Wie würde ein Flügel reagieren, wenn er rückwärts geflogen würde?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Aus Neugier, was würde passieren?

Würde Druck auf Ober- und Unterseite kippen? oder gleich bleiben oder wie ein normaler Flügel mit weniger Auftrieb fungieren?

Ich würde annehmen, dass es immer noch länger dauern würde, über die Spitze zu reisen als über die Unterseite. Dann greift die Energieerhaltung und erzeugt aufgrund des Drucks einen Auftrieb, wobei ich mich nur frage, welche negativen Auswirkungen auftreten?

Klingt so, als wollten Sie die widerlegte "Theorie des gleichen Transits" des Auftriebs abonnieren.
Wow, Ihr Bild zeigt das Tragflächenprofil in einem extrem negativen (nach hinten gerichteten) Anstellwinkel. Offensichtlich würde es "nach dem Dreck tauchen" und heftig in den Boden krachen. Ende der Geschichte, genug gesagt.

Antworten (2)

Was würde passieren? Strömungstrennung auf der Saugseite, aber es würde immer noch Auftrieb wie ein normales Tragflächenprofil erzeugen. Das L/D-Verhältnis wäre allerdings mies.

Nur in einem kleinen Anstellwinkelbereich zeigt der Flügel beidseitig Anströmung: Wenn der Staupunkt genau an der Spitze der Hinterkante liegt. Dieses Verhalten ähnelt dem einer flachen Platte und erzeugt einen ziemlich begrenzten Bereich nutzbarer Auftriebskoeffizienten und wesentlich mehr Luftwiderstand als bei richtiger Verwendung. Aber trotzdem bekommt man auf der einen Seite mehr Sog und auf der anderen Seite mehr Druck. Die stumpfe hintere Kante bewirkt eine Strömungstrennung bei allen Angriffswinkeln und erhöht den Druck- (oder Form-)Widerstand erheblich .

Ein Schaufelblatt mit einer stumpfen Hinterkante hat einen Vorteil gegenüber einer flachen Platte, da es über einen etwas größeren Anstellwinkelbereich akzeptabel funktioniert, aber dies ist immer noch kein Vergleich mit dem Verhalten mit der stumpfen Seite nach vorne. Tatsächlich muss die Vorderseite eines Strömungsprofils stumpf sein, um seine Verwendung über einen größeren Anstellwinkelbereich zu ermöglichen, während sein hinteres Ende spitz sein muss, um den Bereich zu verringern, über dem sich die Strömung ablöst.

Jetzt denke ich, ich sollte ein oder zwei Zeilen über die Ursache des Auftriebs schreiben. Im Wesentlichen erzeugt ein Flügel Auftrieb, indem er die Luft, die ihn umströmt, nach unten beschleunigt . Die Neigung des Flügels reicht bereits aus, um diese Beschleunigung zu bewirken, unabhängig davon, welche Seite nach vorne zeigt. Das folgende Diagramm zeigt, wie sich mehrere Tragflächen über den ersten 180°-Anstellwinkel verhalten.

Auftriebsbeiwert über die ersten 180° Anstellwinkel

Auftriebsbeiwert über die ersten 180° Anstellwinkel ( Bildquelle )

Missverständnis von Ursache und Wirkung. Die Beschleunigung der Luft ist nicht die Ursache des Auftriebs. Wie kann es sein? Die Luft wird beschleunigt, nachdem sie auf die Flugzeugzelle trifft. Die Beschleunigung ist einfach eine Folge (das bedeutet eine Wirkung , keine Ursache ) des Prinzips der Impulserhaltung. Dieses Prinzip ist natürlich sehr, sehr wichtig und alle Flieger müssen es verstehen, aber es ist nicht die Ursache des Auftriebs. Der Auftrieb wird durch das Ergebnis des Aufpralls der Atmosphärenmoleküle auf der Oberfläche der Flugzeugzelle verursacht.
@CharlesBretana " Einfluss der Atmosphärenmoleküle auf die Oberfläche der Flugzeugzelle "? Meinst du wirklich Newtons Stoßtheorie? Vielleicht lesen Sie stattdessen dies
Nein, ich meine nicht Newtons Stoßtheorie. Ihre Antwort auf diese andere Frage ist ausgezeichnet. Es ist ausführlicher, genau das, was ich meine. Vielleicht missverstehst du, was ich oben sage. Wenn ich Aufprall der Atmosphärenmoleküle auf die Oberfläche der Flugzeugzelle sage, spreche ich über dasselbe, worüber Sie sprechen, wenn Sie sagen, dass die Moleküle an der Unterseite stärker gegen die Flügelhaut prallen als an der Oberseite, und der Unterschied ist Aufzug . Der Unterschied, auf den Sie sich beziehen, ist der Unterschied zwischen den Kräften, die durch alle molekularen Kollisionen auf der Unterseite und denen auf der Oberseite ausgeübt werden.
Tatsächlich ist der Auftrieb, wie ich sagen würde, nur die normale (normal zum Fluggeschwindigkeitsvektor) Komponente der vektoriellen Summe aller Kräfte, die von ALLEN molekularen Kollisionen von Luftmolekülen ausgeübt werden, die auf die Flugzeugzelle treffen, ebenso wie der Luftwiderstand die parallele Komponente von ist dieselbe Vektorsumme.
@CharlesBretana Dann sind wir auf der gleichen Seite. Um Newton noch einmal zu verwenden, Kraft ist Masse mal Beschleunigung. Die Luft wird beschleunigt, während sie gleichzeitig gegen den Flügel drückt. Keine Notwendigkeit, Ursache und Wirkung zu verwechseln: Es geschieht alles gleichzeitig.
Ja, wir sind fast auf derselben Seite ... Aber ich glaube, das grundlegende Verständnis wird schwer getroffen, wenn wir Ursache und Wirkung verwechseln. Sie treten tatsächlich fast zur gleichen Zeit auf, nun ja, sehr nahe zur gleichen Zeit, aber F=ma hat zwei Variablen. Es wäre absurd zu sagen, dass die Beschleunigung die Kraft verursacht.
@Charles: Es gibt viele Artikel, die versuchen, diesen Begriff des Impulses zu korrigieren. "Es ist nicht notwendig, die Bewegungsgleichung als eine Ursache-Wirkungs-Beziehung zu betrachten." 1 Nehmen Sie einen Tanker, der seine Nutzlast Wasser abwirft: bewirkt die Verringerung der Kraft W (aka F ; m g ) vor der Änderung in m ? Nein, da beide simultan sind (in der Newtonschen Mechanik); "Einige Lehrbücher verwenden Newtons zweites Gesetz als Definition von Kraft,[5][6][7], aber dies wurde in anderen Lehrbüchern herabgesetzt.[8]: 12–1 [9]: 59" 2
@ymb1, Der einzige Prozess, der versucht, den Begriff von Ursache und Wirkung herabzusetzen, ist die "gruselige" Fernwirkung in der Quantenmechanik, die vorgibt, die Quantenverschränkung zu erklären. Wollen Sie damit sagen, dass F=Ma ein Beispiel für Quantenverschränkung ist? Es ist vielleicht nicht notwendig , die Bewegungsgleichung als eine Ursache-Wirkungs-Beziehung zu betrachten, aber das bedeutet nicht, dass es kein Ursache-Wirkung-Verhältnis ist . Es ist immer noch Ursache und Wirkung, unabhängig davon, ob Sie es so sehen oder nicht
@ymb1, und sie sind nicht gleichzeitig! Heck, der gesamte Begriff der Gleichzeitigkeit, von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie, hat sich als eine Wahrnehmungsfiktion erwiesen. Die Newtonsche Mechanik ist einfach falsch. Zwei beliebige Ereignisse in der Raumzeit können entweder als A vor B, A nach B definiert werden oder befinden sich nicht einmal im Zeitkegel des anderen (sie können sich nicht gegenseitig bewusst sein), siehe en.wikipedia.org/wiki/Relativity_of_simultaneity
@CharlesBretana: Kein QM oder GR hier (aber wo wir gerade davon sprechen, in GR spürt ein beschleunigendes Objekt keine Kraft). Zurück in Newtons Land: unter Verwendung der Kleppner & Kolenkow-Ref.: "Es ist die Wechselwirkung [zwischen Systemen], die physikalisch signifikant ist und die für die Kraft verantwortlich ist." Sie haben F=ma verwendet, um ein Argument zu machen, und mein Gegenbeispiel war das Tanker-Szenario. Mit anderen Worten in Bezug auf Flügel: Die Nettobeschleunigung der Luft und der Nettoauftriebsvektor sind ein und dasselbe.
@ ymb1, In Ihrem Tankerbeispiel, bevor der Tanker das Wasser abgibt. Die Kraft ist der Auftrieb an den Flügeln. Die Masse ist die Masse des Tankfahrzeugs und des Wassers. Die resultierende Beschleunigung beträgt 32 ft/sec2 (im Horizontalflug). Nach dem Loslassen ist die Kraft gleich (bis der Pilot den hinteren Steuerknüppel nachlässt, um den AOA zu senken, der Auftrieb ändert sich nicht), die Masse ist die Masse des Tankers ohne Wasser und die Beschleunigung ist größer als 32 Fuß /sec2 um einen gewissen Betrag.
@ymb1, Auch in GR spürt ein beschleunigendes Objekt IMMER die Kraft, zumindest wenn Sie die Beschleunigung richtig messen, in einem nicht beschleunigten Bezugsrahmen (freier Fall).

Wenn Sie den abgebildeten Flügel nehmen, dieselbe stumpfe Seite des Flügels nach vorne, und etwas dazwischen, beginnen Sie zu sehen, was in den 1940er Jahren von der nordamerikanischen Luftfahrt als "laminare Strömung" erforscht wurde, bei dem Versuch, den Luftwiderstand zu verringern, indem die Strömungstrennung so weit wie möglich verzögert wurde .

Das Verschieben des dicksten Teils des Flügels nach hinten auf etwa 30 % und der größten Wölbung auf etwa 40 % reduziert den Luftwiderstand, indem nicht nur die turbulente Strömung auf der oberen Rückseite des Flügels reduziert wird, sondern auch Schub hinzugefügt wird, indem der Auftriebsvektor nach vorne geneigt wird . Der resultierende Flügel hat ein verbessertes Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand, leidet aber unter demselben Problem wie der umgekehrte Flügel: ein sehr scharfer, unvorhersehbarer Strömungsabriss aufgrund des Fehlens eines Warnstoßes und eines niedrigeren Strömungsabrisses von der scharfen Vorderkante.

Das Abrunden der Vorderkante verbessert die Stalling-Eigenschaften erheblich, was zur Verwendung von Vorflügeln führt , um das Beste aus beiden Welten für Reise- oder Langsamflug zu haben.

Das Kline-Fogelman-Design versuchte sogar, den hinteren oberen Teil des Flügels zu entfernen, und wurde von der NASA untersucht (nicht schlüssig), aber die altehrwürdige Methode zur Minimierung des Luftwiderstands, wie sie bei Segelflugzeugen zu sehen ist, ist ein möglichst hohes Seitenverhältnis Worte, Entfernen der gesamten Rückseite des Flügels. Dies zeigt sich auch im moderneren Flugzeugflügel der 787 im Vergleich zur älteren 707.

Re "Die altehrwürdige Methode zur Minimierung des Luftwiderstands, wie sie bei Segelflugzeugen zu sehen ist, ist ein möglichst hohes Seitenverhältnis, mit anderen Worten, das Entfernen der gesamten Rückseite des Flügels." -- Ich denke, Sie müssen das etwas näher ausführen und nicht dem folgen, was Sie mit "Entfernen der gesamten Rückseite des Flügels" meinen!
Die nächste Zeile veranschaulicht dies gut. Bei einer bestimmten Geschwindigkeit ist die Strömung in der Nähe der Vorderseite des Flügels glatter. Das und die proportionale Reduzierung des Flügelspitzenwirbels tragen zur Reduzierung des Luftwiderstands bei.
Wie würde ein Flügel reagieren, wenn er rückwärts geflogen würde?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v