Könnte eine Pfeilplanform für ein Überschallflugzeug besser sein als ein Delta? Warum?

Aus diesem Übersichtsartikel Seite 11:

Die Strebenverstrebung für das SST ermöglicht eine sehr deutliche Reduzierung sowohl der Wirbel- als auch der Wellen-DDL über eine extreme Pfeilkonfiguration und könnte für LFC über eine reduzierte Sehnen-Reynolds-Zahl günstig sein

In Ordnung. Niedriger Akkord = niedriger Reynolds-Wert = mehr laminare Strömung. Aber Pfeilflügel = hoher Sweep = weniger laminare Strömung.

In einem anderen Papier heißt es: Seite 20:

Das Konzept zur Reduzierung des Reibungswiderstands ist ein weltweit erster technischer Ansatz, der einen Flügel mit natürlicher Laminarströmung mit einer Unterschallvorderkante bei Überschallgeschwindigkeit erzielt. Eine ideale Druckverteilung wird zuerst entworfen, um den Grenzschichtübergang selbst bei einem stark gepfeilten Flügel zu verzögern, dann an

Die Screenshots aus der Zeitung zeigen das Flugzeug, ein Pfeilflügelflugzeug mit hohem Schwung.

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Hier ist ein Bild, das im Internet gefunden wurde.

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Wie Sie sehen können, hat es einen gekröpften Pfeilflügel mit einer fast geraden Vorderkante. Dies würde nicht einmal viel Auftrieb geben, wenn ich das richtig verstehe. (Das gezeigte Flugzeug ist NEXST-1 von JAXA )

All dies behauptet, dass ein stark gepfeilter Flügel eine laminare Strömung erreichen kann. Aber das ist nicht das, was mir allgemein gesagt wird. Also, was verpasse ich?

Das muss ein schwarzes Programm sein – Ihr Bild ist ein schwarzes Rechteck auf meinem Bildschirm.
@PeterKämpf hier scheint es genauso zu sein, ist mir gerade aufgefallen. Ich versuche zu beheben.
Jetzt sind die Bilder sichtbar und ich stimme der Inkompatibilität von High Sweep und Laminar Flow zu. Mir wurde immer gesagt, dass die Änderung der Strömungsrichtung über der Grenzschicht in der Nähe der Vorderkante eines gepfeilten Flügels ziemlich bald den Übergang zu einer turbulenten Strömung auslöst. Vielleicht ist es die Verfügbarkeit öffentlicher Zuschüsse, die es theoretisch ermöglicht, die Laminarströmung aufrechtzuerhalten.
Beachten Sie, wie sehr die Bereichsregelung hilft. Die violette Kurve ist ein verzerrter Pfeil, was ist das hellblaue?
Der Pfeil scheint etwas mehr Auftrieb zu erzeugen. Dies steht im Einklang mit einer längeren Vorderkante, die einen stärkeren Wirbel erzeugt. Der Concorde-Prototyp war ein "schlankes" Delta von Nase zu Heck, nicht unähnlich einem gewöhnlichen Papierflugzeug. Sie sind möglicherweise mit dem Ogee gegangen, um die tornadoartigen Wirbel (genug, um nicht jedes in der Luft befindliche Objekt in der Nähe zu zerstören) oder um den Lärm zu mindern, abzuschwächen. Würde dort auch gerne schlanke Delta-Daten sehen. Die laminare Strömung über diese Art von Flügel scheint lächerlich zu sein.
60% laminare Strömung mit Subsonic-Vorderkante(!)
@RobertDiGiovanni Ich dachte, der Wirbel müsste über den Außenbordflügel geleitet werden, und dies könnte nur erreicht werden, indem der Außenbordflügel weniger gefegt wird.
Scheint, dass das Ogee ausgewählt wurde, um die Pitch-Steuerung zu verbessern. Aber Verbesserungen in diesem Design für ein SST des 21. Jahrhunderts wären sicherlich willkommen. Es wird darauf hingewiesen, dass das „Ausschneiden“ des hinteren Teils des Deltas und das Platzieren eines kleineren horizontalen Heckbereichs weiter hinten den Luftwiderstand verringern kann, aber ein Pfeilflügeldesign mit seinen Problemen neu erstellt. Concorde-Erbauer haben vielleicht entschieden, was sie hatten, war gut genug.
Ja, auch im "Ogee" ist weniger Ausstreichen des Außenflügels vorhanden, der Rest der Spannweite ist dann "geclippt", Lift/Drag-Vergleiche sind hier interessant. Einige Designs haben nur für den Außenflügel einen variablen Sweep. Für dieses Design war es schwierig, sowohl eine hohe als auch eine niedrige Geschwindigkeitsleistung zu erzielen. Ihre Lösung bestand darin, sehr hohe AOA-Wirbel für den Auftrieb bei niedriger Geschwindigkeit zu verwenden, daher die herunterhängende Nase.
Es wird gezeigt, dass die NLF den Luftwiderstand noch stärker reduziert hat als die Flächenregelung. Außerdem, was zum Teufel ist "verzerrter Pfeileffekt"?

Antworten (1)

Zunächst ist anzumerken, dass diese Papiere aus dem Jahr 2003 bzw. 2013 stammen. Seitdem haben sie die Welt nicht in Brand gesteckt.

Eine Besorgnis über ihre Qualität entsteht, wenn ich mich daran erinnere, dass der "Warped NFL-Flügel" typisch für die reflexgewölbten überkritischen Flügel ist, die erstmals um die 1970er Jahre entwickelt wurden. Wenn Sie sich den inneren Teil des Airbus A380 (und ich vermute jeden modernen Jetliner) ansehen, werden Sie feststellen, dass eine gewisse Menge dieser Technologie integriert ist. Aber die laminare Strömung verschwindet notorisch, sobald Sie in ein paar Käfer fliegen oder ein Mechaniker einen öligen Schmierfleck hinterlässt, und obwohl sie damals und bis in die späten 1930er Jahre angepriesen wurde, hat sie bei jedem flugfähigen Flugzeug immer nur bescheidene Ergebnisse erzielt.

Als nächstes, was ist mit diesem verstrebten Flügelkonzept? Die verlinkte Quelle diskutiert es auf Seite 10:

„Eine möglicherweise praktikable alternative Konfiguration für die Langstrecken-CTOL-Transportmission herkömmlicher Größe ist der Strebenverstrebungsflügel. Die Strebenverstrebung ermöglicht dünnere, kleinere Sehnen, Flügel mit geringerem Schwung und höherem Seitenverhältnis. Die kleinere Sehne, der Vorderkantenradius und der Schwung haben ein günstiger Einfluss auf HLFC, Erhöhung der Menge an laminarisierten benetzten Bereichen und Reduzierung des Saugmassenstroms und der Rauheitsempfindlichkeit sowie Erhöhung der Stabilität der Befestigungslinie.Weitere „Streben-bezogene“ Vorteile umfassen einen großen Luftwiderstand aufgrund von Auftriebsreduzierungen von den Flügelspitzentriebwerken und mehr Spannweite, die durch die Strebe ermöglicht wird, sowie große Reduzierungen des Flügelgewichts.Zirkulationssteuerung, angetrieben durch die Hilfsantriebseinheit, könnte an einemHeck herkömmlicher Größe verwendet werden, um das Motorausfallproblem zu lösen.All diese Vorteile führen zu sehr großen Steigerungen des Auftriebs-/Widerstandsverhältnisses und der Reichweite im Reiseflug.“

Auf Seite 5 wird außerdem darauf hingewiesen, dass:

„Unkonventionellere Überschallanwendungen von [Laminarströmungssteuerung], wiederum von Dr. Pfenninger, auf eine Pfeilflügelkonfiguration mit Strebenverstrebungen mit hohem Seitenverhältnis weisen auf phänomenale Leistungsniveaus hin, L/D in der Größenordnung von 15-20 gegenüber dem für 9-11 typischen erweiterte konventionelle Konfigurationen (mit LFC)."

Jetzt weiß ich nicht, wie es Ihnen geht, aber wenn ich von einer „phänomenalen“ 40-prozentigen Reduzierung des Luftwiderstands lese, die vor 17 Jahren angestrebt, aber nie realisiert wurde, rieche ich eine Ratte. Ich frage mich, welche Softwaremodellierung die Forscher verwendet haben - 2D oder 3D? Bei scharfen Sweep-Winkeln ist es total wichtig. Waren sie naiv genug anzunehmen, dass während eines transkontinentalen Fluges makellose laminare Oberflächen erhalten blieben? Und Triebwerke an den Flügelspitzen, offenbar in einer Art Sesquiplane-Variante des Busemann-Doppeldeckers? Oh, ersparen Sie uns die Forderung der FAA nach Richtungsstabilität in Kombination mit der Beibehaltung der Höhe und einer angemessenen Reichweite im mittelatlantischen Zustand mit einem ausgefallenen Motor.

Ich denke also, Sie können sehen, wohin das führt.

Motoren an den Flügelspitzen? Es hört sich so an, als hättest du es falsch gelesen. großen Luftwiderstand aufgrund von Auftriebsreduzierungen von den Flügelspitzentriebwerken einschließen Dies soll zeigen, wie schlecht es ist, die Triebwerke an den Spitzen eines freitragenden Flügels mit niedrigem AR zu platzieren, und es nicht gut ist, dies an einem Flügel mit Strebenverstrebung zu tun.
Segelflugzeuge verwenden Insektenwischer ....?
@Abdullah, ich denke, dass "andere Vorteile im Zusammenhang mit der Strebe, darunter ein großer Luftwiderstand aufgrund von Auftriebsreduzierungen durch die Flügelspitzenmotoren und eine größere Spannweite, die durch die Strebe ermöglicht wird", eher Ihre Lesefähigkeiten als meine beeinträchtigt. Haben Segelflugzeuge Insektenwischer über die gesamte Flügelfläche? Nein, das dachte ich nicht. Man braucht wirklich nicht viele Fehlerbegegnungen, um einen geplanten kommerziellen Dienst zu vermasseln.
Weitere „Streben-bezogene“ Vorteile sind ein großer Luftwiderstand aufgrund von Auftriebsreduzierungen durch die Flügelspitzenmotoren und eine größere Spannweite, die durch die Strebe ermöglicht wird. Beachten Sie die Anführungszeichen rund um „Streben-bezogen“. Und wenn Sie in die gesamte Zeitung schauen, werden Sie nur ein Konzept mit Federbeinstrebe sehen, und das wird seine Motoren nicht irgendwo in der Nähe der Spitzen haben. Und warum würden sie Luftwiderstand und Auftriebsverlust als Vorteil betrachten? Obwohl ich denke, dass sie deutlicher hätten sein können.
@Abdullah; Vielleicht lesen Sie und ich "Zu den Vorteilen im Zusammenhang mit Streben gehört ein großer Luftwiderstand aufgrund von Auftriebsreduzierungen durch die Flügelspitzenmotoren" auf sehr unterschiedliche Weise. Für mich bedeutet dies, dass das Design sowohl Streben als auch an der Spitze montierte Motoren hat. Aber es ist eine verschlungene Präsentation, nach der Grammatik und Syntax genau beachtet werden müssen. Es wäre klarer, wenn es so ausgedrückt würde: "Strebenbezogene Vorteile umfassen große Widerstandsreduzierungen aufgrund des Auftriebs durch die Verwendung von Flügelspitzenmotoren."
Luftwiderstand ist kein Vorteil
Hier werden Sie durch die verworrene Syntax des Satzes in die Irre geführt. Er sagt eigentlich, dass der Vorteil in der Verringerung des Luftwiderstands aufgrund des Auftriebs liegt.
Sie lesen die Reduzierung des durch den Auftrieb verursachten Widerstands, während ich die Erhöhung des Widerstands aufgrund der Auftriebsreduzierung lese .
Wenn er sagt, was Sie denken, dann sagt er im Grunde, dass ein Vorteil von Struts darin besteht, dass Wingtip-Motoren den Luftwiderstand reduzieren, was keinen Sinn ergibt, da ein Strut nichts mit Wingtip-Motoren zu tun hat.
Nun, wenn er das sagt, was Sie denken, werden Sie nicht müde, darauf hinzuweisen, dass das auch keinen Sinn macht. Welcher Unsinn soll es sein? Vielleicht gibt es eine dritte Lesart, die Sinn macht. Nehmen Sie mich beim Wort, ich kenne diese Art verbaler Verwicklungen in Englisch, Deutsch und Latein, von der technischsten Prosa bis zur impressionistischen Poesie. Mir ist vollkommen klar, was er meint. Aber natürlich dürfen Sie gerne Ihre eigene Meinung dazu haben.
Miau, ich baue keine Motoren auf den Flügel
TBH Ich weiß jetzt nicht, ob ich das akzeptieren soll, was Sie sagen, oder ob ich es seltsam finde, dass er Strebenverstrebungen mit Flügelspitzenmotoren verknüpft hat.
Ich finde es seltsam. Aber ich müsste seine Originalarbeit sehen, um mehr zu erfahren.
Könnte eine Pfeilplanform für ein Überschallflugzeug besser sein als ein Delta? Warum?
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