Warum hatte die Concorde keine Landeklappen oder Vorflügel?

Warum keine Klappen?

Klappen verändern das Nickmoment eines Flügels. Immerhin fügen sie Lift über den vollen Akkord hinzu, also greift die Summe der erhöhten Lifts etwa in der Mitte des Akkords an, was einen Viertelakkord hinter dem regulären Lift ist. Wenn es keine separate Heckfläche gibt, um das durch diesen zusätzlichen Auftrieb verursachte Nickmoment zu kompensieren, neigt das Flugzeug schnell mit der Nase nach unten und stürzt ab.

Als nächstes ändern die Klappen den Sturz und destabilisieren daher den Flügel. Ohne ein stabilisierendes Heck wird eine gewölbte Delta-Konfiguration instabil. Die einzige für Deltaflügel hilfreiche Wölbung befindet sich an der Vorderkante und muss durch eine kleine Hinterkantenauslenkung der Steuerflächen nach oben kompensiert werden. Positive Wölbung in der Nähe der Hinterkante ist destabilisierend und kann nur bei einem Nurflügler mit künstlicher Stabilitätssteigerung toleriert werden.

Warum keine Lamellen?

Lamellen sind hilfreich, um die Strömungstrennung zu höheren Anstellwinkeln zu verzögern und ermöglichen es einem Flügel, mehr Auftrieb zu erzeugen. Um ihre Wirkung zu verstehen, reicht es nicht aus zu betrachten, was sie mit der Umströmung des Flügels bewirken, sondern es muss auch die Wirkung des Flügels auf den Vorflügel verstanden werden. Ein Vorflügel ist wie ein kleiner Flügel, der direkt vor und daher im Aufwind des Hauptflügels fliegt. Der Flügel erzeugt einen sehr hohen Auftrieb auf dem Vorflügel und sieht wiederum seine Saugspitze um die Vorderkante herum stark reduziert, was dazu beiträgt, die Strömung stromabwärts zu halten. Das folgende Vergleichsdiagramm sollte diesen Effekt gut veranschaulichen:

_{Abbildung 36 aus dem Artikel „ High Lift Aerodynamics “ von AMO Smith}

Aber ein Delta-Flügel mit hohem Anstellwinkel hat keine anliegende Strömung auf seiner Oberseite. Es nutzt die Strömungstrennung an der Vorderkante, die einen starken Wirbel über dem oberen Flügel erzeugt. Dies wird Wirbelauftrieb genannt . Für Start und Landung würde der Einsatz von Vorderkantengeräten der Concorde also nur wenig helfen - sie sind am hilfreichsten in der Region, kurz bevor der Wirbelauftrieb einsetzt. Dies wäre für Unterschallkreuzfahrten, für die der ursprüngliche Concorde-Flügel völlig ungeeignet war. Das Hinzufügen von Wölbung an der Vorderkante hätte das Unterschall-L / D stark erhöht, sodass die Unterschall-Kreuzfahrtsegmente (wie alle Flüge über Land) und der Flug in Warteschleifen viel effizienter gewesen wären. Das wurde zunächst nicht berücksichtigt und die geringere Komplexität eines Flügels ohne Latten bevorzugt.

Bei Concorde B wurde eine Spannweitenvergrößerung und das Hinzufügen eines variablen Vorderkantenabfalls (keine Vorflügel!) vorgeschlagen. Das folgende Bild stammt von der ursprünglichen Website, die die Quelle für die Website war, auf die Sie in Ihrer Frage verlinkt haben.

_{Aerodynamische Verbesserungen der Concorde B ( Bildquelle )}

Wenn man sich nun anschaut, wie die L/D dadurch verbessert worden wäre, wird deutlich, wo die Leading-Edge-Geräte am meisten geholfen haben. Die L/D-Verbesserung bei Start und Landung ist übrigens größtenteils auf die Spannweitenerhöhung zurückzuführen.

_{Vergleich der aerodynamischen Effizienz von Concorde A und B ( Bildquelle )}

Diese Informationen fehlen auf der Seite, auf die Sie verlinkt haben, sind aber wichtig, um zu verstehen, warum Concorde B einen variablen Droop hinzugefügt hat: Es sollte helfen, die Reichweite über die Paris-New York-Verbindung hinaus zu erweitern und einen effizienteren Unterschallflug zu ermöglichen (insbesondere das Halten bei 250 Knoten ).

Denn bei einem Delta-Flügel hat die Hinterkante die Höhenruder und ist zu weit hinten, um eine Klappe zu haben. Sie hängen von der Flügelfläche und der Fähigkeit ab, mit viel höheren AOAs als gerade Flügel zu operieren, um die Geschwindigkeit zu senken.

Was die Lamellen betrifft, so erhöhen sie Clmax nicht allzu sehr, nur ein wenig von der Erhöhung des Akkords beim Herabhängen der Vorderkante. Die Hauptfunktion von Vorflügeln besteht darin, als konvergente Düse zu fungieren, um eine Luftschicht mit höherer Geschwindigkeit entlang der Oberseite des Flügels zu injizieren, um den Strömungsabriss zu erhöhen, damit der Flügel durch Betrieb mit höheren AOAs einen höheren Auftrieb entwickeln kann. Ein normaler Flügel mit einem Stalling AOA von etwa 15 Grad hat einen Stalling AOA von etwa 25 Grad bei ausgefahrenen Vorflügeln.

Deltas arbeiten bereits bei sehr hohen AOAs, wenn sie langsam sind, aufgrund des riesigen Wirbels, der durch die steil geschwungene Vorderkante erzeugt wird, die den Strömungsabriss verzögert. Das Hinzufügen einer Lamelle bietet nicht genügend zusätzlichen Nutzen. Mir fällt keine Delta-Wing-Klimaanlage mit Lamellen-LEs ein, obwohl vielleicht jemand welche kennt. Vorderkantenklappen ja, aber keine Vorflügel.