Welche aerodynamischen Eigenschaften ergeben sich aus dem Pfeilungswinkel der Hinterkante?

Ich habe 3 Flügelgrundrisse gezeichnet, jede mit dem gleichen Vorderkantenschwung. Aber sie haben unterschiedliche Hinterkantenschleifen.

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Nehmen wir für den Moment einfach an, dass alle diese Flügel die gleiche Oberfläche haben, sodass sie alle den gleichen Gesamtauftrieb haben. Was wären die unterschiedlichen aerodynamischen Eigenschaften aufgrund des Pfeilungswinkels der Hinterkante?

Hinweis: Lassen Sie uns Überlegungen zu Steueroberflächen auslassen. Natürlich hätte der erste Flügel die einfachste Implementierung von Steuerflächen, aber ich möchte mich darauf konzentrieren, was die statischen Flügel tun.

Ich bin dieser und jener verwandten Frage nachgegangen. IMHO sind sie nicht ganz dasselbe wie das, was ich hier frage.

Mechanische Festigkeit ist ein wichtiger Faktor. Wenn Sie einen Sweep-Winkel von mehr als 45 Grad benötigen, ist dies mit einem einfachen parallelen Sweep ziemlich schwierig (zumindest um ihn stark und leicht zu machen), was dazu beiträgt, warum Hochgeschwindigkeitsflugzeuge Deltaflügel bevorzugen. Aber um den induzierten Widerstand zu reduzieren (aus Gründen der Kraftstoffeffizienz), möchten Sie ein hohes Seitenverhältnis. Bei gleicher Flügelfläche würde ein hohes Streckungsverhältnis eine große Flügelspannweite mit parallelen Kanten übersetzen.
könnten Sie weitere Details darüber hinzufügen, was Sie konstant halten und was nicht? Wie wollten Sie die Fläche konstant halten, indem Sie die Sehnenlänge erhöhen?
@ rul30 Der Grund, warum ich eine konstante Fläche erwähnt habe, ist, dass jeder Flügel den gleichen Gesamtauftrieb erzeugt. Ich möchte Sätze von Flügeln vergleichen, die den gleichen Auftrieb, aber unterschiedliche Form haben. Ich hatte keinen bestimmten Weg im Kopf, um das zu erreichen. Ich denke, das Erhöhen der Akkordlänge ist am einfachsten.

Antworten (2)

Ein aerodynamisches Verhalten tritt bei hohem Anstellwinkel auf: V-förmiges oder anhedrisches Nachlaufen, das (in einer seltsamen Mischung) sowohl die Roll- als auch die Gierstabilität beeinflusst. Eine vorwärts gepfeilte Hinterkante ist viel stabiler als eine rückwärts gepfeilte Hinterkante.

Einige Düsenjäger (sagen wir F-22) und die meisten Kunstflugzeuge (sagen wir SU-31) haben nach vorne gepfeilte Hinterkanten eingeführt, um die Stabilität bei hoher AoA zu erhöhen.

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Normalerweise wird der Sweep-Winkel an der Viertelsehnenlinie definiert, und der Sweep der Hinterkante folgt dann aus:

  • Flügelfläche. Eine größere Flügelfläche bedeutet eine geringere Flügelbelastung und das damit verbundene strukturelle Gewicht sowie einen höheren Profilwiderstand.
  • Seitenverhältnis. Ein höheres Seitenverhältnis führt zu einer längeren Spannweite, einem höheren Strukturgewicht und einem geringeren induzierten Widerstand.
  • Verjüngungsverhältnis. Ein höheres Verjüngungsverhältnis impliziert eine geringere Spitzenbelastung.
  • Viertelakkord-Sweep-Winkel. Ein höherer Sweep hat vorteilhafte Auswirkungen auf das Verzögern von transsonischen Stoßwellen, aber nachteilige auf das Strömungsabrissverhalten und das strukturelle Gewicht aufgrund des Drehmoments.

Aus dieser Perspektive gesehen, ist der Hinterkanten-Sweep nur ein Nebenprodukt der vier planformdefinierenden Einheiten. Es kann wünschenswert sein, für sekundäre Zwecke wie das Verstauen des Fahrwerks einen geraden Hinterkantenverlauf zu haben, und dies kann das Designteam veranlassen, die Kombination der vier Hauptparameter zu überdenken.

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Die drei im OP gezeichneten Flügelgrundrisse unterscheiden sich in allen vier definierenden Parametern. Flügelfläche und Verjüngungsverhältnis nehmen von oben nach unten ab, Seitenverhältnis und Viertelakkord-Sweep nehmen zu.

Dieser Artikel beschreibt die aerodynamischen Designüberlegungen für Überschallflügel und vergleicht Flügel mit unterschiedlicher Krümmung und Dicke, gleicher Fläche und Verjüngung. Der mittlere Flügel hat einen Hinterkantenpfeilungswinkel von nahe Null, was sich mehr oder weniger zufällig aus der Definition der Hauptparameter ergibt.

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vielleicht könntest du deine Antwort umformulieren. Die Einschränkungen von DrZ214 könnten strittig sein, aber in seiner Frage haben sich die Fläche und die projizierte Spanne nicht geändert (der Akkord ist nicht richtig skaliert).
@ rul30 Sie sind jedoch so gezeichnet, deshalb habe ich die Zeichnung des NASA-Artikels beigefügt.
Ich kann nicht alles in den Grafiken verstehen. Was befindet sich auf der y-Achse des 2. Diagramms? Was t/cbedeutet? Warum ist das linke Diagramm beschriftet (a) Lambda = 47 degrees, obwohl es 3 Linien hat (von denen ich annehme, dass sie den 3 Flügeln entsprechen, die Sie gezeichnet haben, von denen jeder ein anderes Lambda hat)? Ich habe diese Grafik in Ihrem Link gefunden, konnte diese Antworten jedoch nicht in den umgebenden Absätzen finden.
@DrZ214 Y-Achse des 2. Diagramms ist C D m ich n auch. t / c ist die Flügeldicke als Bruchteil der lokalen Flügelsehne: Der Artikel ist auf kritischer Mach und den beiden Verzögerungsmöglichkeiten, die die Verringerung der Flügelprofildicke oder die Erhöhung der Flügelpfeilung sind. Diagramm (a) zeigt drei verschiedene Dickenverhältnisse bei konstanter Überstreichung, Diagramm (b) zeigt drei verschiedene Überstreichungswinkel bei konstanter Dicke. Alles soll veranschaulichen, dass die Betrachtungen mit einem Flügelschwung, gemessen am Viertelakkord, erfolgen: Viertelakkordschwung mit mittlerer Zeichnung Λ = 35°, ist der Hinterkanten-Sweep als Zufall nahe Null, nicht als Konstruktionsziel.
Welche aerodynamischen Eigenschaften ergeben sich aus dem Pfeilungswinkel der Hinterkante?
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