Wat zijn windtunnels?

Windtunnels zijn onderzoekstools ontwikkeld om te helpen bij het bestuderen van de effecten van lucht die over of rond vaste objecten beweegt. De lucht wordt door een gespecialiseerd kanaal geblazen of gezogen. Een kijkpoort en instrumentatie zijn opgenomen in het kanaal, waaraan geometrische vormen of modellen kunnen worden gemonteerd om te worden bestudeerd. De luchtstroom en geometrie waargenomen in windtunnels wordt over het algemeen vergeleken met theoretische resultaten om hun nauwkeurigheid te testen. Deze studie vereist rekening te houden met het Reynolds-getal, dat de verhouding is van traagheidskrachten tot viskeuze krachten, en het Mach-getal, dat de verhouding is van de snelheid van een object of stroming ten opzichte van de geluidssnelheid in het medium waardoor het reist.

In windtunnels worden soms draden aan het objectoppervlak bevestigd om meer te leren over de stroomrichting en de snelheid van de luchtstroom in een specifieke luchtstroomsituatie. In deze situatie wordt kleurstof geïnjecteerd in de luchtstroom die in windtunnels wordt gecreëerd en worden de resulterende deeltjes gefotografeerd zodat ze in verschillende tijdspaden kunnen worden bestudeerd. Sondes kunnen ook op bepaalde punten in de luchtstroom in windtunnels worden ingebracht om de luchtdruk te meten.

Frances Wenham, een raadslid van de Aeronautical Society of Great Britain, bedacht, ontwierp en exploiteerde de eerste gesloten windtunnel in 1871. De uitvinding van windtunnels leidde tot intensievere studies van de technologie en hoe deze kon worden toegepast voor onderzoek en toekomstige ontwikkeling.

Naar verluidt gebruikten de gebroeders Wright in 1901 een eenvoudige windtunnel om de luchtstroom te bestuderen tijdens de ontwikkeling van hun vliegtuig. Sinds die tijd zijn windtunnels op verschillende manieren gebruikt. Verticale windtunnels worden gebruikt in recreatieve voorzieningen voor simulaties voor indoor skydiving. Andere windtunnels voldoen aan de behoeften van de voertuigindustrie en de sportwereld, en pakken ook problemen met de vliegveiligheid aan. NASCAR-raceteams gebruiken bijvoorbeeld windtunnels om de aerodynamica van hun auto-ontwerpopstellingen te testen, die voor elke baan waarop ze racen kan verschillen.