Könnten Flügelspitzen mit reduziertem Auftrieb es einem Flugzeug ermöglichen, weniger Wirbelschleppen zu erzeugen?

Wäre es möglich, die von einem großen Flugzeug erzeugten Wirbelschleppen ( die für kleinere Flugzeuge hinter dem großen Flugzeug gefährlich sein können und der begrenzende Faktor dafür sind, wie eng Flugzeuge sicher in der Luft platziert werden können ) durch Formen der Spitzen zu schwächen? Flügel so, dass der vom äußersten Teil des Flügels erzeugte Auftrieb (und damit die nach unten abgelenkte Luftmenge) allmählich auf Null abfällt, anstatt an der Flügelspitze abrupt von „viel Auftrieb, viel nach unten abgelenkte Luft“ überzugehen ” zu „kein Auftrieb, keine Ablenkung der Luft nach unten“?

Diagramm von dem, was ich im Sinn habe:

Vorschlag zur Reduzierung der Turbulenzen im alten Nachlauf

Dies würde mit einer leichten Effizienzeinbuße einhergehen (entspricht einer geringfügigen Verringerung der Flügellänge), könnte aber dennoch in einigen Situationen nützlich sein (z. B. Hochfrequenzbetrieb durch eine Mischung aus schweren und weniger schweren Flugzeugen in stark überfüllter Luftraum oder eine große Anzahl von Starts und Landungen sowohl von schweren als auch von leichten Flugzeugen auf eng beieinander liegenden parallelen Landebahnen), und die Verringerung des Auftriebs, der durch die Flügelspitze erzeugt wird, würde einen Teil dieses Nachteils ausgleichen, indem die nach oben gerichtete Biegekraft auf die äußeren Teile verringert wird von des Flügels (und reduziert dadurch die Materialmenge, die zur Versteifung dieses Teils des Flügels benötigt wird).

Übrigens habe ich eine Schnur (ungefähr 6 Zoll lang) gesehen, die an der Hinterkante einer Flügelspitze befestigt war und sich in die entgegengesetzte Richtung drehte, als wir normalerweise erwarten würden. Das Flugzeug hatte viel Auswaschung und flog mit hoher Geschwindigkeit (niedriger Anstellwinkel) Die Flügel wurden von oberen und unteren Drähten getragen, die bis zur Mitte der Spannweite ausliefen, und die unteren Drähte waren schlaff und die oberen Drähte waren belastet – die Biegebelastung an der Wurzel war eindeutig nicht in der Richtung wir normalerweise zu erwarten.Zweifellos, obwohl in einiger Entfernung weiter hinten, existierte ein Paar Nachlaufwirbel, die sich in die normale Richtung drehten.
Hoppla, ich dachte, ich hätte diesen Kommentar gelöscht, als ich eine Antwort gepostet habe. Jetzt ist es zu spät--

Antworten (2)

Der Auftrieb verjüngt sich bereits zu den Spitzen hin allmählich, auch bei rechteckigen Flügeln ohne Auswaschung. Dieser Effekt verstärkt sich natürlich bei konischen Flügeln. Der Grund ist der Druckausgleich durch Umströmung der Flügelspitzen, wie Sie im unteren Bild sehen. Und wie in diesem Bild ist die Spur in Wirklichkeit über eine Spanne verteilt . Ihr oberes Bild ist unrealistisch und eine grobe Vereinfachung .

Die letztendliche Stärke des Flügelnachlaufs wird dadurch jedoch wenig beeinflusst. Die entstehenden Wirbel werden durch Nachlaufrollen verursacht und kommen nicht direkt von den Spitzen. Die Spitzenwirbel sind nur ein kleiner Teil des gesamten Nachlaufs .

Apropos Effizienz: Durch die Verjüngung des Auftriebs zu den Spitzen hin wird der Flügel effizienter. Der Auftrieb weit weg von der Flügelwurzel verursacht hohe Wurzelbiegemomente und erfordert eine schwerere Struktur. Der Auftrieb nahe der Wurzel kostet weniger Strukturgewicht und der Nettoauftrieb des Flügels (Auftrieb minus Flügelgewicht) wird bei einer nahezu dreieckigen Auftriebsverteilung höher sein. Diese Erkenntnis wurde bereits 1933 von Ludwig Prandtl veröffentlicht und 1950 von RT Jones wiederentdeckt .

Ich habe eine Schnur (ungefähr 6 Zoll lang) gesehen, die an der Hinterkante einer Flügelspitze befestigt war, die sich in der entgegengesetzten Richtung zu dem drehte, was wir normalerweise erwarten würden. Das Flugzeug hatte eine große Auswaschung und flog mit hoher Geschwindigkeit (niedriger Winkel - Die Flügel wurden von oberen und unteren Drähten getragen, die bis zur Mitte der Spannweite ausliefen, und die unteren Drähte waren schlaff und die oberen Drähte waren belastet – die Biegebelastung an der Wurzel war eindeutig nicht in der Richtung, die wir normalerweise erwarten In einiger Entfernung hinter dem Flugzeug gab es jedoch ein Paar Wirbelschleppen, die sich in die normale Richtung drehten, obwohl die Bereiche in der Nähe der Flügelspitzen eindeutig einen Auftrieb nach unten erzeugten.Dies ist keine so relevante Antwort wie diese bereits gepostet, aber es betrifft Ihre Frage in gewissem Maße.

Könnten Flügelspitzen mit reduziertem Auftrieb es einem Flugzeug ermöglichen, weniger Wirbelschleppen zu erzeugen?
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