Wie interagieren Flügelspitzenwirbel mit der Luftströmung an einem Flügel mit Winglets?

Wenn einem Flugzeug Winglets hinzugefügt werden, interagieren die Wirbel immer noch mit dem Luftstrom und erzeugen Aufwind und Abwind. Wenn die Wirbel mit dem Rest der Strömung interagieren, frage ich mich, wie sie das tun.

Im Grunde frage ich also, ob Flügelspitzenwirbel den Luftstrom beeinflussen können, wenn sich Winglets in einem Flugzeug befinden.

Antworten (3)

Winglets ändern nichts an den Gesetzen der Physik. Insbesondere verändern sie die Umströmung eines Flügels nicht derart, dass kein Auf- oder Abwind entsteht. Sie bringen lediglich etwas mehr Luft in die Auftriebserzeugung ein , so dass die Wirbelstärke leicht reduziert wird.

Bei Winglets bilden sich Flügelspitzenwirbel jetzt an der Spitze des Winglets statt an der Flügelspitze. Der Nachlauf hinter dem Flügel rollt immer noch auf und erzeugt die üblichen Nachlaufwirbel , in denen die Flügelspitzenwirbel absorbiert werden. Um mit einem etwas schwächeren Wirbel den gleichen Auftrieb zu erzeugen, wird der Abstand zwischen beiden Wirbeln etwas vergrößert. Tatsächlich muss das Flugzeug, um das Gewicht des Winglets zu tragen, mit Winglets etwas mehr Auftrieb erzeugen als ohne, was ihren Nutzen verringert.

Das Winglet bewirkt also, dass Wirbel weiter vom Flügel entfernt auftreten, wodurch mehr Luft für die Auftriebserzeugung verwendet wird.
@Crafterguy: Vergiss die Wirbel. Das Winglet ermöglicht es, mehr Luft für die Auftriebserzeugung einzubeziehen. Daher wird mehr Luft durch weniger beschleunigt.

Es kommt darauf an, was Sie unter Wingtip Vortices verstehen. Wenn Sie die aus dieser Antwort meinen, wird sie kein Winglet verhindern. Diese sind die Folge der Auftriebserzeugung und werden hauptsächlich durch Gewicht und Fluggeschwindigkeit beeinflusst.

Flügelspitzenwirbel sind streng genommen nur das Stückchen Luft, das um die Flügelspitze geschleudert wird. Ein sehr langes Winglet würde das verhindern, aber eine Cessna würde immer noch mächtig herumflattern, wenn sie in das Loch fällt, das der A380-Flügel bei Anfluggeschwindigkeit hinterlassen hat. An der Flügelspitze endet die Auftriebserzeugung, und dort gibt es eine Diskontinuität, Winglet oder nicht.

Ohne Winglets stabilisieren sich die Flügelspitzenwirbel (oder Nachlaufturbulenzen) bei etwa zwei Dritteln der Flügelspannweite. Je näher die Nachlaufturbulenz am Flugzeugkörper ist, desto mehr Widerstand wird induziert.

Winglets verlängern quasi die Flügelspannweite (um ein Vielfaches ihrer eigenen Länge), sodass sich die Wirbelschleppen weiter entfernt vom Körper stabilisieren und die Winglets somit den induzierten Widerstand reduzieren.

Meinen Sie mit "bei etwa zwei Dritteln der Flügelspannweite stabilisieren", dass das äußere Drittel der Flügelspannweite die Luft nicht nach unten ablenkt? Ist die Situation, die Sie beschreiben, im Reiseflug oder im Anflug?
@Koyovis Nein. Das Zentrum des Wirbels bewegt sich von der Flügelspitze in Richtung des Flugzeugkörpers, ungefähr ein Drittel der Flügellänge, während sich das Flugzeug wegbewegt.
Vielleicht möchten Sie hinzufügen, dass das Vielfache normalerweise mit 0 beginnt. Wie in 0.3.
@PeterKämpf Beim Bezug auf die Wingletlänge ist das Vielfache größer als 1, sonst wäre ein längerer Flügel effizienter.
Nein, überprüfen Sie Ihre Daten. Ein Winglet ist ungefähr so ​​gut wie eine Spannweitenverlängerung von 30 % der Winglet-Spannweite, vorausgesetzt, das Flugzeug fliegt meistens mit optimalem L/D.
@TimothyTruckle: Der Flügel gibt über die gesamte Spannweite Wirbel ab (genauer gesagt, wenn ein Auftriebsgradient über der Spannweite vorhanden ist), sodass es kein anfängliches Zentrum gibt - dieses bildet sich nur, wenn das Kielwasser hinter dem Flügel aufrollt. Der Spitzenwirbel ist Teil dieses Nachlaufsystems, aber nicht sein Ursprung.
Wie interagieren Flügelspitzenwirbel mit der Luftströmung an einem Flügel mit Winglets?
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