What's on your CTRL+V?

[Unome]

A google drive folder link (to use in a folder-copying script).

[kenniky]

x
x x
x
x
x
yes x x x


x x
x

[windu34]

YawServo.writeMicroseconds(Yaw[numTimesCalled[4]] += 1);

[me-myself_i]

[moumantai]

https://www.warbyparker.com/eyeglasses/women

I'm looking for some new glasses frames to go with my new lenses!

[me-myself_i]

This may not have any negative effect to the story, but is great example of hastiness in said by a character.

[NeBH]

eff.org

[daydreamer0023]

http://scioly.club/tests

[ericlepanda]

Wouter de Wilt
Niek van der Grift
Tim Menue










Inhoud
Inleiding 3
Geschiedenis 4
Belangrijke personen in de geschiedenis van de hovercraft: 5
Gebruik van een hovercraft: 6
De toekomst van de hovercraft: 7
De rok 9
Ontwerpcyclus Hovercraft 18
Ontwerpdoel 18
Programma van eisen 18
Uitwerkingen 19
Massa 20
Rok 21
Propeller 23
Besturing 25
Motor 26
Bedrading 27
Ontwerpvoorstel 28
Realiseren / Testen 29
Stappenplan: de bouw van onze hovercraft 32
Het verzamelen en kopen van de benodigdheden 32
Het maken van de body 32
Het maken van de rok 33
Het creëren van een lift 33
Voortstuwing en het roer 33
De techniek 34
De motoren op de juiste plek monteren 35
De servo monteren 35
De gewichtsverdeling 35
De afwerking 36
Experimenteren met de hovercraft 36
De snelheid en de remweg 36
Formule van Bernoulli 39
Conclusie 41
Reflectie 42
Bibliografie 42
Logboek 46
Afbeeldingen 51
Bijlage: het fotoverslag 52
Voorwoord
In het maken van een profielwerkstuk gaat veel tijd zitten en het cijfer dat we hiervoor behalen wordt samen met Algemene Natuurwetenschappen (ANW) en maatschappijleer (ML) een cijfer op ons diploma. De onderwerpkeuze is bij een groot project als het profielwerkstuk dus erg belangrijk.
Om te beginnen wilde wij het profielwerkstuk graag uitvoeren voor een exact en praktisch vak. Om tachtig uur per persoon te besteden aan informatie verzamelen en het typen van een verslag leek ons niks. Wij hebben daarom voor natuurkunde gekozen, bij dit vak zagen wij de mogelijkheid om de theorie te combineren met een praktisch onderdeel.
Na een uurtje brainstormen leek het ons erg leuk om een product te maken waar we na het maken van het profielwerkstuk ook nog van kunnen ‘genieten’. Het plan was dus om een tastbaar en daarnaast ook nog origineel product te maken. Wat wij ook belangrijk vonden bij onze onderwerpkeuze is dat veel mensen nog niet bekend zijn met het product. Hierbij werd meteen gedacht aan verschillende originele en niet al te voor de hand liggende vervoersmiddelen. Hierbij werd er meteen gedacht aan een ‘drone’ (dit is een onbemand luchtvaartuig die van afstand wordt bestuurd) of een ‘hovercraft’ (dit is een amfibievoertuig die zich onderscheid van andere voertuigen door dat hij als het ware over het oppervlak ‘zweeft’).
Onze voorkeur is uiteindelijk gevallen op de hovercraft, omdat dit een voertuig is met vele verschillende mogelijkheden.

Niek van der Grift
Wouter de Wilt
Tim Menue


Inleiding
Zoals eerder vermeld , is een hovercraft een amfibievoertuig. Dit houdt in dat hij zichzelf, aangevuld met eventueel personen of goederen, zowel over land als over water kan vervoeren.
Door middel van ons onderzoek wordt de lezer alles bijgebracht over de geschiedenis en verschillende technieken van de hovercraft. Hoewel de hovercraft al een tijdje bestaat zien we hem nog niet vaak terug in het dagelijks leven, toch wordt hij in verschillende sectoren al volop gebruikt. 
Ons profielwerkstuk zal bestaan uit twee onderdelen, een praktisch onderdeel en een theoretisch onderdeel.
In het theoretisch deel van ons profielwerkstuk wordt er op verschillende manieren onderzoek gedaan naar de hovercraft. Het is de bedoeling dat de lezer na het lezen van het onderzoek de volgende vragen kan beantwoorden:

Hoe is de hovercraft, zoals we hem nu kennen, door de jaren heen ontwikkeld?
Welke technieken worden er gebruikt om een hovercraft optimaal te laten functioneren?

Daarnaast bevat ons profielwerkstuk dus ook een praktisch gedeelte. Dit zal bestaan uit het bouwen van een hovercraft, die door middel van een afstandsbediening bestuurd kan worden. Van te voren zullen wij samen bedenken en uitwerken op welke manier en met welke materialen onze hovercraft de beste ‘prestaties’ kan leveren. Als de bouw van onze hovercraft met succes is voltooid, zullen wij hiermee enkele proeven uitvoeren. Hiermee wordt getest of de eisen die van tevoren aan onze hovercraft zijn gesteld, behaald zijn.
Het doel van het praktisch deel van ons profielwerkstuk is om een goed werkende hovercraft te bouwen die voldoet aan de vooraf gestelde ontwerpeisen.



Geschiedenis
Algemene geschiedenis van de hovercraft:
Ver voor de bouw van de eerste hovercraft werd er al wel nagedacht om de weerstand van een voertuig te verminderen door een dunne luchtlaag tussen het oppervlak en de romp te creëren. De eerste man in de geschiedenis die hierover nadacht was de Zweedse wetenschapper Emanuel Swedenborg. Hij was zijn tijd ver vooruit en had in het jaar 1716 al ideeën over de bouw van een hovercraft. Hij was zelfs al zo ver dat hij een ontwerp had gemaakt (Stuff of Genius, 2013) (Infonu.nl). Pas anderhalve eeuw later kwam er een vervolg op de ideeën van Swedenborg: Sir John I. Thornycoft kreeg een patent op de uitvinding om een luchtlaag te creëren tussen het oppervlak en de romp van het voertuig. Deze nieuwe ontdekking leidde nog niet direct tot de bouw van een hovercraft. 
De volgende persoon die een bijdrage heeft geleverd aan de ontwikkeling van de hovercraft zoals we hem nu kennen is Konstatin Tsiolkovsky: hij schreef het hele idee van een hovercraft, hoe de technieken precies werkten, uit en publiceerde dit in 1927 (Hannum, 2013).
Voor het begin van de hovercraft gaan we terug naar het jaar 1953, (Claessen) Cristopher Cockerell bouwde in dat jaar de eerste hovercraft, al was dat nog maar een prototype. Cockerell werd geïnspireerd door de beelden die hij van D-Day had gezien. Tijdens D-Day vielen de geallieerden Normandië binnen tijdens de Tweede Wereldoorlog om Europa te bevrijden van Hitler. Tijdens deze dag vielen er veel doden onder de geallieerden, omdat deze het land probeerde te bereiken. De boten van de Amerikanen konden namelijk niet tot dicht bij het strand naderen. Volgens Cockerell konden er levens gespaard worden wanneer de boten tot het strand zouden kunnen naderen of als ze zelf zo het strand op zouden kunnen.
Ook zocht hij naar een manier om de grote weerstand, die bijvoorbeeld een boot ondervindt van het water, te omzeilen. Door voort te borduren op het idee van Sir John I. Thornycoft kon Cockerell beide doelen proberen na te streven. Echter, het begin van de hovercraft verliep niet vlekkeloos en Cockerell werd gedwongen zijn ideeën te verkopen om de onderzoeken zo verder te kunnen financieren. Het was het bedrijf Saunders-Roe dat in 1958 de eerste echte hovercraft bouwde en
een jaar later stak deze het Kanaal over (Wikpedia, 2014) (Hannum, 2013). Aan de eerste hovercrafts
ontbrak nog al wat waardoor het nog niet een erg praktisch en veel gebruikt vervoersmiddel was. Een van de nadelen was dat de hovercraft erg gevoelig was voor obstakels, veel golven of de overgang van bijvoorbeeld zee naar land verliep niet soepel. In de loop der jaren is hier een oplossing voor bedacht: aan de onderkant van het voertuig werd een ‘rok’ (meestal wordt de Engelse benaming ‘skirt’ gebruikt) bevestigd. Door deze rok kan de hovercraft beter zweven boven het oppervlak. In het subhoofdstuk ‘Techniek’ wordt er meer verteld over hoe dit in de praktijk in zijn werk gaat.
Belangrijke personen in de geschiedenis van de hovercraft:
Emanuel Swedenborg was een Zweedse filosoof, wetenschapper en theoloog. Hij leefde in een periode die de verlichting werd genoemd: de mensen gingen in die periode meer waarde hechten aan waarnemingen en gingen niet meer blind af op wat de kerk beweerde (Swedenberg Foundation, 2013). Emanuel kwam uit een vooraanstaand gezin: ze waren van Adel. De vader van Swedenborg was een professor aan de Universiteit van Uppsala en bisschop. Dit maakte het voor hem mogelijk om verschillende wetenschappelijke studies af te ronden. Hij was erg belangrijk in de scheepsbouw. Hij ontwierp bijvoorbeeld al een onderzeeër en een hovercraft voordat de rest van de wereld wist dat dit vervoersmiddel bestond. Het was echter niet alleen de wetenschap waar Emanuel zich mee bezig hield, hij was ook geïnteresseerd in spiritualiteit: Emanuel probeerde een rationele verklaring te vinden voor de werking van ons ziel. Hier over publiceerde hij talloze boeken en werken, allen in het Latijn geschreven (Swedenberg foundation, 2013).

Sir John Isaac Thornycroft was een Britse scheepsbouwer die een belangrijke pion was in de ontwikkeling van de hovercraft. Hij heeft zijn ideeën echter nooit kunnen realiseren in de vorm van een hovercraft, echter heeft hij de basis gelegd voor de techniek van de hovercraft. Scheepsbouwers die later leefden, hebben dankbaar gebruik gemaakt van de inspanningen die in de bovenstaande paragraaf staan uitgewerkt. Vanaf zijn geboorte in 1843 hield John zich al bezig met de scheepsbouw. Hij maakte al naamsbekendheid toen hij zestien jaar oud was, namelijk met de bouw van een kleine stoomboot. Ook was John Isaac Thornycroft de oprichter van ‘the Thornycroft shipbuilding company’. Hij richtte dit bedrijf op in 1866 en onder naam van zijn bedrijf ontwikkelde John Isaac verschillende schepen. Honderd jaar na de oprichting, in 1966 fuseerde het bedrijf van Thornycroft met ‘Vosper & Company’. De naam Thornycroft verdween helemaal van de markt toen het gefuseerde bedrijf ‘Vosper Thornycroft’ in 2010 werd overgenomen door ‘Babcock International’ (The Edditors of Encyclopedia Brittanica)

Konstatin Tsiolkovsky is een Russische wetenschapper die zich vooral bezig hield met de raketbouw. Hij wordt daarom ook gezien als een van de belangrijkste grondleggers van het mogelijk maken van ruimtereizen. Naast deze belangrijke bijdrage aan de (raket)wetenschap heeft Tsiolkovsky zich ook bezig gehouden met de techniek van een hovercraft. In de periode 1921 – 1928 produceert hij een werk over de hovercraft, namelijk hoe de techniek van het op dat moment nog onbekende en niet gebouwde voertuig volgens zijn mening in elkaar stak. Latere voertuigbouwers maakte dankbaar gebruik van zijn inspanningen (Nasa, 2010) .

Christopher Cockerell is een Britse ingenieur en hij is de ontwikkelaar van de allereerste hovercraft. Hij bouwde al op jonge leeftijd zijn eigen radio en hij automatiseerde zijn moeders naaimachine. Cockerell zijn vader was niet onder de indruk van het werk van zijn zoon, dit kwam omdat hij niet zo geloofde in de wetenschap, maar meer in kunst en literatuur. Cockerell studeerde aan de universiteit werktuigbouwkunde en radio- en elektrotechniek in zijn geboorteplaats Cambridge7). Vervolgens is hij gaan werken met radarsystemen, hij kwam er echter achter dat dit hem niet zoveel interesseerde en daarom vertrok hij. Toen begon hij met het beheren van een haven (Stuff of Genius, 2013). En hier kwam hij op het idee om de weerstand van boten te verminderen. Hier begon zijn interesse in het bouwen van een hovercraft en in 1958 stak zijn ontwerp het kanaal over.

Daniel Brenouilli is een Zwiterse wiskundige en natuurkundige die is geboren in Groningen in het jaar 1700. Hij heeft niet direct bijgedragen aan de ontwikkeling van de hovercraft, maar hij heeft de wet van Bernoulli ontwikkeld. Deze wet is een constante die ook geldt bij de druk in de rok van de hovecraft. Verder in het profielwerkstuk is te zien wat deze wet van Bernoulli precies inhoudt. (Hendriks, Bewijs van de wet van Bernoullie)
Gebruik van een hovercraft:
De SR.N1 was de eerste hovercraft die in 1959 het kanaal tussen Calais en Dover overstak. In deze tijd was men nog aan het testen of het idee van ‘zweven over het water’ überhaupt realiseerbaar zou zijn. Deze hovercraft had dus niet echt een functie, maar hij diende als test: is het mogelijk om een hovercraft als vervoersmiddel te gebruiken?
De hovercraft wordt ook gebruikt in het leger. Het is namelijk een uiterst geschikt en snel vervoersmiddel. Doordat de hovercraft een amfibievoertuig is (een voertuig die zich zowel over land als over water kan vervoeren), kost het vervoeren van soldaten en andere militaire voertuigen weinig tijd. De middelen die vervoerd worden hoeven namelijk niet nog een keer overgeplaatst te worden van een truck naar een boot, die zich alleen maar over water kan vervoeren. Amerika was een van de eerste landen dat hovercrafts inzette in het leger, namelijk in de Vietnam oorlog. Een andere grootmacht als het gaat om oorlog voeren, Rusland, heeft het grootste arsenaal aan hovercrafts beschikbaar voor hun leger (Wikipedia, 2014).
Doordat de hovercraft een mobiel en veilig voertuig is, wordt hij ook gebruikt bij verschillende
reddingsoperaties. Dit is veiliger dan het gebruik van andere voertuigen bij dit soort operaties omdat de hovercraft geen last heeft van de ondergrond. Bij reddingsoperaties op bijvoorbeeld ijs wordt het risico vermeden dat het ijs breekt. Ook bij een gladde ondergrond, bijvoorbeeld bij sneeuw, wordt het risico op ongelukken kleiner bij het gebruik van een hovercraft, de hovercraft zal namelijk niet gaan slippen (Neotric Hovercraft, Icl., 2003) (Hovertechnics inc., 2012)
Hovercrafts worden de laatste jaren steeds meer gebruikt in de recreatie en sport branche. Steeds meer mensen (met te veel geld) schaffen een hovercraft aan in plaats van een boot als recreatie. Er worden in verschillende landen ook races en evenementen georganiseerd voor hovercrafts. In het Verenigd Koninkrijk is er een organisatie: The Hovercraft Club of Great Brittain, die dit soort dingen organiseert voor private hovercraftgebruikers (The hovercraft club ).
Verder kan het principe van de ACV ook op andere manieren worden ingezet, dit hoeft niet per se te zijn in de vorm van een voertuig zo als wij die kennen: een voertuig om mensen of goederen te vervoeren over zowel land als zee. Zoals eerder is verteld zweven deze voertuigen als het ware over het oppervlak. De massa die drukt op de ondergrond is dus veel kleiner dan wanneer bijvoorbeeld een vrachtwagen goederen vervoerd. Om hele zware goederen over bijvoorbeeld een zwakke brug te krijgen is het dus veel handiger om bijvoorbeeld een enorme hovercraft te gebruiken voor het vervoer van deze goederen. Op deze manier wordt de brug niet belast en is het mogelijk om objecten met een enorme massa onder alle omstandigheden en over ieder soort wegdek te vervoeren. Massa’s tot tweehonderd ton kunnen op deze manier veilig worden verscheept (Yun, L)
De toekomst van de hovercraft:
In de bovenstaande voorbeelden waar de hovercraft voor wordt gebruikt wegen de voordelen, voornamelijk de inzetbaarheid op alle ondergronden, op tegen de nadelen. Maar de hovercraft is nog niet echt opgenomen in ons hedendaagse leven. Het wordt nog een beetje gezien als een ‘science fiction’ voertuig en dit terwijl het toch alweer ruim een halve eeuw geleden is sinds de eerste hovercraft het kanaal tussen Calais en Dover overstak. Voordat de hovercraft ook echt als privé-vervoersmiddel gebruikt kan worden, moet er nog het een en ander gebeuren. Zo is een hovercraft niet wendbaar genoeg en heeft hij een heel grote draaicirkel. Dit heeft als oorzaak dat het voertuig niet echt grip heeft op de ondergrond, het maakt namelijk geen contact met de ondergrond. In het huidige verkeer zou een hovercraft daarom heel gevaarlijk zijn. 
Er zijn wel al enkele ideeën over hovercrafts in de toekomst en hiervan zijn ook al prototypes gemaakt. Hier boven zijn een paar voorbeeld zichtbaar, de hovercraft afgebeeld op afbeelding 6 is volop in ontwikkeling en het plan is dat deze hovercraft vanaf 2017 te koop is. Alleen dan blijft het altijd nog de vraag in hoeverre deze hovercraft kan worden gebruikt op de weg.
Als we het voor elkaar kunnen krijgen om de hovercraft wendbaarder te maken, kan de hovercraft net als een auto gewoon deelnemen aan het verkeer. Om dit te realiseren moeten er eerst een aantal gegevens verzameld worden:
Waar hangt de draaicirkel van een hovercraft van af?
Om te beginnen is het zwaartepunt van de hovercraft belangrijk voor de draaicirkel. Hoe verder het zwaartepunt naar voren van de hovercraft zit, hoe moeilijker het voor het voertuig is om te draaien. 
Een tweede belangrijke factor voor de draaicirkel is de massa van de hovercraft: hoe groter de massa, hoe groter ook de draaicirkel zal zijn.
Hoe kunnen we deze problemen oplossen?
De eerste oplossingen liggen voor de hand: zo kan het zwaartepunt worden beïnvloed door bijvoorbeeld de plek van de motoren en propellers. Het zwaartepunt zal zo naar achter worden geplaatst dat het ten goede komt van het draaipunt, maar dat het de andere prestaties niet te veel (in negatieve zin) beïnvloedt.
Ook voor het tweede probleem, de massa, is er al een oplossing: er zullen materialen gebruikt moeten worden die nog lichter zijn. 
Tot slot is er nog een oplossing die los staat van de problemen die in het bovenstaand stuk staan genoemd. De propellers kunnen namelijk anders geplaatst worden of er kunnen meer propellers gebruikt worden. Wanneer er op iedere hoek van een hovercraft een propeller zal komen, wordt het mogelijk gemaakt dat de hovercraft om zijn eigen as kan draaien. Dit zal de wendbaarheid ten goede komen en zo kunnen er scherpe(re) bochten gemaakt worden.Techniek.
Allereerst zal de werking van de hovercraft abstract worden uitgelegd. Daarna zal het wat meer gespecificeerd worden:
“Door middel van de lucht die de motoren aanzuigen, wordt de rok aan de onderkant van de hovercraft gevuld met lucht. Er komt nu een bepaalde druk onder de rok waardoor het voertuig een stukje boven het oppervlak zweeft en als gevolg hiervan heeft de hovercraft bijna geen weerstand en kan hij hoge snelheden bereiken.” (Claessen).

De weerstand die de hovercraft ondervindt, is luchtweerstand. De luchtweerstand kan worden verminderd door aerodynamica maar, er blijft altijd luchtweerstand over. De aerodynamica van een hovercraft kan verhoogd worden door het contactoppervlak van de hovercraft met de lucht zo klein mogelijk te maken.
De hovercraft komt in de lucht door doordat er een laagje lucht onder de hovercraft wordt gepompt. In de rok rondom de hovercraft zitten kleine gaten. Omdat de lucht nergens heen kan gaat de lucht door deze gaten en vult de rok zich als een ballon. Als de rok vol zit loopt de lucht via andere gaten weer uit de rok. De hovercraft gaat dan omhoog. De hovercraft kan enkele centimeters omhoog komen. Door de rok gaat de hovercraft hoger dan zonder rok en de hovercraft kan daardoor beter over obstakels, zoals golven en stenen, heen. Dit kan omdat de rok een kussen creëert die de klappen van obstakels opvangt. Voordat de rok onder de hovercraft werd geplaatst ging alle lucht uit de motoren verloren. Door de rok kan de hoeveelheid lucht die verdwijnt beperkter worden en daardoor is de rok efficiënt.

De rok
Er zijn 3 soorten rokken, te weten: de bag-skirt, de fingered-skirt en de bag-fingered-skirt. Elke rok heeft zijn eigen voor en nadelen en het ligt aan het doeleinde van de hovercraft welke rok wordt gebruikt (The Black Crusader) (Infonu.nl).

De bag-skirt is het simpelst. Vanuit de motoren in de body wordt lucht naar rok geblazen, waardoor de rok wordt opgeblazen tot een grote binnenband(afbeelding 8). Als de rok vol zit gaat de lucht er aan de onderkant weer uit. De onderkant van de rok is geperforeerd. De lucht komt dan onder de body terecht (afbeelding 9). De luchtdruk onder de hovercraft wordt groter dan de luchtdruk om de hovercraft heen. Hierdoor komt de hovercraft de lucht in. De bag-skirt is redelijk stabiel en wordt daarom vaak gebruikt voor personenvervoer.

De fingered-skirt werkt ongeveer hetzelfde als de bag-skirt. Het enige verschil is dat de rok van de fingererd-skirt is opgebouwd uit losse segmenten, vingers genaamd. Het voordeel hiervan is dat de ‘vingers’ los van elkaar vervangen kunnen worden. Deze rok wordt daarom vaak gebruikt bij racehovercrafts. De hovercraft kan dan weer snel terug de race in. Vanuit de body wordt weer lucht naar de rok gepompt. Alle segmenten vullen zich en als ze vol zijn, komt de lucht door kleine gaatjes weer onder de body terecht. De fingered-skirt is minder stabiel maar extra snelheid komt ervoor terug.

De bag-fingered-skirt is zoals de naam al zegt een combinatie van de bag- en fingered-skirt. De bovenkant van de bag-fingered-skirt is hetzelfde als de bag-skirt alleen zijn er onderop kleine vingers gemonteerd. De vingers zijn kleiner dan op de fingered-skirt maar groot genoeg om kleine obstakels te overwinnen. Wanneer de obstakels groter worden kunnen deze alsnog worden opgevangen door de bag. De werking is hetzelfde als bij de andere twee rokken. Deze rok wordt vaak gebruikt voor grote hovercrafts.



Naast de rok heeft de hovercraft natuurlijk ook andere onderdelen. De motor is even belangrijk als de rok. In onze, en de meeste hovercrafts, zitten twee motoren. Een liftmotor en een thrust motor. Kleine hovercrafts kunnen een motor gebruiken waarbij een gedeelte van de lucht die de liftmotor genereerd, omgeleid wordt naar een propeller op de achterkant van de hovercraft. Normaal zorgt de thrust motor voor de aandrijving van de propeller. Een hovercraft kan meerdere propellers hebben, dit wordt vaak alleen gebruikt bij hele grote hovercrafts zoals de hovercraft die tussen Denver en Calais als veerboot diende (Wikipedia, 2014).

De motor zuigt lucht aan en pompt dit onder de body. Als dit gebeurt neemt de luchtdruk onder de hovercraft toe. De hovercraft komt hierdoor omhoog. Als er dan lucht toegevoerd blijft worden, kan de hovercraft in de lucht blijven. De motoren die de lucht aanzuigen zijn de liftmotoren. Het woord lift zegt het al. De liftmotor zorgt voor een beweging omhoog of omlaag. De thrust motor zorgt voor de voorwaartse verplaatsing. Thrust is letterlijk vertaald stuwkracht. Als de hovercraft door de liftmotor omhoog gebracht is kan de thrust motor de hovercraft voor of achteruit verplaatsen. Om de hovercraft voor en achteruit te laten verplaatsen moet de proppeller twee kanten op kunnen draaien. Dit is bij onze hovercraft niet het geval. Om de propeller twee kanten op te laten is er een ingewikkeld en duur systeem nodig.

Een hovercraft kan op meerdere manieren bestuurd worden (Infonu.nl). Er kan een roer worden gebruikt dat achter de motor wordt geplaatst, de motoren kunnen zelf draaien of twee motoren van de hovercraft kunnen afzonderlijk van elkaar draaien.

Als er een roer wordt gebruikt, wordt deze vlak achter de voorstuwingsventilator geplaatst. Hoe verder het roer naar achter staat des te groter de draaicirkel is. De luchtkracht neemt af als verder weg van de ventilator wordt gegaan. Men kan ook gebruik maken van roeren op de hoekpunten aan de achterkant van de hovercraft. Dit heeft als nadeel, dat deze roeren heel groot moeten zijn om de hovercraft snel te laten draaien.

Bij het gebruik van meedraaiende motoren is er wel een kleine draaicirkel maar dit heeft ook gevolgen. De extra motoren die gebruikt worden voor het sturen, leveren extra gewicht op. Daarom wordt deze stuurtechniek alleen gebruikt op grote hovercrafts zoals degene tussen Calais en Dover (Wikipedia, 2014).

Bij twee los van elkaar draaiende motoren is het voordeel dat de motoren niet precies evenveel kracht nodig hebben en dat ze qua bedrading los van elkaar liggen. Het nadeel is alleen dat de draaiing hovercraft pas na enige tijd later plaats vindt nadat de stuurbeweging is ingezet. De ene motor moet namelijk uitgaan of de tweede motor moet harder gaan draaien. Hierdoor duurt het langer voordat je draait.

Bij de hovercraft komen natuurlijk ook natuurkundige formules kijken. De formules die wij gebruiken zijn:
(Verkerk & Broens, 2008)



(natuurkunde.nl)





De opwaartse kracht is de kracht die de liftmotor uitoefent om de grond. De kracht werkt eigenlijk naar beneden maar door de derde wet van Newton oefent de grond ook een kracht uit op de lucht die naar beneden wordt gepompt. Hierdoor gaat de hovercraft omhoog. De spoed is de afstand die een proppeller aflegt in een omwenteling. Dit is de omtrek van de propeller. Deze is te berekenen met de formule: . Met r als straal van de propeller.

Als de hovercraft niet volledig van de grond komt werken er meer krachten dan als de hovercraft wel volledig van de grond komt.


Als de hovercraft volledig van de grond komt is de zwaartekracht even groot als de opwaartse kracht.

Als de hovercraft niet volledig van de grond komt werkt er een normaalkracht op de hovercraft. Deze kracht wordt uitgeoefend door de aarde. Als de hovercraft zich voorwaarts gaat verplaatsen ontstaat er wrijving tussen de grond en de hovercraft. Deze weerstand noemen wij de Fgw.




In de formules en dus voor het gebruik van de hovercraft is de druk erg belangrijk.
Er zijn drie soorten druk:
Statische druk;
Dynamische druk;
Totale druk;

De statische druk (ps ) is afhankelijk van de hoogte, snelheid heeft geen invloed. Als de hovercraft op de grond staat is er nog steeds statische druk. Des te hoger de hovercraft, des te lager de druk.

De dynamische druk (pd) is de druk die de lucht uitoefent op de hovercraft. Dit is de luchtdruk. Is als de hovercraft sneller gat is de dynamische druk ook groter. Zonder snelheid is er geen dynamische druk.

De som van de dynamische druk en de statische druk is de totale druk.

Om achter bepaalde waardes uit de formules te komen zijn experimenten nodig. Waardes die we niet zomaar kunnen bedenken zijn:
De Druk (statisch, dynamisch en totaal);
Het frontaal oppervlak;
De luchtweerstandscoëfficiënt;
Grondweerstandscoëfficiënt.

Deze vier waardes zijn wel te verkrijgen uit experimenten. Dit zijn gedachte experimenten geworden omdat wij niet over de juiste middelen en tijd beschikten.

1. De druk
Omdat er verschillende soorten van druk zijn, zijn er ook verschillende experimenten nodig (infonu.nl).
A.
De statische druk is te bepalen met een statische poort. Een statische poort is een meetinstrument dat aan de zijkant van een vliegtuig en in ons geval hovercraft zit (Infonu.nl). Er zit aan beide kanten van het vliegtuig een gat (Afbeelding 14). Hiertussen loopt een buis of een slang. Deze statische poorten zitten meestal op het breedste punt van de romp van het vliegtuig. In de holle buis tussen de poorten zit een membraandoos. Als het vliegtuig van hoogte verandert, verandert de druk. Als de druk afneemt zet de membraamdoos uit. Als de membraamdoos uitzet gaat een tandwiel draaien. Dit tandwiel is aangesloten op de hoogtemeter (Afbeelding 15). Met de hoogte kan de statische druk bepaald worden (Onbekend, 2007).









B.
Dynamische druk is niet met een experiment te bepalen. De totale druk wel, dit kan doormiddel van een pitotbuis. Een pitotbuis staat evenwijdig aan de vliegrichting. Hierdoor is de totale druk beïnvloedbaar door de snelheid van het vliegtuig (Hendriks).

Zoals te zien is in de afbeelding hierboven stroomt er lucht de buis in. De U-vormige buis, is de pitotbuis. De pitotbuis is gevuld met een vloeistof. Omdat vliegtuigen in de lucht door een lage temperatuur vliegen moet de vloeistof in de pitotbuis een laag vriespunt hebben. Een van de twee openingen van de pitotbuis moet in de stroomrichting gebogen zijn. De andere opening moet er haaks op staan. Als in ons geval lucht door de buis gaat, verplaatst de vloeistof zich. Met het hoogteverschil tussen de vloeistoffen kan met behulp van deze formule de druk worden uitgerekend:

= de dichtheid van de vloeistof in kg/m3
g = de graviteitsversnelling in m/s2
h = het hoogteverschil tussen de vloeistoffen
p = de druk in pascal
Het drukverschil is het verschil tussen de druk in de buis en druk van de buitenlucht. De druk van de buitenlucht is altijd 100.000 Pascal. De druk in de buis is dan de totaaldruk.

C.
Om de dynamische druk uit te rekenen moet men de statische druk van de totale druk aftrekken.



2. Het frontaal oppervlak
Het frontaal oppervlak is op meerdere manieren te bepalen. Zo kan het frontaal oppervlak worden bepaald als de hovercraft af is. De motoren moeten ook al kunnen werken. Als dit zo is moet men de lift motor op vol vermogen draaien. De rok vult zich en het frontaal oppervlak is dan op zijn grootst. Zet een lamp in het midden voor de hovercraft en hang achter de hovercraft een papier van een meter bij een meter op. De massa van dit vel papier moet bekend zijn. Als de lamp aanstaat, ontstaat er een schaduw van de hovercraft op het papier. Deze schaduw moet worden overgetrokken. Als het overtrekken klaar is, kan men het gedeelte waar de schaduw zit uitknippen. Het uitgeknipte vel is het frontaaloppervlak, dit moet worden gewogen. De massa van het uitgeknipte vel gedeeld door de massa van het totale vel keer honderd procent is het massapercentage van het totale vel. Het massapercentage komt overeen met het oppervlaktepercentage. Als het oppervlaktepercentage bekend is het frontaal oppervlak bekend.


3. De luchtweerstandscoëfficiënt
De luchtweerstandscoëfficiënt is te bepalen in een windtunnel. De hovercraft wordt in een windtunnel geplaatst met daaraan een newton meter. De snelheid van de wind kan men zelf bepalen. Door de formule om te schrijven naar
.
In het vorige experiment is het frontaal oppervlak bepaald. In dit experiment gebruiken we het oppervlak als constante De dichtheid is ook een constante. De Flw wordt bepaald met een Newton meter. De snelheid wordt zelf ingesteld. Met al deze gegevens kan de luchtweerstandscoëfficiënt worden uitgerekend. In het onderzoek moet de luchtweerstands-coëfficiënt bij verschillende snelheden meerdere malen worden bepaald om zo een goede gemiddelde waarde te krijgen. De luchtweerstandscoëfficiënt zou een constante moeten zijn.

[NeBH]

surprised