Was sind die Nachteile (falls vorhanden) der Verwendung eines überkritischen Strömungsprofils?

Der Titel fasst meine Frage ziemlich gut zusammen.

Ich habe diese Seite überall durchsucht und viele der Fragen und Antworten zu verschiedenen Themen über überkritische Flügel gelesen, aber ich habe keine Erwähnung von Nachteilen bei der Verwendung gefunden.

Sind da irgendwelche?

Meine Vermutung: Das Luftwiderstands- oder Auftriebs- / Luftwiderstandsverhältnis bei niedriger bis mittlerer Unterschallgeschwindigkeit ist suboptimal.

Antworten (1)

Ein überkritisches Schaufelblatt hat diese Eigenschaften:

  • Großer Vorderkantenradius
  • Vergleichsweise flache Oberseite
  • Abgerundete Unterseite mit einer maximalen Dicke bei etwa 50 %
  • Flacher oder sogar negativer Sturz im vorderen Bereich
  • Hoher positiver Sturz im Heckbereich (Rear Loading)

Der große Vorderkantenradius ermöglicht es, bei hohem Anstellwinkel mehr Auftrieb als vergleichbare Tragflächen zu erzeugen. Nachdem R. Whitcomb überkritische Tragflächen neu erfunden hatte (sie waren erstmals 1940 von KA Kawalki in Deutschland entwickelt worden, und die britische Tragflächenforschung führte zu ähnlichen Formen, die erstmals im VC-10 verwendet wurden), übertrug er einige ihrer Eigenschaften auf einen GA Tragfläche, die GA(W)-1 .

Aus dem Wikipedia-Artikel über Whitcomb :

Das ungewöhnliche Profil unterstützte unerwarteterweise auch die allgemeine Luftfahrt; Seine ziemlich stumpfe Vorderkante ermöglichte es ihm, vor dem Abwürgen hohe Auftriebskoeffizienten zu erzeugen, und Whitcomb veröffentlichte ein langsames Tragflügelprofil, das er GA (W) -1 nannte. Es wird jetzt routinemäßig in Leichtflugzeugen und Segelflugzeugen eingesetzt.

Wie üblich ist Wikipedia größtenteils korrekt, aber der Einsatz des GA(W)-1 auf Segelflugzeugen ist alles andere als Routine. Dies gibt einen Hinweis auf ihre Nachteile:

  1. Die niedrige Vorwärtswölbung begrenzt den Bereich der laminaren Schaufel auf niedrigere Auftriebskoeffizienten. Ein gutes Segelflugprofil versucht, die laminare Schaufel fast bis zum Strömungsabriss zu halten.

  2. Eine durchgehend positive Wölbung erzeugt höhere maximale Auftriebskoeffizienten als das, wozu ein überkritisches Strömungsprofil in der Lage ist. Deshalb nutzt der GA(W)-1 nur die Stumpfnase und die Heckbelastung, nicht aber die Wölbungsverteilung überkritischer Tragflächen.

  3. Die hohe Heckbelastung verleiht ihnen einen großen negativen Steigungskoeffizienten, der sich in einer größeren Bewegung des Druckzentrums über den Anstellwinkel niederschlägt und ein größeres horizontales Heck erfordert. Bei Verkehrsflugzeugen spielt dies keine Rolle, da ihre großen Klappen die Größe des Leitwerks vorgeben.

Komisch, dass Sie (äh, Wikipedia) die Verwendung überkritischer Flügel bei Segelflugzeugen erwähnen sollten ... Ich habe (aus den Fragen und Antworten hier auf Aviation SE) herausgefunden, dass überkritische Tragflächen Flugzeugen zugute kommen, deren Flugregime im hohen Unterschallbereich liegen. Ich kann mir nicht vorstellen, dass Segelflugzeuge so schnell fliegen!
@pr1268 Einige Segelflugzeuge sind sehr schnell, sogar Überschall. Zum Beispiel der 'Shuttle'...
@pr1268: Zum einen ist der GA(W)-1 kein überkritisches Tragflügelprofil mehr. Außerdem wird es nicht routinemäßig bei Segelflugzeugen verwendet, unabhängig von den Behauptungen von Wikipedia.
@xxavier: Okay, aber kann das Space Shuttle lange Zeit in der Thermik schweben? ;-)
@pr1268 Nein, aber wir haben über Segelflugzeuge gesprochen , nicht über Segelflugzeuge ...