lOMoARcPSD|16072218
De natuurkunde op vliegtuigen
, lOMoARcPSD|16072218
Samenvatting
In dit profielwerkstuk wordt uitgebreid uitgelegd hoe de natuurkunde op vliegtuigen werkt.
Wij hebben voor dit onderwerp gekozen, omdat onze interesse op het gebied van
natuurkunde ligt. Daarnaast leek het ons erg interessant om meer over dit onderwerp te weten
te komen.
Wij bespreken in dit profielwerkstuk alles van een Boeing 737 wat te maken heeft met
natuurkunde. Ten eerste wordt de geschiedenis en de onderdelen van een Boeing 737
besproken. Daarnaast bespreken wij de aerodynamica, natuurkundige krachten en
natuurkundige wetten. Wij focussen ons op de Boeing 737, omdat dit het meest
gebruikte vliegtuig ter wereld is.
De informatie die wij hebben gebruikt voor ons onderzoek is gebaseerd op meerdere bronnen
van het internet en literatuur. Wij hebben veel internetsites geraadpleegd, boeken gelezen,
proefjes uitgevoerd en zelfs een vlucht in de cockpit mee mogen maken.
Ons profielwerkstuk bevat informatie over de geschiedenis van het bedrijf Boeing. In dit
hoofdstuk bespreken wij varianten van de Boeing 737 in het verleden, in het nu en in de
toekomst. Zoals gezegd worden ook de belangrijkste onderdelen van het toestel nader
uitgelegd, ook aerodynamica wordt uitgelegd in het profielwerkstuk. Aerodynamica is een
belangrijk aspect binnen de luchtvaart. Wij hebben veel aandacht besteedt aan het
verschijnsel aerodynamica. De aerodynamica hebben wij geprobeerd aan te tonen aan de hand
van een experiment. In dit experiment hebben wij een vliegtuigvleugel van piepschuim op
schaal nagemaakt. Daarnaast hebben wij een blok piepschuim met hetzelfde gewicht en
frontale oppervlakte als de vleugel gebruikt. We hebben geprobeerd om beide modellen
doormiddel van windkracht de lucht in te laten gaan. Het experiment en de resultaten van het
experiment staan beschreven en uitlegt in ons werkstuk.
Het hoofdstuk aerodynamica wordt opgevolgd door de natuurkundige wetten en
natuurkundige krachten die betrekking hebben op de luchtvaart. Verschillende wetten
proberen het verschijnsel van vliegen te verklaren. De wetten die het verschijnsel vliegen
verklaren zijn de wetten van Newton en de wet van Bernoulli. Beide wetten doen een poging
het begrip vliegen te verklaren, maar zijn niet hetzelfde.
Zoals gezegd bespreken wij ook de krachten die op een vliegend vliegtuig werken. In de les
en op het internet hebben wij gelezen dat op ieder voorwerp een aantal krachten werken. Op
een Boeing 737 werken dus ook krachten. De krachten die op een vliegende Boeing 737
werken zijn de zwaartekracht, luchtweerstandkracht, voorstuwingskracht en tot slot de
liftkracht. Welk effect en hoe deze krachten ontstaan is te lezen in hoofdstuk 4. Kortom, in dit
profielwerkstuk wordt nauwkeurig uitlegt welke invloed de natuurkunde op een Boeing 737
heeft.
2
, lOMoARcPSD|16072218
Inhoudsopgave
Samenvatting...............................................................................................................................2
Inhoudsopgave............................................................................................................................3
Voorwoord..................................................................................................................................5
Inleiding......................................................................................................................................6
1 De geschiedenis van Boeing....................................................................................................7
1.1 737 Classic........................................................................................................................8
1.2 737 Next-Generation.........................................................................................................8
1.3 737 MAX...........................................................................................................................8
2 Opbouw van een vliegtuig.......................................................................................................9
2.1 Vleugels.............................................................................................................................9
2.1.1 Winglets/ sharklets....................................................................................................10
2.1.2 Brandstoftanks..........................................................................................................10
2.1.3 Spoiler en rolroer (aileron).......................................................................................10
2.1.4 Speedbrakes..............................................................................................................11
2.1.5 Flap track..................................................................................................................11
2.2 Motor...............................................................................................................................11
2.3 Cockpit............................................................................................................................13
2.3.1 Mode control panel...................................................................................................14
2.3.2 Primary Flight Display (PFD)..................................................................................15
2.3.3 Navigation display....................................................................................................15
2.3.4 Throttle panel............................................................................................................15
2.3.5 Radiostack................................................................................................................15
2.4 Materiaal..........................................................................................................................16
2.5 Staarstuk..........................................................................................................................16
2.6 Landingsgestel.................................................................................................................17
Hoofdstuk 3: Aerodynamica.....................................................................................................18
3.1 Werking aerodynamica................................................................................................18
3.2 Vleugelvorm................................................................................................................18
3.3 Aerodynamica op andere onderdelen van het vliegtuig..............................................19
4 Krachten.................................................................................................................................20
4.1 Zwaartekracht..................................................................................................................20
4.2 Liftkracht.........................................................................................................................21
4.2.1 De liftcoëfficiënt.......................................................................................................21
4.3 Weerstandskracht............................................................................................................22
4.3.1 Weerstandscoëfficiënt...............................................................................................22
, lOMoARcPSD|16072218
4.4 Voortstuwingskracht.......................................................................................................23
4.4.1 Opbouw motor..........................................................................................................23
4.4.2 Vliegrichting.............................................................................................................24
5.1 Wet van Bernoulli...........................................................................................................25
5.1.2 Twee lege bierblikjes experiment.............................................................................25
5.2 De wetten van Newton:...................................................................................................27
5.2.1 Eerste wet van Newton (traagheidswet):..................................................................27
5.2.2 Tweede wet van Newton (versnellingswet):.............................................................28
5.2.3 Derde wet van Newton (actie = -reactie):.................................................................28
Praktisch onderzoek..................................................................................................................30
Voorbereiding........................................................................................................................30
Uitleg.....................................................................................................................................30
Verwachting..........................................................................................................................31
Resultaten..................................................................................................................................32
Conclusie...................................................................................................................................33
Nawoord....................................................................................................................................36
Bronnenlijst...............................................................................................................................37
Sites.......................................................................................................................................37
Boeken...................................................................................................................................40
Video’s..................................................................................................................................40
Afbeeldingen.........................................................................................................................41
Logboek....................................................................................................................................43
Bijlagen.....................................................................................................................................45
Verslag..................................................................................................................................45
4
De natuurkunde op vliegtuigen
, lOMoARcPSD|16072218
Samenvatting
In dit profielwerkstuk wordt uitgebreid uitgelegd hoe de natuurkunde op vliegtuigen werkt.
Wij hebben voor dit onderwerp gekozen, omdat onze interesse op het gebied van
natuurkunde ligt. Daarnaast leek het ons erg interessant om meer over dit onderwerp te weten
te komen.
Wij bespreken in dit profielwerkstuk alles van een Boeing 737 wat te maken heeft met
natuurkunde. Ten eerste wordt de geschiedenis en de onderdelen van een Boeing 737
besproken. Daarnaast bespreken wij de aerodynamica, natuurkundige krachten en
natuurkundige wetten. Wij focussen ons op de Boeing 737, omdat dit het meest
gebruikte vliegtuig ter wereld is.
De informatie die wij hebben gebruikt voor ons onderzoek is gebaseerd op meerdere bronnen
van het internet en literatuur. Wij hebben veel internetsites geraadpleegd, boeken gelezen,
proefjes uitgevoerd en zelfs een vlucht in de cockpit mee mogen maken.
Ons profielwerkstuk bevat informatie over de geschiedenis van het bedrijf Boeing. In dit
hoofdstuk bespreken wij varianten van de Boeing 737 in het verleden, in het nu en in de
toekomst. Zoals gezegd worden ook de belangrijkste onderdelen van het toestel nader
uitgelegd, ook aerodynamica wordt uitgelegd in het profielwerkstuk. Aerodynamica is een
belangrijk aspect binnen de luchtvaart. Wij hebben veel aandacht besteedt aan het
verschijnsel aerodynamica. De aerodynamica hebben wij geprobeerd aan te tonen aan de hand
van een experiment. In dit experiment hebben wij een vliegtuigvleugel van piepschuim op
schaal nagemaakt. Daarnaast hebben wij een blok piepschuim met hetzelfde gewicht en
frontale oppervlakte als de vleugel gebruikt. We hebben geprobeerd om beide modellen
doormiddel van windkracht de lucht in te laten gaan. Het experiment en de resultaten van het
experiment staan beschreven en uitlegt in ons werkstuk.
Het hoofdstuk aerodynamica wordt opgevolgd door de natuurkundige wetten en
natuurkundige krachten die betrekking hebben op de luchtvaart. Verschillende wetten
proberen het verschijnsel van vliegen te verklaren. De wetten die het verschijnsel vliegen
verklaren zijn de wetten van Newton en de wet van Bernoulli. Beide wetten doen een poging
het begrip vliegen te verklaren, maar zijn niet hetzelfde.
Zoals gezegd bespreken wij ook de krachten die op een vliegend vliegtuig werken. In de les
en op het internet hebben wij gelezen dat op ieder voorwerp een aantal krachten werken. Op
een Boeing 737 werken dus ook krachten. De krachten die op een vliegende Boeing 737
werken zijn de zwaartekracht, luchtweerstandkracht, voorstuwingskracht en tot slot de
liftkracht. Welk effect en hoe deze krachten ontstaan is te lezen in hoofdstuk 4. Kortom, in dit
profielwerkstuk wordt nauwkeurig uitlegt welke invloed de natuurkunde op een Boeing 737
heeft.
2
, lOMoARcPSD|16072218
Inhoudsopgave
Samenvatting...............................................................................................................................2
Inhoudsopgave............................................................................................................................3
Voorwoord..................................................................................................................................5
Inleiding......................................................................................................................................6
1 De geschiedenis van Boeing....................................................................................................7
1.1 737 Classic........................................................................................................................8
1.2 737 Next-Generation.........................................................................................................8
1.3 737 MAX...........................................................................................................................8
2 Opbouw van een vliegtuig.......................................................................................................9
2.1 Vleugels.............................................................................................................................9
2.1.1 Winglets/ sharklets....................................................................................................10
2.1.2 Brandstoftanks..........................................................................................................10
2.1.3 Spoiler en rolroer (aileron).......................................................................................10
2.1.4 Speedbrakes..............................................................................................................11
2.1.5 Flap track..................................................................................................................11
2.2 Motor...............................................................................................................................11
2.3 Cockpit............................................................................................................................13
2.3.1 Mode control panel...................................................................................................14
2.3.2 Primary Flight Display (PFD)..................................................................................15
2.3.3 Navigation display....................................................................................................15
2.3.4 Throttle panel............................................................................................................15
2.3.5 Radiostack................................................................................................................15
2.4 Materiaal..........................................................................................................................16
2.5 Staarstuk..........................................................................................................................16
2.6 Landingsgestel.................................................................................................................17
Hoofdstuk 3: Aerodynamica.....................................................................................................18
3.1 Werking aerodynamica................................................................................................18
3.2 Vleugelvorm................................................................................................................18
3.3 Aerodynamica op andere onderdelen van het vliegtuig..............................................19
4 Krachten.................................................................................................................................20
4.1 Zwaartekracht..................................................................................................................20
4.2 Liftkracht.........................................................................................................................21
4.2.1 De liftcoëfficiënt.......................................................................................................21
4.3 Weerstandskracht............................................................................................................22
4.3.1 Weerstandscoëfficiënt...............................................................................................22
, lOMoARcPSD|16072218
4.4 Voortstuwingskracht.......................................................................................................23
4.4.1 Opbouw motor..........................................................................................................23
4.4.2 Vliegrichting.............................................................................................................24
5.1 Wet van Bernoulli...........................................................................................................25
5.1.2 Twee lege bierblikjes experiment.............................................................................25
5.2 De wetten van Newton:...................................................................................................27
5.2.1 Eerste wet van Newton (traagheidswet):..................................................................27
5.2.2 Tweede wet van Newton (versnellingswet):.............................................................28
5.2.3 Derde wet van Newton (actie = -reactie):.................................................................28
Praktisch onderzoek..................................................................................................................30
Voorbereiding........................................................................................................................30
Uitleg.....................................................................................................................................30
Verwachting..........................................................................................................................31
Resultaten..................................................................................................................................32
Conclusie...................................................................................................................................33
Nawoord....................................................................................................................................36
Bronnenlijst...............................................................................................................................37
Sites.......................................................................................................................................37
Boeken...................................................................................................................................40
Video’s..................................................................................................................................40
Afbeeldingen.........................................................................................................................41
Logboek....................................................................................................................................43
Bijlagen.....................................................................................................................................45
Verslag..................................................................................................................................45
4
