Wie reduziert das umlaufende Flügeldesign den Luftwiderstand?

Es verringert nicht den Luftwiderstand, sondern erzeugt mehr davon.

Dieses Konzept wird als "Kastenflügel" bezeichnet und ist eine Variante geschlossener Flügel . Ein anderer wird "verbundener Flügel" genannt und wurde von Julian Wolkovitch populär gemacht . Allerdings können nur Leute, die nicht verstehen, wie ein Flügel Auftrieb erzeugt, von diesem Konzept verführt werden – es hat zu viele Nachteile für die bescheidene Reduzierung des induzierten Widerstands, den es bietet. Die allgemeine Idee besteht darin, die horizontale Oberfläche eines T-Leitwerks nach vorne zu streichen und es zu strecken, bis es sich dem nach hinten gepfeilten Flügel anschließt und ihn beim Biegen entlastet, ähnlich wie bei einer Strebe.

Ähnlich wie bei Winglets wird die vertikale Verlängerung der Flügelstruktur mehr Luft in die Erzeugung von Auftrieb einbeziehen, was den induzierten Widerstand verringert, aber diese verlängerte Struktur muss mit einer kräftigen Massenzunahme erkauft werden, die den Gewinn des induzierten Widerstands umkehrt, weil viel mehr Auftrieb muss erzeugt werden, um die zusätzliche Struktur anzuheben.

Beachten Sie insbesondere, dass der hintere Flügel (der als Heckfläche fungieren soll) auf Druck belastet wird, um den Flügel zu stützen. Eine schmale Gestaltung dieses Heckflügels macht ihn anfällig für Knicke, die nur durch eine steife und schwere Struktur vermieden werden können, und erhöht seinen Reibungswiderstand aufgrund seiner viel niedrigeren Reynolds-Zahl. Wenn ein Winglet-ähnliches Element zwischen Flügel und Höhenleitwerk hinzugefügt wird, wird dieses Winglet nun auf Biegung belastet und muss außerdem viel stärker und schwerer als ein herkömmliches Winglet gemacht werden.

Dies als "Prandtl-Flugzeug" zu bezeichnen bedeutet, die Veröffentlichung von Ludwig Prandtl aus dem Jahr 1924 , der sehr gut verstand, wie Flügel Auftrieb erzeugen, über den Nutzen von Kastenflügeln völlig falsch zu verstehen.

Es verhält sich wie ein Flügel mit einem höheren effektiven Seitenverhältnis, dank der Flügelspitzen, die sich im Kreis drehen, während es in kleinere Gesamtabmessungsbeschränkungen passt. Dieser Flügel kann auch dünn sein, ohne so viel strukturelles Gewicht zu erleiden wie ein normaler Flügel, dank der Versteifungswirkung seiner Kastenform (aber es muss mehr Winkel zwischen den Flügeln geben als auf dem Bild, um eine signifikante strukturelle Verbesserung zu erzielen).

Der Preis dafür ist, dass er immer noch Gewicht hinzufügt und zu einem Tandemflügel mit möglichen Störungen zwischen Ober- und Unterseite wird. Ist es insgesamt besser? Es scheint, dass der allgemeine Fall nein ist, aber es hat höchstwahrscheinlich seine Nischen, in denen es besser ist.

Es gab eine verwandte Frage: Leiden Boxwings genauso unter induziertem Luftwiderstand wie normale Wings? - das hat viel detailliertere Informationen in den Antworten. Überprüfen Sie es unbedingt.

Unterm Strich ist es ein Tandemflügel mit einer kleinen Flosse, die sich an den Spitzen anschließt. Im Grunde eine Variation dieser Vorrichtung, die mehr oder weniger fliegt.

https://en.wikipedia.org/wiki/File:Henri_Mignet_HM_14.jpg

Die Wahrheit ist, es gibt nicht viel unter der Sonne in der Luftfahrt, was nicht schon in den 30er Jahren erdacht wurde.