Warum ziehen sich Klappen zurück?

Die Klappen fahren ein, um die Flügelfläche zu verringern. Dies hat mehrere Vorteile beim schnellen Fliegen:

• Die höhere Flächenbelastung (Gewicht pro auftriebserzeugender Fläche) reduziert Böenlasten. Wenn es von einer vertikalen Böe getroffen wird, vergrößert sich der Anstellwinkel plötzlich und damit auch der Auftrieb. Geschieht dies bei hoher Geschwindigkeit (genauer: bei hohem Staudruck), kann die Auftriebserhöhung den Flügel überlasten. Eine reduzierte Fläche erzeugt nur so viel zusätzlichen Auftrieb vor den Flügelabrissen, was den zusätzlichen Auftrieb von Böen begrenzt.

• Weniger exponierter Bereich bedeutet auch weniger Reibungswiderstand. Ihr flexibler Klappenvorschlag würde immer noch beide Seiten der Klappe frei lassen und mehr Oberfläche für den Reibungswiderstand hinzufügen. Anders ausgedrückt verschiebt die höhere Flächenbelastung den Auftriebskoeffizienten nach oben, was im Allgemeinen L/D bei hoher Geschwindigkeit verbessert.

• Das Einfahren schließt die Lücken zwischen Flügel- und Klappenabschnitten. Während diese Lücken wichtig sind, um den Auftriebskoeffizienten für die geringstmögliche Landegeschwindigkeit zu maximieren, erhöhen sie den Luftwiderstand bei allen Auftriebskoeffizienten.

Der Rückzugsmechanismus ist schwer und erhöht die Wartungskosten, aber es lohnt sich.

Ob Sie es glauben oder nicht, „flexible“ Steuerflächen sind ein Geheimnis für Wettkampf-Wurfgleiter, bei denen weniger Neigung für den Wurf erforderlich ist (um zu verhindern, dass er sich bei hohen Geschwindigkeiten dreht) und mehr für statisch stabiles Gleiten, wenn er langsamer wird. Diese in der Regel aus Papier gefertigten ungesteuerten Segelflugzeuge haben ihre Höhenrudertrimmung als Oberfläche, die sich bei hoher Geschwindigkeit abflacht und bei geringeren aerodynamischen Kräften nach oben springt.

Bei bemannten Flugzeugen gibt es mehrere unterschiedliche Klappeneinstellungen, die ein Pilot für zusätzlichen Auftrieb und/oder zusätzlichen Luftwiderstand verwenden möchte. Diese Positionen müssen starr gehalten werden, um das Flugzeug zu steuern. Sie ohne Pilotenbefehl zu bewegen, wäre unvorhersehbar, also unsicher.

Klappen werden verwendet, um die während des Fluges erforderliche Auftriebs- und Widerstandsmenge zu steuern. zB während Start und Landung ist der erforderliche Auftrieb viel höher als das Aufrechterhalten einer konstanten Höhe bei Reisegeschwindigkeit (der hohe Luftwiderstand während der Landung hilft auch, die Geschwindigkeit zu reduzieren), sodass die Landeklappen während des Starts und der Landung ausgefahren sind.

Wenn die Klappe flexibel ist, so dass sie sich automatisch auf die Position mit minimalem Luftwiderstand einstellt, hat der Pilot keine Kontrolle über den erzeugten Auftrieb. Obwohl es andere Möglichkeiten gibt, den Auftrieb und den Luftwiderstand zu steuern, ist die Verwendung von Klappen eine der schnellsten Möglichkeiten, die dem Piloten eine viel bessere Kontrolle gibt.

Landeklappen sind notwendig, um das Flugzeug während Start, Landung, Turbulenzen, schlechtem Wetter und einigen anderen Situationen effizient zu steuern.

Einfache Klappen sind, wie Sie vorschlagen, nur Abschnitte der Hinterkante, die nach unten gedreht werden können. Das hilft, das Flugzeug für die Landung zu verlangsamen und gibt ein wenig zusätzlichen Auftrieb, aber damit ein Flugzeug langsam und sicher fliegt, braucht man so viel Flügelfläche wie möglich.

Als nächstes auf der Skala befinden sich geteilte Klappen, die nur der untere Abschnitt der Hinterkante sind. Wenn diese abgesenkt werden, bleibt der obere Teil, sodass die Flügelfläche nicht reduziert wird.

Noch effektiver sind Klappen, die nach hinten ausfahren und die Flügelfläche tatsächlich vergrößern, sowie nach unten. Es ist nicht möglich, diese Klappen ausgefahren zu lassen und sie im Horizontalflug nur anzuheben, da sie einen übermäßigen Luftwiderstand erzeugen und übermäßigen aerodynamischen Kräften ausgesetzt sind, wenn das Flugzeug versucht, auf Reisegeschwindigkeit zu beschleunigen.

Flexible Klappen sind auch keine praktikable Lösung, da die Luft an der Hinterkante immer zumindest etwas turbulent ist und bewegliche Oberflächen in dieser Position zum Flattern neigen, in dem sie schnell auf und ab schwingen. Dies führt sowohl zu unerwünschten Handhabungseffekten als auch letztendlich zu strukturellem Versagen. Klappen müssen im eingefahrenen Zustand fest an Ort und Stelle gehalten werden.