Ausfahren von Vorder- oder Hinterkantenklappen - Anstellwinkel und kritischen Anstellwinkel vergrößern oder verkleinern?

Wie verändert sich AOA?

Der Anstellwinkel (AOA) ist definiert als der Winkel zwischen der Sehnenlinie und dem relativen Wind . Wenn Klappen und Vorflügel ausgefahren werden, ändert sich die effektive Sehnenlinie. Für Hinterkantenklappen ist dies bereits in dem von Ihnen verlinkten Artikel schön illustriert:

^{( boldmethod.com )}

Wie Sie sehen können, hat die neue Akkordlinie einen höheren Winkel im Vergleich zum relativen Wind, was zu einer Erhöhung von AOA führt . In Kombination mit der Erhöhung der Wölbung führt dies zu mehr Auftrieb (bei gleicher Fluggeschwindigkeit), was bedeutet, dass der Pilot normalerweise die Neigung verringert, um den AOA wieder zu senken, wenn die Klappen ausgefahren werden.

Ich habe dieses Bild geändert, um dasselbe für Lamellen zu veranschaulichen :

Jetzt steht die neue Sehnenlinie im Vergleich zum relativen Wind in einem etwas niedrigeren Winkel, was zu einem reduzierten AOA führt . Gleiches gilt für andere Leading-Edge-Geräte (wie zB Krueger-Klappen).

Wie ändert sich die kritische AOA?

Dies hängt vom genauen Typ des verwendeten Geräts ab. Die folgende Grafik zeigt, wie der Auftriebsbeiwert$C_L$als Funktion von AOA$\alpha$Änderungen bei verschiedenen Hinterkanten-Hochauftriebsvorrichtungen:

^{( HAW Hamburg - Flugzeugbau )}

Für die geschlitzte Klappe bleibt der kritische AOA unverändert, aber für alle anderen hier gezeigten Typen wird der kritische AOA beim Ausfahren der Klappen reduziert . Beachten Sie jedoch, dass der maximale Auftriebsbeiwert immer höher ist. Der Grund für die Neigungsänderung beim Ausfahren der Landeklappen wurde hier bereits erklärt: Warum steigt die Steigung der Auftriebskurve, wenn Fowler-Klappen eingesetzt werden? .

Die folgende Grafik zeigt dasselbe für Geräte mit hohem Auftrieb an der Vorderkante:

^{( HAW Hamburg - Flugzeugbau )}

Hier wird der kritische AOA im Vergleich zum sauberen Flügel immer erhöht .

sowohl der Flügelsturz als auch der AOA nehmen zu

Schauen wir uns die Auftriebsgleichung an:

$Lift$= Luftdichte x Flügelfläche x Auftriebsbeiwert x V$^2$

Der Auftriebskoeffizient kann als Tragflächentyp (Wölbung) bei einem gegebenen AOA ausgedrückt werden.

Wenn Sie die Klappen (für diesen Teil des Flügels) absenken, werden Sturz und AOA tatsächlich erhöht, aber ... der Flügel erzeugt bei dieser Geschwindigkeit mehr Auftrieb, was den Piloten dazu ermutigen würde, den AOA für das gesamte Flugzeug zu verringern . Dies ist ein guter Schritt, um Spitzenstalls zu verhindern, aber ...

Das Absenken der Klappen erhöht auch den Luftwiderstand, sodass im Allgemeinen mehr Gas erforderlich ist, um die Fluggeschwindigkeit aufrechtzuerhalten .

Lamellen verringern den AOA, wenn sie ausgefahren werden, erhöhen aber die Wölbung . Wir können sehen, dass das Anbringen von Klappen in der Nähe des Rumpfes und von Vorflügeln in der Nähe der Flügelspitzen eine großartige Sicherheitskombination ist.

Frühere Flugzeuge (und viele Modelle) verwenden "Flügelauswaschung" für denselben Effekt. Die Vorteile von einziehbaren Vorflügeln und Klappen sind folgende: Bei höheren Reisegeschwindigkeiten führt das "Einziehen" zu einer Verbesserung der Kraftstoffverbrauchseffizienz durch weniger Luftwiderstand.

AOA und kritischen AOA erhöhen?

Besser gesagt, dass Klappen Ihre Stallgeschwindigkeit (die Sie in geringer Höhe nicht erreichen möchten) aufgrund der Erhöhung des Sturzes verringern. Wenn Sie beispielsweise einen Landeanflug mit Landeklappen abbrechen, vermeiden Sie die Versuchung, die Nase nach oben zu ziehen, um auszusteigen. Macht hinzufügen . Bei höheren Klappeneinstellungen kann Ihr Stallwinkel relativ zum Horizont niedriger sein als bei eingefahrenen Klappen.

Signifikante Erhöhungen des kritischen AOA können mit Schlitzen an der Vorderkante erzielt werden , aber wiederum mit erheblichen Nachteilen im Luftwiderstand, die mehr Leistung erfordern .