Kann der Flügelschwung die Gesamtwiderstandskraft bei niedrigen Unterschallgeschwindigkeiten verringern?

Aus Erfahrung weiß jeder, dass es viel einfacher ist, den Arm nach hinten gewinkelt zu halten, als den Arm gerade auszustrecken (senkrecht zum Luftstrom), wenn Sie Ihren Arm mit hoher Geschwindigkeit (150 km / h) aus dem Autofenster strecken reduziert..

Kann der Flügelschwung auf die gleiche Weise die Gesamtwiderstandskraft bei Geschwindigkeiten von bis zu 250 km / h reduzieren?

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Das Ziehen eines abgewinkelten "Balkens" mit einem Seil im Wasser ist einfacher, als wenn der "Balken" senkrecht zur Strömung steht. Der rechte Balken hat eine geringere Auftriebskraft, aber auch eine geringere Gesamtwiderstandskraft. Ist das richtig?Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Während die Frage gültig ist, ist das von Ihnen beschriebene Experiment fehlerhaft. Sie reduzieren die effektive „Spannweite“ um den Kosinus Ihres Armwinkels und damit das am Schultergelenk gefühlte Moment um das Kosinusquadrat. Bei 45° halbiert sich das Moment selbst bei gleichem Luftwiderstand pro Spannweiteneinheit.
@Sanchises Schulter fühlt sich mit einem um 45 Grad abgewinkelten Arm um das 1,4-fache niedriger an, Kosinus 45 = 0,707 (1: 0,707 = 1,4), wenn die Widerstandskraft gleich bleibt. Aber ich denke, die Widerstandskraft wird auch verringert.
@ManuH In diesem Thema ging es um überstrichene Flügel im Allgemeinen. Hier hoffen wir auf eine detaillierte Erklärung, wie sich der Sweep auf den Luftwiderstand bei niedrigem Unterschall auswirkt.
@member Ja, der Gesamtwiderstand wird ebenfalls reduziert (der Frontbereich wird reduziert, weil Ihr Arm nicht so weit "herausragt"), daher ist der Kosinus im Quadrat, also die Hälfte des Luftwiderstands nicht 0,707. Ist auch in Ihrem zweiten Bild die Flügelspannweite auf der rechten Seite absichtlich kleiner? Für einen faireren Vergleich sollten Sie den Strahl auf der rechten Seite länger machen, damit die auf die Strömungsrichtung projizierte Breite gleich ist.
@ Sanchises Balken müssen die gleiche Länge haben, die die gleiche Holmlänge und -fläche darstellen.

Antworten (2)

Das Zurückkehren eines Flügels mit fester Holmlänge und -fläche verringert den Formwiderstand. Aufgrund sowohl seines niedrigeren Seitenverhältnisses (Spannweite / Sehne) als auch der seitlichen Strömungseffekte erhöht es jedoch den induzierten Widerstand und verringert den Auftrieb, so dass das Netto-L / D-Verhältnis oder die Effizienz des Flügels sinkt.

Ob der absolute Luftwiderstand nach oben oder unten geht, hängt von anderen Faktoren ab, wie z. B. der Flächenbelastung und dem Anstellwinkel. In den meisten Situationen wäre der Luftwiderstand höher. Wo es weniger ist, würden andere Konstruktionsoptimierungen, wie z. B. eine reduzierte Holmlänge, eine größere Verbesserung bieten.

Denken Sie nur daran, dass in meinem Fall die Flügel nicht die gleiche Auftriebskraft erzeugen. Der nach hinten geschwungene Flügel erzeugt einen geringeren Auftrieb, da Fläche und Holmlänge in beiden Fällen gleich sind.
@member2017 Es gibt eine Menge Parameter, die Sie klären müssen, bevor genaue Vergleiche angestellt werden können. Flächenbelastung, Holmlänge, Sehne, Einfallswinkel, Tragflächenprofil und Flugzeuggewicht sind nur einige, die mir in den Sinn kommen.
@member2017, Flügel zu vergleichen, die einen unterschiedlichen Auftrieb erzeugen, ist meistens bedeutungslos. Der Flügel muss Auftrieb erzeugen, um das Gewicht des Flugzeugs auszugleichen, daher sollte der Flügel für einen aussagekräftigen Vergleich den gleichen Auftrieb erzeugen. Dies kann bei einem anderen Auftriebskoeffizienten und / oder einem anderen Anstellwinkel erfolgen und kann bei seinem kritischen Anstellwinkel einen anderen Auftrieb erzeugen, aber die Punkte, die Sie vergleichen, sollten im Allgemeinen für denselben Auftrieb gelten. Der Vogel wird nicht leichter, wenn er seine Flügel für einen schnelleren Flug ausbreitet, oder schwerer, wenn er sie für einen Höhenflug ausbreitet.
@JanHudec Ich stimme dir zu, aber ich brauche diesen Vergleich für einen anderen Zweck. Ich möchte nur wissen, ob ein gepfeilter Flügel im Vergleich zu einem geraden Flügel weniger Auftrieb und weniger Gesamtwiderstand hat?
@member2017 dann müssen Sie angeben, wie Sie die Strömungsbedingungen anpassen.
@JanHudec Wie meinst du das?
@member2017, nun, wenn Sie nicht den gleichen Auftrieb vergleichen, können Sie den gleichen Anstellwinkel, die gleiche Flächenbelastung, den gleichen Auftriebskoeffizienten vergleichen …
@JanHudec Ich habe nur einen Flügel und zwei mögliche Positionen, gerade und gepfeilt, beide bei gleicher AoA, Fluggeschwindigkeit 50kts ... das ist alles, was ich weiß, alles andere ist unbekannt

Das Hauptproblem besteht darin, dass Sweep keine niedrigen Geschwindigkeiten begünstigt und Sweep gefährliche Verhaltensweisen hinzufügt. Wing Sweep wird nur für den Überschallgeschwindigkeitsbereich benötigt, langsamer als Mach 0,65 oder schneller als Mach 1,5, und sie bringen keinen zusätzlichen Nutzen.

Bei ausreichendem Sweep wird der Luftwiderstand sogar ab Mach 1,5 reduziert. Solange die Vorderkante Unterschall ist, ist der Luftwiderstand wesentlich geringer .
Kann der Flügelschwung die Gesamtwiderstandskraft bei niedrigen Unterschallgeschwindigkeiten verringern?
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