Welche Eigenschaft eines Flügels ermöglicht es ihm, sich zu biegen?

Die Biegung einer Struktur wie eines Flugzeugflügels ist im Allgemeinen auf die verwendeten Materialien zurückzuführen, hängt aber auch mit der Art der Struktur selbst zusammen.

In sehr vereinfachter Form ist ein Flügel ein Träger, der an einem Ende (dem Rumpf) getragen wird. Jegliche Kräfte, wie z. B. von der Aerodynamik, die auf den Balken einwirken, führen dazu, dass er sich verbiegt.

Alle Materialien haben ein charakteristisches Verhalten bei Belastung. Dies kann als Spannung (durch aufgebrachte Kräfte) vs. Dehnung (Verformung des Materials) ausgedrückt werden. Sobald das Material die Streckgrenze erreicht, wird es dauerhaft verformt. Bei Belastungen unterhalb dieses Punktes nimmt das Material jedoch wieder seine ursprüngliche Form an. Der Flügel kann sich dann biegen, solange er bei allen erforderlichen Belastungen unterhalb der Streckgrenze bleibt.

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Natürlich gibt es viel mehr Details zum Thema. Die gesamte Struktur ist so konzipiert, dass sie so leicht wie möglich ist, aber die Biegung ist begrenzt, um damit verbundene Probleme zu vermeiden. Der Flügel muss möglicherweise steifer gemacht werden, um ein Flattern zu verhindern . Farhan erwähnt Ermüdung , die auch die Biegung des Flügels einschränken kann. Auch die Paneele an der Ober- und Unterseite des Flügels müssen vor Bruch oder bleibendem Einknicken geschützt werden. Es gibt auch Kraftstofftanksiegel, die nicht gebrochen werden sollten. Das Hinzufügen von Material an den richtigen Stellen kann dazu beitragen, die Lasten zu verteilen, was die Belastung des Materials und damit die Durchbiegung verringert.

Wie stark sich ein Flügel biegen kann, ist eigentlich ein Produkt des Materials. Der Flügel erfordert eine bestimmte Endfestigkeit; bei Metall bedeutet das eine gewisse Flexibilität. Dies kann in Grenzen variiert werden, aber es ist wirklich das Material, sein Verhältnis von Steifigkeit zu Streckgrenze und seine Ermüdungseigenschaften, die steuern, wie stark sich ein Flügel biegt.

Kohlefaserverstärktes Polymer ist ein extrem starkes und leichtes Material und hat eine geringere Steifigkeit und hat im Wesentlichen keine Ermüdungsprobleme. Dies ist vorteilhaft, um in Turbulenzen für eine glattere Fahrt zu sorgen. Der Flügel wirkt wie eine große Feder.

Wie Federico erwähnte , kann und wird sich jedes Material (in unterschiedlichem Maße) biegen. Die Biegung ist also mehr auf das Material des Flügels zurückzuführen als auf den Flügel selbst.