Warum ist der kritische Anstellwinkel beim Bodeneffekt niedriger?

  1. Warum ist der Stalling-Anstellwinkel beim Bodeneffekt niedriger?
  2. Erhöht der Bodeneffekt den Druck auf der Unterseite des Flügels stärker (Polstereffekt) oder verringert er den Druck auf der Oberseite stärker oder beides? Auf welcher Seite des Flügels ändert sich der Druck im Bodeneffekt im Vergleich zum freien Flug?

(Bitte nicht mit Begriffen wie Abwind, Spitzenwirbel, Wirbelschleppen usw. erklären. Ich bin ein großer Befürworter der Erklärung der Aerodynamik mit Druck / Druckfeldern und nicht mit "Vergangenheitsdingen", die hinter dem Flügel passieren.)

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Diese Aussage ist möglicherweise nicht wahr (oder abhängig von Airfoil) und könnte tatsächlich das Gegenteil von diesem Forumsthread sein: pprune.org/tech-log/504142-stalls-ground-effect.html . Insbesondere der in einer der Antworten erwähnte Forschungsartikel: researchbank.rmit.edu.au/eserv/rmit:6319/Walter.pdf
Es kann eher so sein, als könnte man im Bodeneffekt mit einem niedrigeren AOA (oder langsamer) fliegen, da der Bodeneffekt den Auftriebskoeffizienten erhöht (indem die Wirbelstärke der Flügelspitze verringert wird).
Vielleicht möchten Sie Bodeneffektfahrzeuge wie den Ekranoplan erforschen, da sie sich mehr auf den Dämpfungseffekt als auf die Minderung des Abwinds verlassen.

Antworten (2)

Der Bodeneffekt erzeugt mehr Zirkulation um ein Tragflächenprofil (entweder Anheben oder Abwärtsdrücken ). Ich gehe nicht näher darauf ein, wie der Bodeneffekt funktioniert, aber der „Spiegelwirbel“ im Potentialfluss erklärt dies sehr einfach.

Eine erhöhte Zirkulation manifestiert sich im Druckfeld als eine höhere Druckdifferenz zwischen der oberen und der unteren Fläche des Strömungsprofils. Ein Flügel hat immer 2 Stagnationspunkte, einen an der LE und einen an der TE. Der CP an diesen Punkten ist 1 (der Hinterkanten-Stagnationspunkt ist im wirklichen Leben aufgrund von viskosen Effekten niedriger). Da der Druck an LE und TE eingeschränkt ist, erfolgt die Saugzunahme entlang der Sehne und nimmt normalerweise an der Saugspitze (~ 1/4 Sehne) stärker zu. Jetzt ist der nachteilige Druckgradient von der Saugspitze zur Hinterkante steiler, weil wir eine höhere Saugspitze und den gleichen Hinterkantendruck haben. Wenn der nachteilige Druckgradient steiler und steiler wird, wird sich der Luftstrom schließlich von der Oberfläche lösen.

Selbst bei gleichem AOA erhöht der Bodeneffekt den Sog auf der Saugseite des Strömungsprofils, was die Druckwiederherstellung anfälliger für eine Ablösung macht.

RE: Ohne die von Ihnen erwähnten Begriffe zu verwenden, ist dies ein reiner 2D-Effekt und kann in Flügeln mit unendlicher Spannweite gesehen werden und hat nichts mit Wirbeln zu tun. Aber nur auf ein Druckfeld zu schauen, ohne irgendetwas anderes zu berücksichtigen, ist wie der Versuch, herauszufinden, wie eine Mahlzeit zubereitet wird, indem man nur auf das schmutzige Geschirr schaut – man braucht einen potenziellen Fluss, um dies zu erklären.

Wie das resultierende Druckfeld aussieht, ist in der Literatur bereits sehr gut beschrieben, und wenn Sie die Auswirkungen für einen bisher nicht untersuchten Abschnitt sehen möchten, liefert Ihnen Javafoil brauchbare Ergebnisse - https://www.mh-aerotools.de /airfoils/javafoil.htm

Sofern Sie nicht mit Überschallgeschwindigkeit unterwegs sind, ist der Stromabwärts genauso wichtig wie der Stromaufwärts. Der hufeisengebundene Wirbel von einem Flugzeugflügel, der beim Start abgeworfen wurde, wirkt sich immer noch (infinitesimal) auf das Flugzeug bei der Landung aus.
Wenn Sie mit Überschall fliegen, ist stromaufwärts wirklich wichtig. Ein großer Abwind stromaufwärts wirkt sich immer noch auf das Flugzeug aus.
Es ist ein Wetterphänomen. Mach dir keine Sorge

Es gibt 2 Auswirkungen auf den Flügelauftrieb aufgrund der Nähe zum Boden, der Verringerung der Flügelspitzenwirbelstärke und des "Kisseneffekts", die beide den Auftriebskoeffizienten erhöhen.

Aber warum ein niedrigerer Stall AOA? Vielleicht schwächt das, was das "Polster" erhöht, den Abwind so weit, dass der "Rückfluss" die Grenzschicht des oberen Flügels bei einem niedrigeren AOA stört. Das Eindringen von Turbulenzen (mit ihrem Buffeting) tritt früher im Bodeneffekt auf, da die Lufttasche mit niedrigerem Druck hinter dem Flügel abgeschnitten wird, wenn der Bodeneffekt zunimmt (für eine gegebene AOA und Fluggeschwindigkeit).

Eine Windkanal-/Rauchstudie würde Wunder bewirken, um dieses Problem anzugehen.

Warum ist der kritische Anstellwinkel beim Bodeneffekt niedriger?
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