4.1.1 Vorming van wervels #

De werking van het vleugelprofiel dat een vliegtuiglift geeft, veroorzaakt ook geïnduceerde weerstand. Wanneer een vleugelprofiel wordt gevlogen met een positieve AOA, bestaat er een drukverschil tussen de boven- en onderoppervlakken van het vleugelprofiel. De druk boven de vleugel is minder dan de atmosferische druk en de druk onder de vleugel is gelijk aan of groter dan de atmosferische druk. Aangezien lucht altijd van hoge druk naar lage druk beweegt en de weg van de minste weerstand naar de uiteinden van het vleugelprofiel is, is er een spanwijdte beweging van lucht vanaf de onderkant van het vleugelprofiel naar buiten vanaf de romp rond de uiteinden. Deze luchtstroom resulteert in “overleding” over de uiteinden, waardoor een draaikolk van lucht wordt genoemd die een “vortex” wordt genoemd. [Figuur 4-10]

Tegelijkertijd heeft de lucht op het bovenoppervlak de neiging om naar de romp en van de achterrand te stromen. Deze luchtstroom vormt een vergelijkbare vortex aan het binnenboordgedeelte van de achterrand van het vleugelprofiel, maar omdat de romp de binnenwaartse stroom beperkt, is de vortex onbeduidend. Bijgevolg is de afwijking in stromingsrichting het grootst aan de buitenste uiteinden waar de onbeperkte laterale stroming het sterkst is.

Terwijl de lucht rond de punt naar boven krult, combineert deze met de was om een snel draaiende sleepvortex te vormen. Deze wervels verhogen de weerstand vanwege de energie die wordt besteed aan het produceren van de turbulentie. Telkens wanneer een vleugelprofiel lift produceert, ontstaat er geïnduceerde weerstand en worden vleugeltipwervels gemaakt.

Net zoals de lift toeneemt met een toename van AOA, neemt ook de geïnduceerde weerstand toe. Dit gebeurt omdat naarmate de AOA wordt verhoogd, er een groter drukverschil is tussen de boven- en onderkant van het vleugelprofiel en een grotere zijstroom van lucht; Bijgevolg zorgt dit ervoor dat er meer gewelddadige wervels worden opgezet, wat resulteert in meer turbulentie en meer geïnduceerde weerstand. De intensiteit of sterkte van de wervels is recht evenredig met het gewicht van het vliegtuig en omgekeerd evenredig met de spanwijdte en snelheid van het vliegtuig. Hoe zwaarder en langzamer het vliegtuig, hoe groter de AOA en hoe sterker de wervelkolommen. Zo creëert een vliegtuig wervels met maximale kracht tijdens het opstijgen, klimmen en landen van de vlucht. Deze wervels leiden tot een bijzonder gevaarlijk gevaar voor de vlucht, wakker turbulentie.

4.1.2 Wake-turbulentie vermijden #

Wingtip-wervelingen zijn het grootst wanneer het genererende vliegtuig “zwaar, schoon en langzaam” is. Deze voorwaarde wordt het meest aangetroffen tijdens naderingen of vertrekken omdat de AOA van een vliegtuig het hoogst is om de lift te produceren die nodig is om te landen of op te stijgen. Om de kans om door de waketurbulentie van een vliegtuig te vliegen te minimaliseren:

• Vermijd vliegen door het vliegpad van een ander vliegtuig.
• Roteer vóór het punt waarop het voorgaande vliegtuig roteerde, wanneer u achter een ander vliegtuig opstijgt.
• Vermijd het volgen van een ander vliegtuig op een soortgelijk vliegpad op een hoogte binnen 1.000 voet. [Figuur 4-11]
• Benader de baan boven het pad van een voorgaand vliegtuig wanneer u achter een ander vliegtuig landt, en raak na het punt waarop de wielen van het andere vliegtuig de baan raakten. [Figuur 4-12]

Een zwevende helikopter genereert een neerwaartse wasspoeling van zijn hoofdrotor(s) vergelijkbaar met de wervels van een vliegtuig. Piloten van kleine vliegtuigen moeten een zwevende helikopter vermijden met ten minste drie rotor-schijfdiameters om de effecten van deze downwash te voorkomen. In de voorwaartse vlucht wordt deze energie omgevormd tot een paar sterke, snelle sleepwervels die vergelijkbaar zijn met de wingtip-wervels van grotere vliegtuigen met vaste vleugels. Helikoptervorces moeten worden vermeden omdat helikopter voorwaartse vliegsnelheden vaak erg traag zijn en uitzonderlijk sterke waakturbulentie kunnen veroorzaken.

Wind is een belangrijke factor bij het vermijden van waakturbulentie, omdat Wingtip wervelingen afdrijven met de wind met de snelheid van de wind. Een windsnelheid van 10 knopen zorgt er bijvoorbeeld voor dat de wervels ongeveer 1.000 voet in een minuut in de windrichting afdrijven. Bij het volgen van een ander vliegtuig moet een piloot de windsnelheid en -richting in overweging nemen bij het selecteren van een beoogd start- of landingspunt. Als een piloot onzeker is over de start of het landingspunt van het andere vliegtuig, biedt ongeveer 3 minuten een veiligheidsmarge die de turbulentie van de wake laat verdwijnen. Zie Adviescirculaire 90-23 voor meer informatie over Wake Turbulentie.