Brontekst bekijken van Overtrek

[[Bestand:StallFormation.svg|thumb|250px]]
[[Bestand:LiftCurve.svg|thumb|250px|De relatie tussen de invalshoek en de [[liftcoëfficiënt]]. Deze vleugel raakt overtrokken bij 19°]]
'''Overtrek''' of '''''stall''''' is het proces waarbij, door vergroting van de [[Invalshoek (aanstroming)|invalshoek]] van een vleugel, de luchtstroom het [[vleugelprofiel|profiel]] van de [[vleugel (vliegtuig)|vleugel]] niet meer kan volgen en [[Loslating|loslaat]]. De vleugel verliest dan grotendeels zijn [[liftkracht]], waardoor het vliegtuig – indien de [[piloot]] niet ingrijpt – snel zal zakken (gecontroleerd) of vallen (ongecontroleerd).

In plaats van overtrek wordt vaker de Engelstalige benaming ''stall'' gebruikt. [[Jargon]] zoals ''accelerated stall'' en ''deep stall'' wordt in het Nederlands onvertaald gebruikt.

De Nederlandse benaming geeft aan dat een overtrek ontstaat als de piloot de [[stuurknuppel]] te ver naar achter trekt.

== Beschrijving ==
Als de invalshoek van een vleugel wordt vergroot, nemen de lift en [[luchtweerstand|weerstand]] toe, tot de invalshoek te groot wordt. Afhankelijk van het vleugelprofiel kan de luchtstroming bij een bepaalde invalshoek het profiel van de vleugel niet meer volgen. Bij deze loslating van de [[grenslaag]] ontstaat boven de vleugel een [[turbulente stroming|turbulente luchtstroom]] tussen de langsstromende lucht en de vleugel. Dit begint gewoonlijk achteraan de vleugel, terwijl de stroming vooraan langer [[Laminaire stroming|laminair]] blijft. Bij een bepaalde invalshoek kan de achterkant van de vleugel dus al overtrokken zijn, terwijl de voorkant nog lift geeft. Toch is het overtrekken van de vleugel geen geleidelijk proces: het gebeurt vrij abrupt. Een overtrokken vleugel geeft nauwelijks nog lift en veroorzaakt een relatief grote weerstand.

Overtrek kan onder elke helling en snelheid optreden. Hoe trager de luchtstroom over de vleugels, des te minder lift ze geven. Om het gewicht dan nog te kunnen dragen, moet de invalshoek vergroot worden. Op een bepaald moment zal de invalshoek het kritieke punt bereiken en treedt overtrek op. De snelheid waarbij dit gebeurt, is de overtreksnelheid waaronder in een onversnelde horizontale vlucht de kritieke invalshoek overschreden wordt.

De overtreksnelheid varieert per type vliegtuig en is afhankelijk van het gewicht van het vliegtuig en van het eventuele gebruik van [[Spoiler (luchtvaart)|spoilers]] of [[welvingsklep]]pen. Bovendien is de overtreksnelheid afhankelijk van de staat van de vleugel: ijs of sneeuw op de vleugel zal de luchtstroming verstoren, met een hogere overtreksnelheid als gevolg.

=== ''Accelerated stall'' ===
Een vliegtuig kan ook bij een hogere snelheid overtrekken. Als de neusstand van het vliegtuig snel omhoog wordt getrokken, waardoor de baan van het vliegtuig nog niet is veranderd, maar de invalshoek wel, kan het vliegtuig overtrekken. Dit kan het vliegtuig erg belasten. De formule voor de belastingsfactor bij een overtrokken vleugel:

<math> \begin{matrix}n = (\frac{V}{V_{sl}})^2\end{matrix}</math>
<br />n = belasting in [[G-kracht|g]]
<br />V = vliegsnelheid tijdens de overtrek
<br />V<sub>sl</sub> = V<sub>stall</sub> = overtreksnelheid

Als de overtreksnelheid 60&nbsp;km/h is en het vliegtuig wordt overtrokken bij 180&nbsp;km/h, dan is de belasting:
<br /><math> \begin{matrix}n = (\frac{180}{60})^2 = 9 g\end{matrix}</math>

== Herkenning en herstel van overtrek ==
[[Bestand:Flow separation.jpg|thumb|Separatie van de grenslaag aan de bovenkant van de vleugel zichtbaar gemaakt in de [[windtunnel]]]]
Omdat het overtrekken van de vleugels gepaard gaat met aanzienlijk verlies van hoogte, is het belangrijk om deze situatie te vermijden, vooral dicht bij de grond. Piloten oefenen daarom tijdens hun [[vliegopleiding]] de overtrek op een veilige hoogte om de signalen van een naderende overtrek te leren herkennen. De overtrek kan hersteld worden door de invalshoek te verkleinen.

Als er in de buurt van de overtreksnelheid wordt gevlogen, kan de piloot een aantal signalen krijgen:
* de neusstand is hoog
* veel vliegtuigen beginnen te trillen: bij het overtrekken ontstaat een turbulente luchtstroom die tegen het staartvlak botst
* vanwege de lage snelheid reageert het toestel minder snel op roeruitslagen
* door middel van een akoestisch signaal (''stall warning'') wordt de piloot gewaarschuwd voor het naderen van de overtrek
* een eventueel aanwezige ''stickshaker'' attendeert de piloot op een naderende overtrek door de stuurknuppel (''stick'') sterk te laten schudden, waarbij ook een luid geratel te horen is

[[Bestand:Deep Stall.png|thumb|Vliegtuig in normale vlucht en tijdens een ''deep stall'']]

== Soorten ==

=== ''Deep stall'' ===
De meeste vliegtuigen herstellen zichzelf als de vleugels worden overtrokken. Dit komt onder andere doordat het [[stabilo]] later overtrekt dan de vleugels. Hierdoor levert het stabilo nog lift bij een overtrek en wordt de neusstand automatisch verlaagd. Na een overtrek kan in de duikvlucht snelheid worden opgepikt om een normale vlucht te kunnen voortzetten. Onder normale omstandigheden en bij voldoende hoogte hoeft het overtrekken geen probleem op te leveren.

Als het vliegtuig echter te ver doorgaat in de overtrek, komt het in een zogenaamde ''deep stall'', te zien op de afbeelding hiernaast. In deze situatie zit het stabilo met het [[hoogteroer]] in het turbulente zog van de hoofdvleugel en zal daardoor geen lift geven. Het hoogteroer van het vliegtuig is dan niet bruikbaar en het vliegtuig kan onbeheersbaar hoogte verliezen. Vooral vliegtuigen met een [[T-staart]], zoals op deze afbeelding, hebben hier last van.

=== Asymmetrische overtrek ===
Vooral als een vliegtuig in of vlak bij een overtreksituatie van richting verandert, kan één vleugel overtrokken worden. Bij deze asymmetrische overtrek bestaat de kans dat het vliegtuig in een [[tolvlucht]] of ''vrille'' terechtkomt.

=== ''Delayed stall'' ===
Bij [[insecten]], [[vogels]] en [[vleermuizen]] treden er tijdsfluctuerende (''unsteady'') effecten op tijdens de [[slagvlucht]], waaronder [[voorrand-wervel]]s (''leading edge vortices'', LEV). Door de toenemende invalshoek treedt er loslating op, wat normaal gesproken verlies van liftkracht zou betekenen, maar voordat de achterrand bereikt is, is er weer sprake van aansluiting en blijft de [[Kutta-voorwaarde]] intact. De grote invalshoek genereert veel extra liftkracht en daarmee is dit de belangrijkste factor in de liftkracht van insecten. 

[[Edward C. Polhamus]] stelde een analogie voor waarbij bij een stomp vleugelprofiel met een invalshoek zuiging wordt opgewekt parallel aan de [[vleugelkoorde]]. Opgeteld bij de [[Potentiaalstroming|potentiaalkracht]], die loodrecht op het vleugelprofiel staat, komt de resulterende kracht loodrecht op de vliegrichting te staan, in de richting van de liftkracht. Bij een grotere invalshoek staat door loslating van de luchtstroom de zuigkracht niet parallel aan de vleugel, maar er loodrecht op. Dit verhoogt de liftkracht verder, hoewel ook de weerstand toeneemt. Dit effect verdwijnt zodra de invalshoek zo groot wordt dat de luchtstroming niet opnieuw aan kan sluiten. Er is dus sprake van uitgestelde overtrek, ''delayed stall''. Er ontstaat daarna een achterrand-wervel tot ook deze loslaat, waarna zich opnieuw een voorrand-wervel vormt. Door dit proces van [[wervelvorming]] (''vortex shedding'') vormt zich in het [[Kielzog|zog]] een [[Von-Karman-wervelstraat]]. In een [[tweedimensionaal]] model vormen zich steeds nieuwe wervels, maar [[driedimensionaal]] sluit de luchtstroom bij grote invalshoeken nog aan, zoals ook bij de [[deltavleugel]]. Hierbij speelt een luchtstroom over de lengterichting van de [[vleugeltip]] een rol, waarbij de [[vleugeltipwervel]]s een deel van de wervelingen afvoeren. Door deze herverdeling van [[Impuls (natuurkunde)|impuls]] blijft de voorrand-wervel kleiner en sluit deze eerder en langer weer aan.<ref>{{aut|Sanjay Sane|Sane, S.P.}} (2003): [https://web.archive.org/web/20190518083031/https://pdfs.semanticscholar.org/bf30/ff4b4569719b8663c728184c440de36bcebf.pdf 'The aerodynamics of insect flight'] in ''The Journal of Experimental Biology'', Volume 206, p. 4191-4208</ref>

== Noten ==
{{References}}

== Externe link ==
* [http://www.youtube.com/watch?v=5wIq75_BzOQ (en) YouTube: why does an aircraft stall?]

[[Categorie:Aerodynamica]]