Was ist das Funktionsprinzip eines Gurney Flap?

Kürzlich bin ich auf eine Verbesserung des Tragflügels gestoßen, die als "Gurney Flap" bezeichnet wird, siehe Bild.

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Ich verstehe das Funktionsprinzip einer Gurney nicht wirklich. Wikipedia sagt:

Der Gurney-Flap erhöht den Auftrieb, indem er die Kutta-Bedingung an der Hinterkante verändert. Der Nachlauf hinter der Klappe ist ein Paar gegenläufiger Wirbel, die abwechselnd in einer von Kármán-Wirbelstraße abgeworfen werden. Zusätzlich zu diesen Wirbeln in Spannweitenrichtung, die hinter der Klappe abgeworfen werden, werden Wirbel in Sehnenrichtung, die vor der Klappe abgeworfen werden, bei großen Winkeln wichtig Attacke.

Ich verstehe nicht, wie die Klappe Wirbel vor der Klappe erzeugen konnte. Wikipedia gibt folgende Effekte an:

Der Gurney-Flap erhöht den maximalen Auftriebsbeiwert ( C L m a x ), verringert den Anstellwinkel für Nullauftrieb ( a 0 ) und erhöht das Nosedown-Nickmoment ( C M ), was mit einer Zunahme der Wölbung des Schaufelblatts vereinbar ist. Es erhöht normalerweise auch den Luftwiderstandsbeiwert ( C d ), insbesondere bei niedrigen Anstellwinkeln, obwohl für dicke Tragflächen eine Verringerung des Luftwiderstands berichtet wurde.

Ist es einfach ein Grat, der den Fluss stoppt und dadurch den Druck an der oberen Oberfläche erhöht?

Wie kommt es, dass der Luftwiderstand für dicke Tragflächen verringert wird, wenn dadurch zusätzliche Wirbel erzeugt werden?

Vielleicht ein nützliches Diagramm der Kutta-Bedingung: people.rit.edu/pnveme/MECE356/lift/lift_images/kutta.jpg
@MikeFoxtrot: Die Strömung hinter dem Flügel ist auf diesem Bild falsch und ohne Beschreibung glaube ich nicht, dass ich etwas davon verstehen würde, was ich nicht schon wusste.
Ich bin mir nicht sicher, ob Dan Gurney verstand, warum oder wie es funktionierte, er wusste nur, dass er mehr Abtrieb auf sein Auto bekam, als er diese kleine Lippe zum Heckflügel hinzufügte. ;) (Ja, das Indy 500 ist dieses Wochenende, und es ist gleich die Straße runter.)

Antworten (1)

Das Hinzufügen der Klappe zu einem vorhandenen Flügel erhöht den Anstellwinkel des Flügels - ziehen Sie einfach eine gerade Linie von der Vorderkante zur Hinterkante: Nach dem Hinzufügen der Klappe hat sich die Hinterkante nach unten zur Spitze der Klappe bewegt. Die Linien davor und danach ähneln flachen Platten mit unterschiedlichen Anstellwinkeln.

Der Wirbel vor der Klappe entsteht, weil die Strömung den scharfen rechten Winkel nicht um die Klappe drehen kann, sie kann der Geometrie nicht perfekt folgen.

Die Erhöhung von CLmax sollte aus einer damit verbundenen Erhöhung des effektiven Sturzes resultieren.

Der Gesamtwiderstand besteht aus dem Hautreibungswiderstand (meistens für ein nur "dickes" Schaufelblatt) und dem Druckwiderstand. Möglicherweise ändert die Erhöhung des effektiven Sturzes die relativen Beträge von beiden, was zu einer Nettoverringerung des Luftwiderstands führt.

Dies erscheint plausibel, erklärt aber nicht den Anstieg von C L M a x und die Auswirkungen auf den Luftwiderstand (für dicke Tragflächen)
Ich habe eine Zeile über die Erhöhung des maximalen Auftriebskoeffizienten hinzugefügt.
Was ist das Funktionsprinzip eines Gurney Flap?
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