Customize Consent Preferences

We use cookies to help you navigate efficiently and perform certain functions. You will find detailed information about all cookies under each consent category below.

The cookies that are categorized as "Necessary" are stored on your browser as they are essential for enabling the basic functionalities of the site. ... 

Always Active

Necessary cookies are required to enable the basic features of this site, such as providing secure log-in or adjusting your consent preferences. These cookies do not store any personally identifiable data.

No cookies to display.

Functional cookies help perform certain functionalities like sharing the content of the website on social media platforms, collecting feedback, and other third-party features.

No cookies to display.

Analytical cookies are used to understand how visitors interact with the website. These cookies help provide information on metrics such as the number of visitors, bounce rate, traffic source, etc.

No cookies to display.

Performance cookies are used to understand and analyze the key performance indexes of the website which helps in delivering a better user experience for the visitors.

No cookies to display.

Advertisement cookies are used to provide visitors with customized advertisements based on the pages you visited previously and to analyze the effectiveness of the ad campaigns.

No cookies to display.

Science

Luchtvaarttechnici zien ze vliegen

David Lentink en Hester Bijl bestuderen de vleugels van fruitvliegjes. Hartstikke handig voor bouwers van kleine onbemande vliegtuigen.

David Lentink en Hester Bijl bestuderen de vleugels van fruitvliegjes. Hartstikke handig voor bouwers van kleine onbemande vliegtuigen.

“We willen graag klein kijken”, antwoordt dr.drs.ir. Hester Bijl van de leerstoel aërodynamica (Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek) op de vraag waarom ze fruitvliegen onderzoeken. Samen met ir. David Lentink probeert ze aan de luchtwervelingen te rekenen die deze vliegjes in de lucht maken en die berekeningen in rekenmodellen te stoppen. “Het lijkt niet belangrijk”, zegt Lentink, “maar voor zo’n beestje hebben de wervelingen die hij tijdens het vliegen achterlaat invloed op zijn voortbeweging.”

Reden om bij L&R met fruitvliegen te experimenten zijn de micro air vehicles (MAV’s), kleine vliegtuigen die in de palm van je hand passen. Deze miniatuurvliegtuigen worden % uitgerust met sensoren, camera’s en microfoons – voor militaire doeleinden gebruikt zoals spionage, maar ook voor verkenning van Mars of chemische rampen.

Op het gebied van arodynamica en besturing roepen deze miniatuurvliegtuigen vragen op die voor de Boeiing al lang zijn opgelost. Veel MAV’s worden nu nog aangedreven met een propeller en hebben onbeweegbare vleugels. Maar volgens Lentink zijn klapvleugels % zoals bij een fruitvlieg % veel efficinter en kunnen ze tot wel vijf keer grotere liftkracht opwekken dan vaste vleugels. Bovendien kun je er verticaal mee opstijgen en landen.

Nadelen aan klapvleugels zijn er ook. Lentink: “Het beestje maakt voor zijn doen grote luchtwervels. Die wervelsoep maakt het vliegen niet eenvoudig. Toch heeft hij daar goed mee leren omgaan.”

Vandaar dat Bijl en Lentink dit mechanisme wilden onderzoeken. In Caltech (Californië) vonden ze Michael Dickinson, een expert op het gebied van fruitvliegen. Zo heeft hij in zijn laboratorium in Californië een robotfruitvlieg die honderd keer vergroot is nagemaakt in een bak met olie. Juist in olie, omdat de stroming zich dan net zo stroperig gedraagt als bij een echte fruitvlieg in de lucht.

In Delft gaat Lentink experimenteren met ‘eenvoudige set-ups om het gedrag van de wervelingen uit te zoeken’. Verder zullen Bijl en Lentink heel veel rekenen en alles in modellen stoppen, om een simulatieprogramma te maken voor biologen en vliegtuigbouwers.
Windstoot

“Experimenteel is het moeilijk te zien hoe een wervel zich heel dicht bij de vleugel gedraagt; hoe de vlieg omgaat met de luchtwervels die hij zelf creëert. Daarvoor kunnen wij simulaties goed gebruiken”, vertelt Bijl. Doel: achterhalen hoe de vlieg met zo min mogelijk energie zo ver mogelijk komt en met zo min mogelijk sturing toch een windstoot weerstaat. “Oftewel: zo eenvoudig mogelijk leren vliegen”, vult Bijl aan.

Lentink wil graag als promovendus aan dit onderzoek verder werken. Maar er is (nog) geen geld. “We hebben een goed rekenprogramma eneen goede bioloog. Over vier jaar hebben we zeker resultaten. Verder is dit onderzoek nieuw, het gaat niet om het uitdiepen van bestaande kennis. Ook als onze verwachtingen niet uitkomen, ben ik ervan overtuigd dat we interessante dingen tegenkomen. Bovendien is het breder toe te passen dan het lijkt”, aldus Lentink, die naar een artikel van afgelopen zomer in het wetenschappelijk tijdschrift Nature verwijst. Daaruit bleek dat alle vogels, insecten en vissen hetzelfde ‘Strouhal-getal’ hebben. Dat wil zeggen dat een fruitvlieg en een zwaan relatief gezien even hard met hun vleugels klapperen. “Blijkbaar zijn al die beesten optimaal getuned om te cruisen. Dit voorbeeld is voor ons van belang. Als wij zo’n optimum vinden, is dat direct toepasbaar voor de ontwikkeling van efficiënt flappende MAV’s ter grootte van een vlieg.”

“We willen graag klein kijken”, antwoordt dr.drs.ir. Hester Bijl van de leerstoel aërodynamica (Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek) op de vraag waarom ze fruitvliegen onderzoeken. Samen met ir. David Lentink probeert ze aan de luchtwervelingen te rekenen die deze vliegjes in de lucht maken en die berekeningen in rekenmodellen te stoppen. “Het lijkt niet belangrijk”, zegt Lentink, “maar voor zo’n beestje hebben de wervelingen die hij tijdens het vliegen achterlaat invloed op zijn voortbeweging.”



Reden om bij L&R met fruitvliegen te experimenten zijn de micro air vehicles (MAV’s), kleine vliegtuigen die in de palm van je hand passen. Deze miniatuurvliegtuigen worden % uitgerust met sensoren, camera’s en microfoons – voor militaire doeleinden gebruikt zoals spionage, maar ook voor verkenning van Mars of chemische rampen.



Op het gebied van arodynamica en besturing roepen deze miniatuurvliegtuigen vragen op die voor de Boeiing al lang zijn opgelost. Veel MAV’s worden nu nog aangedreven met een propeller en hebben onbeweegbare vleugels. Maar volgens Lentink zijn klapvleugels % zoals bij een fruitvlieg % veel efficinter en kunnen ze tot wel vijf keer grotere liftkracht opwekken dan vaste vleugels. Bovendien kun je er verticaal mee opstijgen en landen.



Nadelen aan klapvleugels zijn er ook. Lentink: “Het beestje maakt voor zijn doen grote luchtwervels. Die wervelsoep maakt het vliegen niet eenvoudig. Toch heeft hij daar goed mee leren omgaan.”



Vandaar dat Bijl en Lentink dit mechanisme wilden onderzoeken. In Caltech (Californië) vonden ze Michael Dickinson, een expert op het gebied van fruitvliegen. Zo heeft hij in zijn laboratorium in Californië een robotfruitvlieg die honderd keer vergroot is nagemaakt in een bak met olie. Juist in olie, omdat de stroming zich dan net zo stroperig gedraagt als bij een echte fruitvlieg in de lucht.



In Delft gaat Lentink experimenteren met ‘eenvoudige set-ups om het gedrag van de wervelingen uit te zoeken’. Verder zullen Bijl en Lentink heel veel rekenen en alles in modellen stoppen, om een simulatieprogramma te maken voor biologen en vliegtuigbouwers.

Windstoot



“Experimenteel is het moeilijk te zien hoe een wervel zich heel dicht bij de vleugel gedraagt; hoe de vlieg omgaat met de luchtwervels die hij zelf creëert. Daarvoor kunnen wij simulaties goed gebruiken”, vertelt Bijl. Doel: achterhalen hoe de vlieg met zo min mogelijk energie zo ver mogelijk komt en met zo min mogelijk sturing toch een windstoot weerstaat. “Oftewel: zo eenvoudig mogelijk leren vliegen”, vult Bijl aan.



Lentink wil graag als promovendus aan dit onderzoek verder werken. Maar er is (nog) geen geld. “We hebben een goed rekenprogramma eneen goede bioloog. Over vier jaar hebben we zeker resultaten. Verder is dit onderzoek nieuw, het gaat niet om het uitdiepen van bestaande kennis. Ook als onze verwachtingen niet uitkomen, ben ik ervan overtuigd dat we interessante dingen tegenkomen. Bovendien is het breder toe te passen dan het lijkt”, aldus Lentink, die naar een artikel van afgelopen zomer in het wetenschappelijk tijdschrift Nature verwijst. Daaruit bleek dat alle vogels, insecten en vissen hetzelfde ‘Strouhal-getal’ hebben. Dat wil zeggen dat een fruitvlieg en een zwaan relatief gezien even hard met hun vleugels klapperen. “Blijkbaar zijn al die beesten optimaal getuned om te cruisen. Dit voorbeeld is voor ons van belang. Als wij zo’n optimum vinden, is dat direct toepasbaar voor de ontwikkeling van efficiënt flappende MAV’s ter grootte van een vlieg.”


 

Editor Redactie

Do you have a question or comment about this article?

delta@tudelft.nl

Comments are closed.