Supersonische luchtacrobaten G-kracht

Supersonische luchtacrobaten



Margot de Kam | woensdag 10 april 2019


Het lichaam van de slechtvalk is in alle opzichten aangepast aan de duizelingwekkende snelheden die hij met zijn vliegkunst bereikt. Er komen tijdens het vliegen krachten tot 27G op het lijf!

foto: kiekjesdief.nl

G-krachten

Het gaat hier om de totale kracht die op een bewegend voorwerp werkt en die leidt tot een versnelling die wordt uitgedrukt in een bepaald aantal G, de vrijevalversnelling door zwaartekracht op aarde.

Hoe moeten wij mensen ons dat indenken?

Bij een versnelling van 5G is de totale kracht op een lichaam vijf keer zo groot als de normale kracht door de zwaartekracht: het voelt alsof het eigen gewicht vijf keer extra gedragen moet worden.
Een achtbaan mag snelheden voor het stijgen, vallen en remmen bereiken tot 5G.
In een snel bewegend voorwerp voelt het lichaam heel zwaar of juist heel licht. Gaat het wagentje van de achtbaan bijvoorbeeld omhoog, dan word je in de stoel gedrukt, zakt het bloed naar je voeten en voel je je zwaarder worden (positieve G-kracht).
Gaat het karretje in een vrije val naar beneden, dan stijgt het bloed naar je hoofd en geeft dat een gevoel van gewichtloosheid (negatieve G-kracht). Daar komen nog de bochten bij waar je in volle vaart tegen de zijkant van het karretje aan wordt gedrukt (zijdelingse G-kracht).
Ongetrainde mensen bezwijken onder krachten van boven de 5G.
Max Verstappen heeft in het bochtenwerk te maken met krachten tot 6G.
Astronauten in drukpakken hebben tot 15G doorstaan.
Slechtvalken , die met hun duikvluchten snelheden ver boven de 350 km halen en tegelijk moeten sturen en remmen krijgen dus met krachten te maken van 27G! Daar is hun lichaam op aangepast.


Aangepast skelet

De botten van vogels zijn hol en licht. Ze zijn aan de binnenkant bekleed met longweefsel: de vleugelbeweging tijdens het opstijgen veroorzaakt een luchtstroom die de beenderen vult met lucht en zo het opstijgen mogelijk maakt. Het skelet is licht : slechts 10 % van het totale lichaamsgewicht.
Ter versteviging, noodzakelijk voor de krachten die erop komen tijdens remmen en landen zijn aan de binnenkant van de holle botten tussenschotjes aangelegd.
Verder zijn wervels en bekken vergroeid en niet zo buigzaam als bij de mens. Anders zou de rug knikken, bij de snelheden die de valk doorstaat. De ribben overlappen elkaar, ook om stevigheid te geven aan de romp.

Borst- vleugel-, en staartspieren

Dit zijn de meest ontwikkelde spieren voor het vliegen van de slechtvalk. De borstspieren voor het op en neer bewegen van de vleugels. De vleugels zelf hebben ook vele spieren, met name aan de pols en vingers. Noodzakelijk om snelheid en richting razendsnel te kunnen aanpassen. Elke vliegveer kan aangepast worden!
Staartspieren worden gebruikt bij het vliegen om te sturen en te remmen.

Froona vertelt:

''Het kan ook zijn dat de slechtvalk tijdens de vlucht moet bijsturen. Dan moet er dus geremd worden door juist de weerstand in de vliegrichting te vergroten waardoor de koers afgebogen wordt. Dit kan b.v. door de vleugels te bollen om het lichaam, ruimte te laten tussen lichaam en vleugels waardoor de profielweerstand toeneemt. Bij snelheden van rond de 300 km/u de vleugels iets uit te zetten vraagt een formidabele spierkracht! Om ze gecontroleerd uit de stroomlijn te halen en ze ook in die stand te houden. De krachten die tijdens dat afremmen met de vleugels ook op het schoudergewricht komen te staan zijn 24 maal dat van een normale vlucht. En dat is naar menselijke standaard heel erg groot.''


Veren

Ook de veren zijn hol van binnen. En voor de stevigheid met tussenschotjes bekleed.
Froona vertelt:
''De veren van de slechtvalk hebben allemaal fijngetande randen waardoor de weerstand afneemt. Iets wat de vliegtuigindustrie heeft gecopieerd door vliegtuigvleugels een licht geruwd oppervlak te geven. Dit gaat turbulentie tegen.
De veren van de slechtvalk zijn harder dan van andere roofvogels, omdat ze op hele hoge snelheden vliegen en daarbij absolute controle moeten hebben over de veren. Loswapperende pluizige veren verstoren de stabiliteit en dus de aerodynamica.''

Meer lichaamsdelen van de slechtvalk hebben speciale aanpassingen voor de jacht en het snelle vliegen. Daarover later in volgende blogs.

Op onderstaande foto 2 slechtvalken tonen luchtacrobatiek