Beim Entwerfen eines Flugzeugs, das mit transsonischen Geschwindigkeiten (oder Überschallgeschwindigkeiten) fliegen soll, habe ich gehört, dass man sich die Isobaren auf dem Hauptflügel ansehen sollte, um zu beurteilen, ob die Form, der Schwenkwinkel und andere Tragflächenparameter geeignet gewählt sind. Ich habe auch gelesen, dass die bessere Konfiguration Isobaren ergibt, die parallel zur Vorderkante verlaufen. Ich weiß bereits, dass es mehrere Techniken gibt, um die Isobaren mit der Vorderkante auszurichten (Flächenregelung, Anpassung des Schwenkwinkels, besondere Sorgfalt bei der Gestaltung der Verbindung zwischen Rumpf und Flügel), aber warum ist diese Konfiguration besser als eine andere? einer? Was verbessert es?
Ich habe schließlich mehrere Argumente gefunden, um diese Frage aus verschiedenen Quellen zu beantworten.
Sweep und Mach Number von Airbus
Dieses Argument wird in einem Airbus-Magazin aus dem Jahr 1985 entwickelt . Um es zu verstehen, ist es wichtig, den Zweck des Pfeilflügels zu verstehen. Durch Pfeilen der Hauptflügel führt man einen Winkel zwischen der Vorderkante des Flügels und einer Linie senkrecht zur Rumpfachse ein. Betrachten wir zwei Flugzeuge, eines mit Pfeilflügeln (A) und eines mit geraden Flügeln (B).
Einer der wichtigsten Parameter ist die Machzahl, die die Flügel erfahren. Sie wird senkrecht zur Vorderkante des Flügels gemessen, was bedeutet, dass für die beiden Flugzeuge, die mit derselben Machzahl fliegen, die von den Flügeln von (B) gesehene Machzahl größer ist als die von den Flügeln von (A) gesehene. Dies ermöglicht es, mit höherer Geschwindigkeit zu fliegen, da es die große Zunahme des Luftwiderstands (Widerstandsdivergenz) und andere Effekte verzögert, die mit der Machzahl um das Tragflächenprofil verbunden sind.
Wenn die Isobaren auf dem Flügel jedoch nicht mit der Vorderkante ausgerichtet sind, folgen sie einem weniger gepfeilten Muster, was dazu neigt, die Vorteile des Pfeilwinkels des Hauptflügels zu verringern, da der effektive Pfeilwinkel kleiner ist und die Machzahl um die Flügel sollte nicht normal zur Vorderkante berechnet werden, sondern normal zu den Isobaren in der Nähe der Vorderkante.
Aus theoretischer Sicht wäre es sogar besser, Isobaren zu haben, die nicht mit der Vorderkante ausgerichtet sind, aber einen größeren Pfeilungswinkel haben. Dies geschieht jedoch aufgrund von Randbedingungen an der Wurzel und der Spitze des Flügels nie.
Andere Quellen
All dies wird auch hier erklärt .
Schließlich befasst sich diese letzte Quelle auch mit den Angelegenheiten, rechtfertigt jedoch nicht die Notwendigkeit, dass die Isobaren parallel zur Vorderkante sind. Es befasst sich mehr mit dem Stoß am Flügel und den Möglichkeiten, ihn zu schwächen und somit den Luftwiderstand zu verringern.
Ziel paralleler Isobaren am Flügel ist es, eine quasi zweidimensionale Strömung zu erzeugen.
Nehmen wir an, das Layout ist festgelegt. Sie haben den Flügel so geformt, dass die Isobaren parallel zum Schwung verlaufen - über die gesamte Spannweite. Du (solltest) jetzt die gleiche Druckverteilung in jedem einzelnen Profil deines Flügels haben. Das erleichtert Ihre Kalkulation enorm!
Ludovic C.
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Peter Kämpf