Het Katzmayr effect

"Nooit van gehoord" zul je vermoedelijk zeggen. Ik ook niet, totdat in recente correspondentie over resultaten met een zweefvliegsimulator Loek Boermans mij op het Katzmayr effect attent maakte.

Professor Katzmayr heeft het principe al in 1922 doordacht, maar anno 2010 lijkt niemand in de zweefvliegerij er iets van te weten. Principe is in feite vrij eenvoudig.

- Vlieg je vanuit een steady situatie door een positieve airgust, dan zal de invalshoek toenemen, dan ook de liftcoëfficiënt en daarmee de lift. Tevens draait de liftvector naar voren. Resultaat is dat de kist opgetild wordt en naar voren wordt versneld. Ook geeft de extra lift die de gust op het stabilo veroorzaakt rotatie om de dwarsas: de kist pitcht voor korte tijd een beetje voorover. Iedere vlieger zal deze dynamische effecten wel herkennen.

- Vlieg je vanuit diezelfde steady situatie door een negatieve airgust, dan zal de invalshoek afnemen, dan ook de liftcoëfficënt en daarmee de lift. De liftvector draait naar achteren. Resultaat is dat de kist naar beneden doorzakt en wordt vertraagd. Door het stabilo pitcht de kist ook eventjes achterover. Dit gebeuren wordt wat minder gemakkelijk onderkend maar doet zich uiteraard wel voor.

De veranderingen in de grootte van de lift zijn voor positieve gusts en negatieve gusts evengroot maar tegengesteld van teken. Gemiddelde hoogteveranderingen kunnen hiervan dan ook niet het gevolg zijn. De gedraaide liftvectoren L+ en L- zijn wel verschillend in grootte zoals in figuur 1 algebraisch en grafisch is aangegeven. L+ is groter dan L- omdat Cl(alfa0+alfag) groter is dan Cl(alfa0-alfag) en daarmee is de versnellingsvector dT+ groter dan de vertragingsvector dT-. In een situatie van willekeurige turbulenties zal de kist derhalve gemiddeld versnellen als je rechtuit door positieve en negatieve gusts vliegt. De vlieger zal die toename in gemiddelde snelheid automatisch in hoogte vertalen door de neus van het toestel gemiddeld wat hoger te houden of een tandje meer flaps te geven. Een typische waarde in steigsnelheid is 0,4m/s blijkt uit een door Dr. Wolfram Gorisch ontwikkelde relatie; mooi meegenomen als je probeert wat minder hoogte kwijt te raken door tijdens een lange steek naar de volgende bel of naar huis met opzet door turbulente lucht te glijden. Bij profielen met het z.g. "stoepje" moet je dat wel voldoende snel doen, d.w.z. met een kleine invalshoek om positieve gusts geheel effectief te laten zijn bij het opwekken van L+.

Voor vragen en opmerkingen ben ik uiteraard gevoelig.

Figuur 1: Het Katzmayr effect grafisch en algebraisch beschreven

Karel Termaat