Gemäß der Potentialströmungstheorie wissen wir, dass der von den Flügeln erzeugte Auftrieb auf den Wirbel zurückzuführen ist, den sie erzeugen. Im Fall eines endlichen 3D-Flügels gibt es auch eine spannweitenweise Strömung aufgrund einer Spitzenleckage von der unteren zur oberen Oberfläche. Angenommen, der Flügel bewegt sich nach links, dann sollte die Richtung des Wirbels im Uhrzeigersinn sein, was wiederum eher einen Aufwind als einen Abwind erzeugen sollte . Dies sollte eher eine Vergrößerung des Anstellwinkels als eine Verkleinerung bewirken.
Der erzeugte Abwind sollte also für einen Flügel gültig sein, der hinter dem ursprünglichen Flügel fliegt, aber wir sagen, dass es am ursprünglichen Flügel Abwind gibt.
Also, wo mache ich einen Fehler, Wirbelrichtung? Wenn ja, was ist die richtige Erklärung. Bitte erkläre.
Die Flügelspitzenwirbel erzeugen sowohl Aufwind als auch Abwind; Der Abwind liegt innerhalb der Flügelspannweite und beeinflusst den Anstellwinkel des Flügels, während der Aufwindbereich außerhalb der Flügelspannweite liegt und von einem anderen Flugzeug (oder Vogel) genutzt werden kann, das hinter und über dem Flügel fliegt.
Die durch den Abwind induzierte Strömung reduziert den effektiven Anstellwinkel des (endlichen) Flügels und verursacht den induzierten Widerstand.
Sehen Sie, ob dieses Bild Ihre Zweifel klärt.
Quelle: aerospaceweb.org
Betrachten Sie den Aufwind vor dem Flügel und den Abwind nach dem Flügel (Abschnitt).
Quelle: theairlinepilots.com
Wie man sieht, wird der Luftstrom vor dem Flügel durch den Aufwind leicht nach oben gelenkt. Jetzt ist der Winkel, den der Flügel mit dem horizontalen Bezugspunkt (dh dem relativen Luftstrom) bildet, derselbe.
Der Luftstrom ist jedoch leicht nach oben gedreht und der Flügel sieht die Luft in einem anderen Winkel als der relative Luftstrom auf ihn zukommen. Dadurch wird der effektive Anstellwinkel (definiert als der Anstellwinkel, der zwischen der Sehne eines Tragflügelprofils und dem effektiven Luftstrom liegt) reduziert , sodass der relative und effektive Luftstrom in etwa so aussieht:
Quelle: theairlinepilots.com
Dieser Unterschied zwischen dem relativen und dem effektiven Luftstrom verursacht den induzierten Luftwiderstand.
Quelle: theairlinepilots.com
In der Nähe des Flügels führt die durch den Auftrieb verursachte gebundene Zirkulation zu einem Aufwind vor dem Flügel und einem Abwind hinter dem Flügel, ähnlich der Strömung, die durch einen zweidimensionalen Auftriebsflügel mit unendlicher Spannweite erzeugt wird.
Ein sehr wichtiger Effekt wird durch die Strömung aufgrund des Wirbelpaars erzeugt, das den Nachlauf (an den Flügelspitzen) umfasst. Die im Nachlauf verteilte halbunendliche Wirbelschicht erzeugt eine nach unten gerichtete Geschwindigkeitskomponente in der freien Strömung vor dem Flügel, am Flügel und weit stromabwärts, wie in Abbildung dargestellt.
Der Abwind durch das Kielwasser führt zu einer Verringerung des Anstellwinkels des Flügels relativ zum freien Strom, wodurch der Auftrieb verringert wird. Zusätzlich dreht der Abwind den entgegenkommenden Strömungsvektor am Flügel, was zu einer Widerstandskomponente führt, wie gezeigt. Die Anstellwinkeländerung durch den vom Nachlauf erzeugten Abwind beträgt tg(a) = (Uz/U∞)
Quelle:
STANFORD UNIVERSITY, Department of Aeronautics and Astronautics, AA 200A Applied Aerodynamics, Dozent: Brian Cantwell, cantwell@stanford.edu
Link: AA200_Ch_12_Wings_of_Finite_Span_Cantwell.pdf
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