Wie oft werden Vorflügel in Verkehrsflugzeugen verwendet?

Immer wenn Landeklappen eingesetzt werden.

Vorflügel sind eine Notwendigkeit, wenn der Flügel geschlitzte Klappen oder Fowler-Klappen für maximalen Auftrieb verwendet. Diese Klappen können nicht über die gesamte Spannweite des Flügels reichen, um in der Nähe der Flügelspitzen Platz für Querruder zu lassen.

Sobald die Klappen ausgefahren sind, erhöhen sie den Einfall des Flügels entlang der Klappenspannweite. Dadurch bleibt der Außenflügel bei einem geringeren Anstellwinkel, aber im Wirbelfeld des Innenflügels . Dieses Wirbelfeld induziert einen hohen lokalen Anstellwinkel über die gesamte Flügelspannweite, was einen lokalen Strömungsabriss an der Flügelspitze erzeugen würde, wo die Querruder den Einsatz von Schlitzklappen verhindern . Dieser Strömungsabriss wäre in den meisten Fällen asymmetrisch: Eine Flügelspitze verliert an Auftrieb, während die andere kaum mit dem hohen Anstellwinkel zurechtkommt. Das Ergebnis ist ein starkes Rollmoment, das aufgrund des lokalen Anstellwinkels noch größer wird, wenn das Flugzeug zu rollen beginntam abwärts fliegenden Flügel wird weiter zunehmen. In diesem Zustand sind die Querruder wenig hilfreich, sodass das Rollen nicht kontrolliert werden kann.

Anstellwinkeländerung durch Bewegung (eigene Arbeit)

Überlegen Sie nun, wann Klappen am häufigsten zum Einsatz kommen: In Bodennähe, beim Start und bei der Landung. Stellen Sie sich dann vor, was passiert, wenn das Flugzeug unkontrolliert über eine Tragfläche rollt. Um dies zu vermeiden, sind Vorflügel sehr hilfreich: Sie geben dem Flügel einen zusätzlichen Stallspielraum, indem sie den Stallwinkel nach oben verschieben.

Während der Airbus in Ihrem Bild Lamellen über den gesamten Flügel verwendet, werden sie nur am äußeren Flügel unbedingt benötigt. Wenn Sie sie vor den Schlitzklappen hinzufügen, wird der maximale Auftrieb erhöht und die Mindestgeschwindigkeit über das hinaus reduziert, was mit Klappen allein möglich ist. Daher sind Vorflügel mit voller Spannweite (manchmal kombiniert mit Krüger-Klappen am inneren Teil des Flügels) jetzt Standard.

Die Lamellen sind Hochauftriebsvorrichtungen, die es den Flügeln ermöglichen, bei höheren Anstellwinkeln zu arbeiten. Bei den meisten Flugzeugen werden die Vorflügel automatisch ausgefahren, wenn die Landeklappen ausgefahren werden.

Die Klappen werden eingesetzt, um die Wölbung des Tragflächenprofils zu erhöhen, was den Auftriebskoeffizienten erhöht (und die Strömungsabrissgeschwindigkeit verringert). Die Klappen verringern jedoch auch den Strömungsabrisswinkel, sodass die Flügel früher abreißen (bei kleineren Anstellwinkeln). Je besser die Klappen bei der Erhöhung des Auftriebsbeiwerts sind, desto größer ist diese Verringerung des Strömungsabrisswinkels.

Quelle: code7700.com

Während der Landung und des Starts, wenn die Klappen ausgefahren sind, sind die Bedingungen, wenn der Anstellwinkel hoch ist. Das Hinzufügen von Vorflügeln erhöht den Strömungsabrisswinkel, so dass der Flügelanstellwinkel ohne Strömungsabrissgefahr hoch sein kann.

Quelle: www.recreationalflying.com

Aus diesem Grund werden die Vorflügel immer dann verwendet, wenn die Klappen ausgefahren sind (während Starts und Landungen). Tatsächlich werden die Klappen/Vorflügel durch denselben Hebel gesteuert, so dass die Vorflügel immer dann ausgefahren werden, wenn die Klappen ausgefahren sind. Der Klappen-/Vorflügelsteuerhebel der Embraer 190 sieht beispielsweise so aus:

Quelle: www.woodward.com

Laut Embraer 190 Flight Control System Summary,

Die Vorflügel- und Klappenbewegung wird so sequenziert, dass die Vorflügel zuerst ausfahren und die Klappen zuerst einfahren, wenn der Bewegungsbefehl erfordert, dass sich beide Oberflächen bewegen.