Vliegtuig (vervoersmiddel)

Een vliegtuig is een vervoermiddel dat hoewel het zwaarder is dan de lucht toch kan vliegen. Vliegtuigen kunnen worden gebruikt voor verschillende doeleinden: goederenvervoer, vervoer van satellieten en/of mensen naar de ruimte, maar tegenwoordig vooral om mensen te vervoeren. Naar hun werk, maar veelal voor ontspanning zoals een vakantiereis naar een ander land.

Geschiedenis

Al heel lang wilden de mensen vliegen. Eeuwenlang werd ook aangenomen dat dat kon. In de middeleeuwen ging dan ook menigeen met zelfgemaakte vleugels van hoge punten springen om proberen te vliegen. Meestal was diegene meteen dood of had ernstige verwondingen. In de 15e eeuw was Leonardo da Vinci de eerste die zich er echt een beetje mee bezig hield, en hij was ook de eerste die ontwerpen begon te schetsen. Daardoor leerde hij veel over vliegen, maar dat was nog lang niet genoeg.

Rond 1780 dacht men aan reusachtige ballonnen met daarin gas dat lichter als lucht moest zijn. Eerst was dat (overigens bedacht door de gebroeders Montgolfier in 1783) hete lucht, maar die koelde te snel af. Nog geen twee weken later hadden Jacques Charles en M. Robbert iets anders gevonden, namelijk waterstofgas. Zo dachten de mensen dat in plaats van vliegtuigen, ballonnen voor hen de luchtvaart zou zijn. Rond 1800 was dit heel populair: er werden wedstrijden gehouden, wie kon het snelst opstijgen?, hoogterecords werden verbroken, enz. Toch waren er mensen die zich ondertussen nog bezighielden met het vliegen, ofwel een vliegtuig bouwen. Een daarvan was Sir George Cayley. Hij heeft zich laten inspireren door de uitvinding van de al 3000 jaar oude Chinese vliegers, die in Europa pas in de 14e eeuw bekend werden. Zelf had hij veel ideeën, slechts enkele van deze ideeën heeft hij gebruikt. Dit ging in het begin met vallen en opstaan. Later werden ook deze ideeën verbeterd. De jonge Duitser Otto Liliental bouwde in 1890 een reeks kleine en lichtere zweeftoestellen. Deze man wordt de officiële uitvinder van het vliegtuig genoemd. Maar zweefvliegtuigen konden geen grote afstanden afleggen en bleven ook niet echt lang in de lucht. Toen werd de droom vliegen met een motor onontbeerlijk. Al in 1848 hadden 2 Engelsen genaamd William Henson en John Stringfellow een model van een vliegtuig gebouwd, aangedreven door een stoommachine (de enige machine die ze toen kenden). Ze hebben het vliegtuig echter nooit getest. In de volgende 50 jaar gingen veel mensen aan de slag, maar de stoommachine was te zwak of te zwaar. Toch werd hij wel elke keer verbeterd en er kwamen ook wat mensen met stoomkracht van de grond. Het schijnt zelfs dat een vliegtuig 1 kilometer aflegde met een stoommachine. Maar toen de benzinemotor werd uitgevonden kon de droom van het vliegen pas echt waargemaakt worden.

In 1896 begonnen Wilbur en Orville Wright zich te interesseren voor de vliegkunst. Ze gingen eerst leren van andere uitvinders voordat ze zelf begonnen. In 1899 hadden ze zoveel geleerd dat ze een klein, dubbeldeks zweefvliegtuig met een vleugellengte van 1,5 meter konden bouwen. Doordat de Wrights een manier met afstandsbediening ontdekt hadden ging de zweefvlieger succesvol de lucht in. In 1900 werd er een veel groter zweeftoestel gebouwd door de Wrights. Ook dit zweeftoestel was succesvol. Een jaar later ontdekte ze dat veel gegevens waarop ze vertrouwd hadden, fout en misleidend waren en daarom bouwden ze een windtunnel en bestudeerden ze hoe een vliegtuig reageert in de lucht. In 1902 bouwden ze hun volgende zweefvlieger die wel honderd succesvolle vluchten maakte. Een tijdje later begonnen ze aan de “Flyer no.1” te werken. Het vliegtuig met een aangedreven benzinemotor die hen een plaats zou geven in de luchtvaartgeschiedenis. Toen het vliegtuig klaar was waagde Wilbur de eerste poging op 14 december 1903, maar jammer genoeg mislukte deze. Later, op 17 december 1903 waagde Orville een poging, en dit was de eerste van de 4 succesvolle vluchten op die dag.

In 1904 werd de “Flyer no.2” gebouwd. Dit toestel kon men besturen en een baan laten beschrijven. In deze tijd duurde een vlucht maximaal 5 minuten. Maar dat werd snel veranderd, want in 1905 werd de “Flyer no.3” uitgevonden: hij kon maximaal 38 minuten in de lucht blijven en legde een afstand van maximaal 39 km af. De opvolger ervan was de “Flyer no.4”, waarvan er 7 voor 1908 werden gebouwd. Een daarvan werd naar Frankrijk gebracht en die werd daar vervolgens door Wilbur gedemonstreerd. De Europeanen die toekeken, waren erg verbaasd en wisten niet eens dat een vliegtuig bochten moest kunnen maken. Opeens had Frankrijk er veel belangstelling voor en hierdoor werd dit land het middelpunt van de luchtvaart. In 1907 lieten de gebroeders Voisins een “Henri Farman no.1” vliegen, met veel succes. Ze wonnen zelfs in 1908 Fr.50.000. Op 25 juli 1909 stak Louis Bleriot het kanaal tussen Frankrijk en Engeland over, van Calais naar Dover en hij deed over een afstand van 41 kilometer slecht 38 minuten. Dit leverde hem 1000 pond op van de krant The Daily Mail. Daarna werd in Frankrijk in het plaatsje Reims ‘s werelds eerst luchtrace gehouden. Dit was het begin van de modernere luchtvaart.

Het vliegen

Het kan haast een wonder worden genoemd dat een vliegtoestel van misschien wel ruim 395.000 kilo in de lucht blijft hangen. Toch is het heel simpel: het vliegtuig wordt gedragen door lucht. Water heeft een 'draagkracht'. Lucht heeft dat ook, want als het hard waait worden er allerlei dingen door de lucht opgetild en dan weggeblazen. Als het een beetje waait gaan kleinere dingen de lucht in. Dus hoe harder het waait hoe groter en zwaarder de dingen zijn die de lucht in gaan. Een vliegtuig gaat door de motoren vooruit. Als de motoren heel erg hard gaan blazen, stroomt al die lucht over de vleugels. De bovenkant van de vleugel is een beetje bol. Boven moet de lucht een langere weg afleggen dan onder de vleugel. De lucht komt achter de vleugel weer bij elkaar. Boven op de vleugel ontstaat een soort toestand, dat ook wel 'onderdruk' genoemd word. Hoe sneller de lucht gaat, hoe groter de 'onderdruk' word. Als de onderdruk zo groot is, kan hij in staat zijn het toestel op te tillen. Aan de vleugels van een vliegtuig zitten ook nog kleppen die er voor zorgen dat het vliegtuig omhoog of omlaag gaat, of langzamer of sneller. Het ene vliegtuig is zwaarder dan het andere, dus kun je bij het zwaardere vliegtuig twee dingen doen:

• 1. de vleugels groter maken;
• 2. de motoren sterker maken.

Vaak worden deze mogelijkheden allebei uitgevoerd. Met een hoge snelheid van lucht kan men dus iets laten vliegen.

De cockpit

De cockpit is het voorste gedeelte van een vliegtuig. Hier zit een piloot die het vliegtuig bestuurd. Daarvoor worden allerlei knoppen en schakelaars gebruikt. Oude cockpits zien er vergeleken met de moderne cockpits heel anders uit. Een vergelijking:

De cockpit vroeger

Vroeger zat de piloot niet erg comfortabel, want vliegtuigen hadden geen dak. De piloot en de passagiers hadden het erg koud en moesten dikke kleding aantrekken. Tegenwoordig is elk vliegtuig overdekt. De cockpits van vroeger zien er vergeleken met de moderne cockpits kaal uit. De nieuwe cockpits hebben allemaal knoppen. In de oude cockpits zat slechts een stuurknuppel (dat is een stuur in de vorm van een buis), een thermometer, een hoogtemeter, een snelheidsmeter en tot slot een stoel waar de piloot op kon zitten.

De cockpit nu

In moderne cockpits zitten heel veel knopjes en hendels: haast te veel om op te noemen. Hier volgt een opsomming van enkele belangrijke onderdelen in een cockpit:

• Twee stoelen. In de moderne cockpits heb je twee stoelen: een voor de piloot en een voor de copiloot. Een copiloot is een soort tweede vlieger die het stuur kan overnemen als er iets met de piloot gebeurd. De copiloot zit meestal naast de piloot.
• Gashendel. In een auto heb je een gaspedaal, maar in een vliegtuig heb je een gashendel. Net als in een auto, regel je met het gaspedaal hoe hard je gaat. In heel moderne vliegtuigen heb je een Fly by wire-joystick daarmee bestuur je het vliegtuig. De iets oudere vliegtuigen hebben daarvoor een stuur. Het stuur of Fly by wire-joystick zitten met riemen of kabels aan de vleugels en het hoogteroer verbonden. Met behulp van scharnieren aan de vleugels en het hoogteroer kan het vliegtuig van richting veranderen. Als de scharnieren bewegen beweegt de lucht om het vliegtuig en zo gaat het een andere richting op.

De motor

Elk vliegtuig heeft een motor om vooruit te komen. Er zijn verschillende soorten motoren. Een opsomming:

Propellers

Een propeller heeft twee tot vijf bladen, er zijn uitzonderingen zoals de Russische Antonov An76, deze propeller heeft maar liefst twaalf bladen. De propellers duwen de lucht naar achteren weg en daardoor wordt het vliegtuig naar voren getrokken.

Zuigmotoren

De eerste zuigmotor werd rond 1880 gebouwd. Ze werden toen voor auto’s gebruikt, later ook voor vliegtuigen. De zuigmotor die in een vliegtuig zit werkt hetzelfde als die van een auto, alleen drijft de motor nu geen wielen aan maar propellers. Een zuigmotor werkt doordat een mengsel van brandstof en lucht verbrand wordt. Daardoor worden zuigers in beweging gebracht en de zuigers laten de propeller dan draaien. En zo gaat het vliegtuig dan vooruit. Een zuigmotor weegt 112 kilo en levert 130 PK op.

Turbinemotoren

Een turbinemotor verbrandt brandstof en lucht ongeveer op dezelfde manier als een zuigmotor, alleen gaan daardoor geen zuigers op en neer maar gaat een enorme ventilator, een turbine genoemd, ronddraaien. Turbinemotoren werden voor het eerst in de Tweede Wereldoorlog gebruikt. De turbinemotor komt vooral bij passagiersvliegtuigen, militaire vrachtvliegtuigen en allerlei straalvliegtuigen voor.

Er zijn veel verschillende soorten turbinemotoren, een daarvan is de schroefturbine. Sommige propellers worden aangedreven door een schroefturbine. Een schroefturbine is een soort straalmotor, zie ook straalmotoren. Een schroefturbine weegt 363 kilo en levert 2000 PK op.

Straalmotoren

In 1937 werd de eerste straalmotor getest. Een vliegtuig met straalmotoren heeft geen propellers, het vliegtuig wordt naar voren geduwd door krachtige en hete uitlaatgassen van de motor. Een straalmotor zuigt de lucht aan de voorkant naar binnen. In de motor wordt de lucht samengeperst met behulp van een compressor. Daarna wordt de lucht in de verbrandingskamer verwarmd door hete brandstof. Nu gaat de hete lucht er heel snel uit. Dat is de straal. Vervolgens gaat het vliegtuig vooruit. Het eruit gaan van de hete lucht uit de motor heeft hetzelfde effect als een ballon met lucht erin die weg vliegt als je de ballon loslaat.

Luchthavens

Vliegvelden om mensen te vervoeren werden na de Eerste Wereldoorlog pas gebouwd. Het stelde toen nog niet veel voor: een groot grasveld met gebouwtjes er omheen, een hangar om vliegtuigen te repareren, en een paar lichten om vliegtuigen de weg te wijzen als het slecht weer was waren de enige dingen. Tegenwoordig is een vliegveld (luchthaven) meer, namelijk een heel netwerk van, startbanen en landingsbanen. Taxibanen zijn banen om het vliegtuig naar de startbaan te brengen. Een van de drukste luchthavens ter wereld is de O'Hare Airport in Chicago, want daar stijgen en landen per dag ongeveer 2000 vliegtuigen. Dat is per jaar 750.000 vliegtuigen en ongeveer 48 miljoen passagiers.

Bij iedere luchthaven staat een verkeerstoren die ervoor zorgt dat de vliegtuigen allemaal op tijd vertrekken en landen. Er wordt bijvoorbeeld gezegd dat er een startbaan vrij is en dat het vliegtuig daar naartoe kan worden getaxied. Een vliegtuig dat wil landen krijgt eerst te horen of dit wel mogelijk is. Als dit namelijk nog niet kan moet het vliegtuig rondjes blijven vliegen bij de luchthaven. Het wachten op een vrije baan wordt ‘stacken’ genoemd. Er kunnen soms wel drie vliegtuigen tegelijk staan te wachten, ofwel stacken. Dat gebeurd als volgt:

• 1. De drie (of meer) vliegtuigen vliegen boven elkaar rondjes.
• 2. Als het onderste vliegtuig te horen krijgt dat hij kan landen, stopt hij met het rondjes vliegen.
• 3. Nadat het onderste vliegtuig de cirkel waarin hij vloog heeft verlaten, schuiven de andere vliegtuigen een plaatsje op naar beneden.
• 4. Het tweede vliegtuig vliegt nu onderaan met daarboven vliegtuig drie en eventueel gevolgd door andere vliegtoestellen.

Wat er allemaal gebeurt als een vliegtuig stil staat
Als er een vliegtuig op de grond is moeten alle passagiers (meestal ongeveer 375) er uit en moet het vliegtuig worden bijgetankt, worden schoongemaakt, moet er nieuw eten en drinken in voor de volgende vlucht, enz. Dat moet allemaal binnen anderhalf uur gebeuren. Hier staan alle dingen op een rij die gedaan moeten worden:

• De toiletten moeten worden leeggemaakt;
• Het afval moet worden opgehaald;
• Het vliegtuig moet weer van drinkwater voorzien;
• Het vliegtuig moet van hapjes en maaltijden worden voorzien;
• Er moet stroom in het vliegtuig zitten;
• Er moet nieuwe brandstof in het vliegtuig zitten.

Als het vliegtuig op orde is, kunnen de passagiers arriveren en kan de vracht worden ingeladen. Eveneens gebeuren de volgende dingen:

• Een verrijdbare trap moet naar de ingang van het vliegtuig om de passagiers er in te laten;
• Hoogladers moeten worden neergezet om containers in het vliegtuig te laden er komt een bagagekarretje om de bagage in het vliegtuig te zetten;
• Tot slot moeten alle passagiers in het vliegtuig zitten zodat het vliegtuig kan opstijgen.

Opstijgen

Als een vliegtuig op wil stijgen, worden de banden door de wrijving zo heet dat ze in brand zouden kunnen vliegen. Daarom worden de banden niet met lucht gevuld maar met stikstof, want dat brand niet.

Ruimtevliegtuigen

Tegenwoordig worden er steeds meer ruimteschepen gemaakt. Deze vliegtuigen kunnen mensen en satellieten vervoeren. De satellieten worden achtergelaten, bijvoorbeeld in een baan rond de aarde, de mensen komen meestal nog goed en wel terug. Een ruimtevliegtuig stijgt meestal op met een brandstoftank, drie motoren en twee startraketten. Twee minuten na de opstijging, vallen de startraketten naar beneden. Zes minuten later wordt de ondertussen lege brandstoftank naar beneden gelaten. Huppelen op de maan:

• Een ruimteveer kan een heel zware lading naar de ruimte overbrengen. Het gewicht van vijf volwassen olifanten zou een ruimteveer gemakkelijk kunnen dragen.
• Een shuttle wordt de ruimte in geschoten met de kracht van ongeveer 140 jumbojets. Jumbojets zijn heel grote vliegtuigen die heel hard opstijgen. Als een jumbojet weer terug komt naar aarde worden de motoren niet gebruikt, dat is veiliger. Een landing van een jumbojet wordt met de computer geregeld.

Het Artemis Project

Het hoofddoel van dit project is om een verkenningsbasis op de maan te vestigen. Vanaf deze eerste basis zal men de maan onderzoeken om de beste plaatsen voor mijnbouw te vinden, en voor het creëren van een gemeenschap op de maan. Tijdens dit proces zullen de mensen die dat doen beginnen met commerciële reizen naar de maan. In het begin zullen het behoorlijk zware expedities zijn. Uiteindelijk is het de bedoeling dat de maan zal uitgroeien tot een prachtige plek, zodat er luxe reisjes in grote ruimtevliegtuigen kunnen worden gemaakt naar deze planeet.