen, zodat die zich op een bepaalde manier door de lucht heen bewegen. Het doel daarvan is om een soepele beweging, met zo min mogelijk luchtweerstand te bereiken. Maar ook juist om voor extra luchtweerstand te zorgen, om bijvoorbeeld de lift van een vliegtuigvleugel te verkrijgen. Aerodynamica is een wetenschap die vooral in de 20e eeuw (letterlijk) een hoge vlucht heeft genomen, maar ook voor die tijd werd er al onderzoek gedaan naar de beweging van voorwerpen door een kolom van gassen.
Luchtstromen rond een object
Een voorwerp of voertuig is aerodynamisch als de luchtstromen er rondom heen zich parallel aan het voorwerp bewegen. Dit noemen we een laminaire luchtstroom. Hierbij ondervind het voorwerp zo min mogelijk frictie of wrijving, en wordt dus als het ware nauwelijks tegengehouden door de gassen. Het tegengestelde noemen we een turbulente luchtstroom. Daarbij beweegt een deel van de lucht zich haaks op het voorwerp, dat daardoor aanzienlijke wrijving ondervindt en in zijn beweging wordt afgeremd. Uiteraard is het, om een hoge snelheid te kunnen bereiken, van belang dat de luchtstroom zo veel mogelijk laminair verloopt. Om dit voor elkaar te krijgen wordt de vorm van het object zo aangepast dat er geen turbulente luchtstromen worden opgewekt. Dit vindt eerst op papier plaats, en daarna wordt het object getest in een windtunnel. Dat kan flinke kosten met zich meebrengen – gelukkig is het voor beginnende bedrijven een optie om een lening van qeld.com/nl/ aan te vragen.
Lift verkrijgen
Een gespecialiseerde toepassing van de uitgangspunten van de aerodynamica is het verkrijgen van lift voor een vliegtuigvleugel. Dit principe is afgekeken van de vogelvleugel, die een vergelijkbare vorm heeft. In dwarsdoorsnede heeft een vliegtuigvleugel een bolle vorm, waarbij de bolling aan de bovenkant van de vleugel zit. Dit heeft het effect dat de luchtstroom rond de vleugel aan de bovenkant naar onder wordt afgebogen. De luchtstroom aan de onderkant van de vleugel ondervindt deze kracht niet. Netto heeft de vliegtuigvleugel dus de neiging om naar boven te gaan ten opzichte van de lucht rondom, en dus om op te stijgen. Deze opwaartse beweging kan worden tegengegaan door de flappen aan de rand van de vleugel te verzetten, waardoor dit effect onderbroken wordt. Zo is het mogelijk om het vliegtuig terug naar de grond te sturen.
Toepassingen in de sport
Ook sporters maken op verschillende manieren gebruik van de aerodynamische principes. Schaatspakken, wielrenfietsen en zelfs tennisrackets zijn zo vormgegeven dat ze zo soepel mogelijk door de lucht heen bewegen. Hierdoor kunnen er hogere snelheden worden bereikt, wat de sportprestaties natuurlijk ten goede komt. Ook zijn er voor diverse sporten speciale ballen beschikbaar die de luchtweerstand zo klein mogelijk maken, waardoor de sporter er grotere afstanden mee kan bereiken.