Wie können wir den Nutzen berechnen, der durch das Kleben von Segelflugzeugflügelwurzeln erzielt wird?

Die beiden Fragen betreffen eigentlich sehr unterschiedliche Themen.

Die zweite Frage ist einfacher zu beantworten. Nehmen wir Ihre Gedanken an:

Ich habe mich immer gefragt, wie kritisch diese Praxis ist.

Es ist ziemlich entscheidend ! Wenn Sie die Lücke zwischen Flügel und Querruder nicht abgeklebt haben, erhöhen Sie die Wahrscheinlichkeit eines Strömungsabrisses. Dies gilt besonders bei niedriger Geschwindigkeit und großen Anstellwinkeln, also beim Aufheizen oder Landen. Dann könnte ein Luftstrom von der Unterseite des Flügels zur Oberseite durch den Spalt auftreten und den Luftstrom der Oberseite zerstören. Dies führt sehr sicher zu einer Leistungseinbuße, begünstigt aber auch Stalls. Es gab einige Prototypengenau diesen Leistungsverlust erlebt (auf Wunsch könnte ich detailliertere Referenzen liefern). Ich habe noch nichts von einem Strömungsabriss in Bezug auf dieses Problem gehört, und es könnte tatsächlich unwahrscheinlich sein, dass dies auftritt, da unter den beschriebenen Umständen der Übergangspunkt von laminarer zu turbulenter Strömung ohnehin ziemlich nahe an der Vorderkante des Flügels liegt. Nichtsdestotrotz sollte die Möglichkeit einer erhöhten Strömungsabrisswahrscheinlichkeit in Betracht gezogen werden und ist meiner Meinung nach Grund genug, niemals ohne Querruderbänder zu fliegen.

Die erste Frage lässt sich zumindest mit den heutigen Methoden nur qualitativ beantworten. Es isteffektiv: Der Luftstrom wird zwar durch das Band in Turbulenz umgewandelt, ist aber definitiv weniger turbulent als ohne das Band. Jede Art von Turbulenzmodell berücksichtigt die "Menge" der Störung, dh größere Diskontinuitäten der Oberfläche führen zu stärkeren Turbulenzen und damit zu mehr Widerstand. Sie könnten mit nur einem Flügel fliegen und sehen, ob Sie einen Unterschied bemerken können. Wenn Sie ein Rollen oder Gieren bemerken, dann spricht das für den entsprechenden Flügel. Ehrlich gesagt bezweifle ich, dass etwas bemerkt werden kann, wenn der Flügel nur aus einem Teil besteht, weil der asymmetrische Widerstand so nahe am Schwerpunkt liegt (nur an der Flügelwurzel). Aber wenn der Flügel aus mehreren Teilen besteht, könnte das tatsächlich zu einem praktischen Ergebnis führen. Ich denke da zB an Schleichers ASW 28 oder ASG 29 die Innen- und Außenflügelteile + Winglet haben, also 3 Bänder verteilt über die halbe Spannweite. Bitte schaue aber vorher im Handbuch des Schirms nach, ob das Fliegen ohne Klebebänder vom Hersteller erlaubt ist.

Und dann ist da noch das Geräuschproblem.

Angesichts all dieser Informationen auf der einen Seite und im Vergleich zu den Kosten des Klebebands und der Zeit, die zum Anbringen benötigt wird, gibt es keinen Grund, auf die Verwendung von Versiegelung zu verzichten . (Außer natürlich rund um den Baldachin. Sie würden nicht erwarten, auf welche Ideen die Leute kommen können.)

Nach dem, was ich gehört habe, macht der Unterschied etwa 1 oder 2 Gleitpunkte aus.

Ich kann mir vorstellen, dass dies auch eine wichtige Rolle für den Interferenzwiderstand zwischen Rumpf und Flügel spielt. Interferenzwiderstand bedeutet, dass die Summe der Widerstandskräfte des Flügels allein und des Rumpfes allein meist viel geringer ist als der Widerstand der Komponenten, wenn sie als Gesamtsystem zusammengebaut werden. Denn die Luftströmungen um das Objekt herum beeinflussen sich gegenseitig.

Interferenzwiderstand

Wenn die Lücke sehr nahe am Rumpf ist, wie es zum Beispiel beim Astir Cs der Fall ist, kann ich mir vorstellen, dass das Nicht-Tape eine noch größere Rolle beim Interferenzwiderstand spielt. In diesem Fall befindet sich die Lücke innerhalb der Grenzschicht des Rumpfes und der gesamte beschleunigte Luftstrom, der entlang des Rumpfes geht, wird durch diesen kritischen Bereich an der Flügelwurzel strömen. Das würde einen drastischen Anstieg der Gesamtwiderstandskraft ausgleichen.

Induzierter Widerstand

Ein Luftstrom von der unteren zur oberen Seite des Flügels würde neben der Förderung eines Strömungsabrisses auch eine Erhöhung des induzierten Widerstands verursachen, da die Luft versuchen wird, den Druckunterschied von beiden Seiten des Flügels auszugleichen, indem sie durch den Spalt strömt.

Parasiten ziehen

Schließlich wird der parasitäre Widerstand im Allgemeinen zunehmen, da die Strömung um eine Naht parallel zum Luftstrom besonders schlecht für die Leistung ist. Entlang eines solchen Spalts ist der Luftstrom sehr turbulent, da sich viele Wirbel bilden, was zu einer höheren Widerstandskraft führt.

Aus diesem Grund versuchen Segelflugzeughersteller Lücken parallel zum Fahrtwind zu vermeiden. Dies zeigt sich, wenn man die Form der Überdachungen moderner Flugzeuge mit denen älterer Konstruktionen vergleicht.

Zur zweiten Frage

In diesem Fall steht der Spalt senkrecht zum Luftstrom. Also eigentlich nicht so schlimm, als wenn es parallel wäre. In diesem Fall versucht das Band jedoch sicherzustellen, dass der Luftstrom über dem Flügel so lange wie möglich laminar bleibt, was nur durch eine sehr glatte Oberfläche erreicht werden kann, der der Luftstrom folgen kann, ohne sich von der Flügeloberfläche zu lösen und ohne Wirbel zu bilden. Die laminare Strömung verursacht einen deutlich geringeren Widerstand als die turbulente Strömung. Ist die Strömung einmal turbulent, wird sie jedoch nicht so schnell wieder laminar. Daher ist es wichtig, dass dies gar nicht erst passiert.

Interessanterweise kann das Unterstützen der Strömung an oder kurz nach dem Ablösepunkt, um Wirbel zu bilden und turbulent zu werden, tatsächlich die Ablösung der Luftströmung verzögern und den Luftwiderstand verringern. Deshalb verwenden einige Flugzeuge zickzackförmige Übergänge zu den Querrudern, die als Wirbelgeneratoren wirken. Falls Sie sich jemals gefragt haben, warum sich kurz vor der Hinterkante einiger Segelflugzeugflügel und Höhenruder ein Zickzackband befindet.