Beste Andreas,
Ik zal uitleggen hoe ik de stand van de wieken aan de Spitfire bepaald heb. In theorie is die hoek heel eenvoudig te bepalen, in de praktijk is het wat lastiger of je moet goede spullen hebben. De hoek volgt uit de snellopendheid van de molen. Dat is de verhouding tussen de omtreksnelheid van de toppen van de wieken en de ongestoorde windsnelheid. De snellopendhied is in principe onafhankelijk van de windsnelheid. De windsnelheid zou je moeten meten op ruime afstand vóór de molen, liefst op askophoogte of nog enkele meters hoger. De omtreksnelheid van de wieken zou je kunnen berekenen uit het toerental. In de Gildebrief heeft ooit gestaan hoe je een fietscomputer kunt gebruiken om het toerental van de molen te meten. Je kunt het toerental natuurlijk ook bepalen door met een stopwatch naast de omwentelingenteller te gaan zitten. Het aantal toeren maal de omtrek die de top van de wieken beschrijft, levert de omtreksnelheid.
Er zijn uiteraard al eerder metingen gedaan. Gebleken is dat het gevlucht van een watermolen optimaal functioneert bij een snellopendheid van 2,4 tot 2,7. Onbelast gaat het gevlucht ongeveer anderhalf maal zo snel lopen; de snellopendheid bedraagt dan 3,6 tot circa 4. Korenmolens in het zuiden van het land hebben een optimale snellopendheid van 3 tot 3,5 en Vlaamse molens met een vlakke zeeg komen nog hoger. Onbelast kunnen die flink gaan hollen. Zoals wijlen W.O. Bakker zei over een Vlaamse molen die hij samen met zijn eveneens overleden molenvriend I.J. de Kramer bezocht: “die stond te toll’n dat’t zelfs de Kraèmer teveel werd”.
Ik ben uitgegaan van een snellopendheid van 4. Een cotangens van 4 hoort bij een hoek van 14°. Bij Hollandse watermolens staat de koorde van voor- naar achterzoom aan de top van de wiek gewoonlijk neutraal of enkele graden naar achter (dus met het grootste deel van het hek mee), bij korenmolens in het zuidoosten van het land staat de koorde neutraal of iets naar voor. Ga ik dus uit van een korenmolen met snellopendheid van 4 en een gevlucht waarbij de koorde 1° naar voor staat, dan wordt de hoek waaronder de schijnbare wind invalt 15°. Zou ik uitgaan van een snellopendheid van 2,6, dan hoort die cotangens bij een hoek van 21°. Trek er 1° vanaf, dan valt de schijnbare wind in onder een hoek van 20°. De tekening van de Spitfire stelt de situatie voor dat het vliegtuig precies horizontaal vliegt. De koorde van de wiekvleugels maakt een hoek van 15° met de horizon. Ik heb de stand van de wieken dus eerder te vlak dan te schuin getekend. Maar de tekening was ook alleen maar bedoeld om visueel te maken waar ik anders een aantal formules voor nodig zou hebben, waardoor de problematiek ook te begrijpen is door lezers die geen natuurkunde gestudeerd hebben. De tekening maakt in één keer duidelijk dat een traditionele molenwiek allerbelabberdst werkt. Maar onze voorouders hadden niets beters en ze hebben de molens zo gebouwd dat ze met zulke wieken perfect functioneren. Als een molen vrij staat, hoef je daar dus ook helemaal niets aan te veranderen. Ik heb met de molen van Moergestel (de oude molen, vóór de restauratie van 1992; zie de foto in de Molenwereld) een keer gemalen op een uitzonderlijk regelmatige oostenwind. In die richting was de omgeving toen nog helemaal vrij. Oostenwind is altijd regelmatig, maar deze was zelfs buitengewoon regelmatig vergeleken met andere oostenwind. Onvoorstelbaar hoeveel werk een molen dan verzet. Maar er hoeven maar een paar turbulenties in de wind te zitten, en de molen valt al een enorm end terug.
Groeten, Nico