Die Flügel von Unterschallflugzeugen haben normalerweise eine sehr geringe Oberfläche und ein möglichst großes Seitenverhältnis. In Überschallflugzeugen werden jedoch Flügel mit mehr benetzter Fläche (z. B. Deltaflügel) verwendet. Liegt das daran, dass die Mantelreibung mit der Geschwindigkeit abnimmt oder daran, dass diese Art von Widerstand im Überschallflug nicht mehr im Vordergrund steht?
Ihre Frage bezieht sich auf den Reibungswiderstand, während sich der Text hauptsächlich auf das Seitenverhältnis bezieht. Sie scheinen die Wahl des Seitenverhältnisses auf der Grundlage des Reibungswiderstands zu erklären. Das ist nicht richtig.
Hier und hier sind einige gute Antworten, um die Wahl des Seitenverhältnisses zu erklären. Sie werden sehen, dass es hauptsächlich mit der strukturellen Stärke und dem Flügelvolumen zu tun hat, um genügend Treibstoff zu packen. Für Überschallflugzeuge bietet der Deltaflügel eine stark gepfeilte Vorderkante, einen steifen, leichten Flügel und gute Eigenschaften bei niedriger Geschwindigkeit, selbst mit den dünnen Profilen, die beim Überschallflug hilfreich sind.
Im Allgemeinen wird das Seitenverhältnis weniger wichtig, je schneller das Flugzeug fliegt, da mehr Luft pro Zeiteinheit vorbeiströmt, um Auftrieb zu erzeugen. Bei Überschallgeschwindigkeit ist ein Teil des Widerstands proportional zur lokalen Neigung der Oberfläche, daher versuchen die Designer, das Flugzeug so glatt wie möglich zu machen . Um es ganz klar auszudrücken, ein Unterschallflugzeug ist gerne so breit wie möglich, um den induzierten Widerstand zu reduzieren , während ein Überschallflugzeug gerne länger ist, um den Wellenwiderstand zu reduzieren .
Der Reibungswiderstand steigt mit dem Quadrat der Geschwindigkeit, wenn alle anderen Parameter konstant sind. Da eine höhere Geschwindigkeit die Reynolds-Zahl (das Verhältnis von Trägheits- zu viskosen Kräften) erhöht, ist die Zunahme in der realen Welt etwas geringer als beim Quadrat der Geschwindigkeit. Da der Auftrieb auch mit dem Quadrat der Geschwindigkeit zunimmt, kann das Flugzeug in größerer Höhe fliegen, wo die Dichte geringer ist, was sowohl den Auftrieb als auch den Luftwiderstand verringert.
Jetzt müssen Sie die Temperaturänderung über der Höhe berücksichtigen: Luft wird kühler, wenn sie sich ausdehnt, und kühlere Luft verursacht höhere viskose Kräfte. Wenn Sie höher fliegen, sinkt die Reynolds-Zahl wieder und der viskose Widerstand steigt. Insgesamt führt ein schnelleres und höheres Fliegen zu einer leichten Erhöhung des absoluten Reibungswiderstands bei gleichem Auftrieb.
Wenn Sie den Luftwiderstandsbeiwert über der Länge des Strömungswegs auftragen, werden Sie feststellen, dass eine Verlängerung des Strömungswegs den Luftwiderstand im Allgemeinen weniger als proportional erhöht. Nur wenn die Grenzschicht laminar ist und die Verlängerung des Strömungswegs einen turbulenten Übergang hinzufügt, werden Sie feststellen, dass der Reibungswiderstand kurzzeitig mehr als proportional ansteigt. Manchmal ist es hilfreich, diesen Übergang zu erzwingen , aber meistens kommt er früher, als es den Ingenieuren lieb ist.
Bitte folgen Sie den Links und lesen Sie die verlinkten Antworten, erst dann ist diese Antwort vollständig.
Benutzer15037
Peter Kämpf
Benutzer15037
Koyovis
Peter Kämpf