Wie ist bei Jetlinern ein gepfeilter Flügel gegenüber einem dünnen Flügel gerechtfertigt?

Für eine bestimmte Geschwindigkeit ist ein gepfeilter Flügel eine dickere Alternative zu einem geraden, dünnen Flügel. Aber warum? Verlängert der Schwung nicht den Flügel und macht ihn schwerer? Wurde der Pfeilflügel wegen des zusätzlichen Kraftstofftankvolumens gewählt?

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Können Sie die Begründung beziffern? Nehmen wir an, wir haben diesen Strahl der Tiefe x............

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Ja, Sweep macht einen Flügel schwerer und weniger effizient. Aber das Profil eines geraden Flügels dünner zu machen, führt zu abnehmenden Erträgen und wird auch die Masse erhöhen.

Da ein dünner Flügel den gleichen Auftrieb erzeugen muss wie ein dickerer, kann nur die lokale Geschwindigkeitszunahme durch die Dicke angegangen werden, indem das Profil dünner gemacht wird. Die für die Auftriebserzeugung erforderliche Geschwindigkeitserhöhung muss beibehalten werden, sodass der Dickenbeitrag zu einem untergeordneten Faktor für die Flügel wird. Ein dünnerer Flügel erfordert jedoch einen schwereren Holm, um die gleichen Auftriebslasten zu tragen, sodass der dünnere Flügel mehr Auftrieb erzeugen muss, um dieses zusätzliche Gewicht zu tragen. Jetzt wird eine weitere Ausdünnung die Geschwindigkeitszunahme vom Auftrieb erhöhen, was die Gewinne aus der Ausdünnung des Flügels auffrisst.

Wenn Sie sich parametrische Gewichtsgleichungen für Verkehrsflugzeugflügel ansehen, die relative Dicke an der Flügelwurzel δ ist ein Teil von ihnen und tritt im Allgemeinen in einem Faktor wie auf

M W ich N G ∝ 1 δ 0,36
Nun ist es wichtig zu betonen, dass dies für den Dickenbereich gilt, aus dem diese Beziehung abgeleitet wurde, etwas dazwischen δ = 14 % und 16 %. Wenn Sie unter 14% fallen, wird der Exponent höchstwahrscheinlich steigen, da die Masse des Holms allein proportional zu sein sollte 1 δ und wird dominanter, je dünner der Flügel wird. Aber wenn die Wurzeldicke von 15 % auf 14 % verringert wird, was bedeutet, dass wir innerhalb der Grenzen des statistischen Modells bleiben, sollte die Zunahme der Flügelmasse 2,5 % betragen.

Das gleiche Modell gibt den Einfluss der Pfeilung auf die Flügelmasse an

M W ich N G ∝ 1 C Ö S φ 0,57
Ausgehend von einer Flügelpfeilung von 40° erfordert jede Verringerung der Holmdicke von 1 % eine Verringerung der Pfeilung von etwa 2,9°, um das Flügelgewicht basierend auf dieser Beziehung konstant zu halten. Wenn Sie mit dieser 1%igen Dickenabnahme den Flügel um 3° oder mehr glätten können, haben Sie die Nase vorn.

Wie immer ist ein Kompromiss die beste Lösung. Verkehrsflugzeuge der Propeller-Ära hatten dickere Tragflächen als Düsenflugzeuge . Ein gewisser Sweep und eine gewisse Dickenreduzierung ermöglichen es, die kritische Machzahl auf den höchsten Wert zu bringen . Das Tankvolumen ist in der Tat ein wichtiger Faktor und verantwortlich für die vergleichsweise niedrigen Streckungsverhältnisse früher Düsenflugzeuge.

Ändert sich auch der Exponent der zweiten Gleichung?
@Abdullah Alle diese Exponenten hängen stark von der Zusammensetzung der Gleichung ab. Wenn zum Beispiel die Tauchgeschwindigkeit Teil der Mischung ist, hilft es, den Einfluss des Sweeps zu „verbergen“, da beide eng miteinander korrelieren. Der Exponent ändert sich also bereits zwischen den Gleichungen (Roskam - Douglas - Boeing - Datcom - LTH, und ich bin sicher, die Russen haben auch ihre eigene Version) und gleichermaßen, wenn eine andere Mischung von Flugzeugen verwendet wird.

Außerdem muss man bedenken, dass die Luft bei einem gepfeilten Flügel nicht im 90°-Winkel zur Vorderkante auf den Flügel trifft. Die Form der Flügelrippen ist nicht unbedingt die Form, mit der die Luft in Kontakt kommt. Es wird wahrscheinlich ein längerer Weg sein als die Form der Rippe in bestimmten Bereichen des Flügels, wie in der Nähe der Spitze, wo sowohl die Vorder- als auch die Hinterkante einen gewissen Schwung haben.

Wie ist bei Jetlinern ein gepfeilter Flügel gegenüber einem dünnen Flügel gerechtfertigt?
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