Veren-geïnspireerde vliegtuigkleppen kunnen de vliegprestaties verbeteren.

Vliegtuigveren zouden wel eens het volgende grote ding kunnen zijn in de luchtvaart.

Vogelvleugels zijn gevormd met overlappende rijen veerachtige pluimpjes die vanaf de schouder uitwaaieren. Deze "schubbige veren" helpen vogels zich door de lucht te manoeuvreren. Ze zouden ook de prestaties van vliegtuigen kunnen verbeteren. Onderzoekers melden op 28 oktober in Proceedings of the National Academy of Sciences dat het bekleden van vliegtuigvleugels met rijen lichtgewicht kleppen die schubbige veren nabootsen de lift kan vergroten, de weerstand kan verminderen en het overtrekken kan voorkomen.

Help ons verbeteren door onze 15-vraag lezersenquête in te vullen.

Veel vliegtuigen hebben al kleppen en spoilers op hun vleugels. Maar in tegenstelling tot die onderdelen zouden de bio-geïnspireerde kleppen passief uitklappen wanneer de vleugels onder een hoge hoek in aanraking komen met aankomende luchtstroom, een scenario dat bekend staat als een hoge aanvalshoek. "Ze worden niet aangestuurd door een motor of hydraulische actuator," zegt ingenieur Aimy Wissa van de Princeton Universiteit. Bovendien zijn "ze overal over de vleugels, niet alleen achter- of voorin."

In windtunnelexperimenten onderzochten Wissa en haar collega's hoe meerdere rijen kleppen de luchtstroom rond profielen beïnvloedden. Ze ontdekten dat de kleppen de luchtstroom op twee manieren beïnvloedden. Kleppen geplaatst nabij de voorkant van een profiel hielpen de luchtstroom eromheen dichter bij de vleugel te houden, wat de lift en weerstand verbeterde. Het toevoegen van meer rijen kleppen verbeterde dit effect.

Ze ontdekten ook dat het installeren van een enkele rij kleppen bij de achterkant van een profiel voorkwam dat de hoge druklucht bij de stilstaande rand zich naar de voorkant van de vleugel verplaatste. Dat is belangrijk omdat lage druk in dit gebied nodig is om lift te produceren, zegt Wissa. Het toevoegen van vijf rijen kleppen aan profielen verbeterde de lift met maximaal 45 procent en verminderde de weerstand met 31 procent, ontdekte het team van Wissa.

Opvolgende tests met op afstand bestuurbare vliegtuigen toonden ook aan dat de kleppen het overtrekken verminderden, een fenomeen dat een plotseling verlies van lift bij hoge aanvalshoeken inhoudt, waardoor het bereik van de aanvalshoek van het toestel met 9 procent werd vergroot. De kleppen verbeterden ook de vliegstabiliteit, merkt Wissa op.

Dat vergrote bereik zou vooral nuttig kunnen zijn bij het vliegen door zware windstoten, of tijdens zeer korte landingsbanen. Zonder de kleppen zou je misschien niet veilig dergelijke manoeuvres kunnen uitvoeren, zegt Wissa. "Maar nu kan het."