Könnte das Phänomen des Wirbelbruchs ausgenutzt werden, um Nachlaufturbulenzen zu reduzieren?
Bryson S.
Eine der klassischen Geschichten in den Annalen der Luft- und Raumfahrttechnik ist die Entwicklung (und anschließende Neugestaltung) der F-18 und ihrer Leading Edge Extensions (LEX) aufgrund von Ermüdungsproblemen, Problemen, die letztendlich auf den kaum verstandenen Wirbelprozess zurückgeführt wurden platzen . Dieses treffend benannte Phänomen ist durch eine schnelle Zunahme des Wirbeldurchmessers, der Vermischung und der turbulenten kinetischen Energie gekennzeichnet.
Wenn ein Wirbel stromabwärts wandert, vergrößert er sich und wird schwächer. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Wirbels niedrig genug ist, führt der zunehmende Druck innerhalb des Wirbels dazu, dass er seine tornadoartige Struktur verliert und auseinanderbricht. Es wurde festgestellt, dass dieses Berstverhalten direkt vor den vertikalen Leitwerken der F-18 auftritt. Der resultierende Luftstrom traf direkt auf die Schwänze und verursachte schweres Flattern und strukturelle Schäden. (Aerospaceweb)
Für einen hoch manövrierfähigen Jäger wie die F-18 war es zwingend erforderlich, dass der LEX-Wirbel intakt blieb und lange genug im Strömungsfeld verblieb, um die vertikalen Stabilisatoren zu beseitigen, sodass das Platzen des Wirbels definitiv ein Problem war. Bei einem Verkehrsflugzeug wie einer 777 hingegen haben wir genau das gegenteilige Problem. Das Wirbelpaar, das einem fliegenden Flugzeug folgt, stellt eine sehr reale und gefährliche Gefahr für jedes Flugzeug dar, das ihm zufällig folgt. Je schneller diese Wirbel daher zerstreut werden können, desto besser. Wirbelplatzen bricht den Wirbel auf und reduziert (vermutlich) seine Präsenz stromabwärts.
Meine Frage ist, was sind die physikalischen Variablen, die das Platzen von Wirbeln fördern oder hemmen, und wenn sie kontrolliert werden können, kann dieses Phänomen vielleicht verwendet werden, um Wirbelschleppen zu reduzieren? Bersten alle Wirbel? Wenn nein, warum nicht?
Antworten (1)
Jokela
Könnte das Phänomen des Wirbelbruchs ausgenutzt werden, um Nachlaufturbulenzen zu reduzieren?
Nun, das ist der einzige Weg, die Turbelence loszuwerden. Turbulenzen werden durch Wirbel verursacht und sie müssen offensichtlich platzen, bevor sie vollständig aufhören.
Meine Frage ist, was sind die physikalischen Variablen, die das Platzen von Wirbeln fördern oder hemmen, und wenn sie kontrolliert werden können, kann dieses Phänomen vielleicht verwendet werden, um Wirbelschleppen zu reduzieren?
Ich denke, der beste Weg, sie zu kontrollieren, wäre ein Propeller wie ein Anker. Der Drehimpuls des Wirbels kann sich sogar positiv auf die gesamte Maschineneffizienz auswirken, wenn er dazu verwendet werden kann, einige Hilfsenergien zu ersetzen.
Bersten alle Wirbel? Wenn nein, warum nicht?
Sicher. Wenn nicht, dann hätten Sie ein Perpetum Mobile. Ich habe ein Video gemacht, wo der Wirbel platzt bitte bei 1:00-1:15 anschauen. Wie Sie bemerken, ist der Wirbel gefüllt, dreht sich aber weiter, aber dann kommt er zu einem Punkt, an dem er sich wie ein Kreisel bewegt, der gegen eine Wand stößt. Und gleichzeitig verschwindet dieser helle Ring. An dieser Stelle „platzt“ dieser Wirbel. Ich habe Theorien dazu, aber sie sind keine "Mainstream-Physik".
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Jokela
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