Desgevraagd: Vleugeltips besparen brandstof

Gemiddeld zou dat vijf procent brandstof besparen.

Prof.dr.ir. Michel van Tooren van de afdeling design of air- and rotorcraft van L&R ziet weinig in het plan van de vliegtuigbouwers. “Het ziet er stoer uit, zo’n morphing winglet, maar meestal heb je er niets aan.”
Er bestaan volgens de hoogleraar veel misverstanden over winglets. “Het is waar dat ze de turbulentie aan de vleugeltips verminderen. Maar de turbulentie neemt nog meer af als je de vleugel langer maakt. Dus als je de winglet helemaal plat zou kunnen leggen, is dat voordeliger.”
Het is wel slim om winglets te plaatsen op bestaande vliegtuigen, want de vleugels van die toestellen kun je niet langer maken, redeneert de vleugelexpert. “Maar als je toch een nieuw vliegtuig ontwikkelt, geef hem dan langere en slankere vleugels in plaats van winglets.”
Alleen de A380 zou volgens Van Tooren buigbare vleugeltips kunnen gebruiken. Dat toestel heeft een spanwijdte van maar liefst tachtig meter. Dat is de maximale grootte die op vliegvelden is toegestaan. Dat toestel kan dus alleen met langere vleugels uitgerust worden als hij ze op het vliegveld een stukje kan ombuigen. Als kleinere vliegtuigen toch uitgerust worden met buigbare vleugeltips heeft dit maar één voordeel: ze worden minder door elkaar geschud bij ruig weer.
De methode die Boeing aandraagt om de tips te morphen – door middel van geheugenmetalen – noemt Van Tooren een ‘Doctor Snuggles-methode’. “Die metalen nemen bij verschillende temperaturen een andere vorm aan. Vijftien jaar geleden was dat een hype. Maar het werkt maar een paar keer. Bovendien moeten vliegtuigen rekening houden met buitentemperaturen variërend tussen de 72 en de min 50 graden Celsius. Ik ben benieuwd hoe ze dat willen oplossen.”
“Ze moeten de vleugeltips draaien”, adviseert hoogleraar aerospace structures prof.dr. Zafer Gürdal (Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek). In zijn vorige baan op Virginia Tech deed hij al onderzoek naar vormveranderende structuren, en bij zijn verhuizing naar de TU heeft hij dat onderzoek aangehouden. Afgelopen jaar deed zijn groep een demonstratie met een ‘morphing’ vleugel op een modelvliegtuigje. Niet de vleugeltips bewogen, maar de hele vleugel draaide om de lengteas. Een scharnierende vleugeltip spreekt Gürdal niet zo aan – ze zouden de tip moeten laten draaien om de as. Dat vereist natuurlijk wel een ingewikkelder mechanisme. Op- en neer bewegen van de tip kan het best met een elektrisch aangedreven schroefdraad, maar morphing vraagt om geavanceerdere zaken als piëzo-elektrische materialen die onder elektrische spanning vervormen.
Heeft de bewegende vleugel de toekomst? “Och, er zijn heel wat dingen verzonnen in de loop van de tijd”, beschouwt Gürdal. “Als een oplossing praktisch werkt, neemt iedereen het over. Meer vérgaande ideeën sterven vaak een natuurlijke dood, of worden in een heel ander onderzoeksgebied gebruikt. Je weet nooit hoe het loopt. Ik stimuleer mijn studenten in elk geval om met nieuwe ideeën te blijven komen.”