Gibt es eine Anwendung, bei der der Halbmondflügel die beste Flügelplanform wäre?

Du hast Recht, es hilft, den Außenflügel zu entfegen. Die Hauptvorteile sind (lesen Sie diesen Flugartikel von 1965 hier für eine viel detailliertere Erklärung):

• Eine identische kritische Machzahl über die gesamte Spannweite als Sweep wird zusammen mit der relativen Dicke reduziert.
• Eine gleichmäßige Querschnittsverteilung in Strömungsrichtung, die hilft, den transsonischen Widerstand zu reduzieren.
• Eine Tendenz, sich im Bodeneffekt aufzurichten, so dass der Flügel im Wesentlichen von selbst landet, insbesondere in Kombination mit einem T-Leitwerk.

Solange Flügel jedoch aus Aluminium bestehen, ist der Fertigungsaufwand deutlich höher.

Das grundlegende Problem ist die erforderliche zweidimensionale Biegung der Hautfelder. Die Verwendung einer geraden Holmlinie und einer geraden Vorderkante erfordert ein Biegen nur in einer Dimension, aber wenn sich die Krümmung ändert, müssten sich die Hautplatten in einigen Ecken dehnen, während sie gebogen werden. Dies erfordert viel teurere Werkzeuge oder einen Bruch in der Struktur, der die Strukturmasse erhöht.

Sogar ein Verbundflügel, den ich kenne, hat eine gerade Vorderkante, obwohl das Flugzeug von einem Entfegen profitiert hätte. Sowohl die TKF-90 als auch die X-31 , die zuvor von denselben Leuten entworfen wurden, hatten aus gutem Grund einen reduzierten Sweep am Außenflügel. Als das multinationale Projekt begann und sie mit den BAe-Ingenieuren sprachen, bestand die britische Seite auf einer geraden Vorderkante für eine einfachere Herstellung, ohne zu wissen, dass die Verwendung von Verbundwerkstoffen ihren Punkt in Frage stellte. Ja, das war praktisch die gleiche Firma, die vorher den Victor gebaut hatte.

Ein weiterer Nachteil ist die Tatsache, dass jede Sweep-Änderung ein Biegemoment in Torsion umwandelt. Normalerweise verringert dies den Anstellwinkel des Außenflügels, wenn sich ein Pfeilflügel unter Auftriebslasten biegt. Das Entfegen des Außenflügels führt zu einer nach oben gerichteten Torsion, die die Torsion durch das Zurückkehren aufheben kann, und Handley Page behauptete, dass der Victor-Flügel nahe an der Aero-Isokline war . Dadurch wird jedoch die Flatterdämpfung reduziert, was zu einer geringeren Flügelflattergeschwindigkeit führt (PDF!) . Wenn die Streckung des Flügels niedrig ist, ist dies machbar, aber bei höheren Streckungen muss der Flügel versteift werden.

Um Ihre Frage direkt zu beantworten: In den meisten Fällen ist es aerodynamisch vorteilhaft, die Pfeilung mit der relativen Dicke zu variieren, aber es ist strukturell und wirtschaftlich nicht effizient. Bei den Deltaflügeln von Kampfflugzeugen, die über einen weiten Bereich von Anstellwinkeln operieren müssen, ergibt das Entsäumen des Außenflügels tatsächlich die beste Flügelplanform, selbst wenn die Wirtschaftlichkeit einbezogen wird.

Der Avro Vulcan B2 wies auch höhere Sweep-Winkel an der Flügelwurzel auf. In modernen Flugzeugen ist die Boeing 737 zwar nicht so extrem wie die Victor, hat aber auch einen etwas höheren Pfeilungswinkel an der Flügelwurzel als an der Spitze.

Einer der Gründe, warum sich die Victor-Ingenieure dafür entschieden, war, dass der extremere Schwenkwinkel es dem Designteam ermöglichte, Motoren und Fahrwerk in der Nähe der Flügelwurzel unterzubringen, da sie diesen Abschnitt dicker machen konnten, ohne zusätzlichen Luftwiderstand zu verursachen. Dieses Video („The Crescent Wing“ – Handley Page baut den Victor-V-Bomber) erklärt etwas von der Wissenschaft dahinter, plus eine gute Erklärung der Strömungsabrissbedingungen, wie sie sich basierend auf unterschiedlichen Flügelgeometrien entwickeln.

Der wahrscheinlichste Grund für die Nichtentwicklung in diesem Bereich ist, dass es teurer ist, schneller zu fliegen. Wie in dieser Frage erwähnt, scheint Mach 0,8-0,85 der optimale Punkt zu sein. Und zu diesem Thema hat Peters Antwort eine gute Vorstellung davon, warum.