Einer der Vorteile des vorwärts gepfeilten Flügels besteht darin, dass die Strömungsrichtung in Spannweitenrichtung von der Spitze zur Wurzel verläuft . In dieser Antwort hat ein X-29 jedoch einen ziemlich großen Schwenkwinkel, bei dem Nachteile wie Aeroelastizitätseffekte dramatisch zunehmen.
Was passiert mit dem Nachlauf an der Flügelspitze bei einem nach vorne gepfeilten Flügel?
Hier sind einige Punkte, die ich ansprechen möchte:
Es gibt keinen magischen Schalter, der umgelegt wird, sobald Sie einen bestimmten Sweep-Winkel überschreiten. Die Dinge ändern sich allmählich mit dem Kosinus des lokalen Sweep-Winkels. Sehen wir uns nun Ihre Fragen der Reihe nach an:
Was passiert mit dem Nachlauf an der Flügelspitze bei einem nach vorne gepfeilten Flügel?
Nichts Besonderes. Es ist Teil des vollständigen Nachlaufsystems und verhält sich wie jedes andere Flugzeug mit vergleichbarer Streckung und Auftriebsverteilung über die Spannweite. Bei großen Schwenkwinkeln und hohem Auftrieb erhöht die Flügeltorsion die lokale Belastung in Richtung der Spitzen, wodurch der Spitzenwirbel relativ stärker wird.
Beseitigt das Vorwärtsschwenken der Flügel dies vollständig und hängt es vom Schwenkwinkel ab?
Warum sollte es? Nein, der Spitzennachlauf des Flügels mit mehr Vorwärtspfeilung wird für vergleichbare Flügel mit unterschiedlicher Pfeilung aus aeroelastischen Gründen, wie oben erläutert, stärker sein.
Wie kann man den Sweep-Winkel abschätzen, bei dem die Strömung in Spannweitenrichtung zur Wurzel zu fließen beginnt?
Siehe hier für die Gründe für den Spannweitenfluss. Sobald die Vorwärtsbewegung zu einer seitlichen lokalen Geschwindigkeitskomponente führt, findet eine Strömung in Spannweitenrichtung statt.
Reicht es in Anbetracht eines sich verjüngenden Flügels, bei dem nur die Hinterkanten nach vorne gekehrt sind, aus, um Flügeleigenschaften (hauptsächlich Strömung in Spannweitenrichtung) wie (oder nahe an) einem nach vorne gekehrten Flügel zu erhalten?
Bei einer geraden Vorderkante zeigt die Strömung keinen Sweep-Effekt. Bei einem großen Verjüngungsverhältnis kann die Vorwärtsbewegung immer noch in Richtung der Hinterkante signifikant werden, aber die meiste Strömungsbeschleunigung findet um die Nase herum statt, sodass die Gesamtbewegungseffekte immer noch gering sind.
Eugen