Ich habe gehört ( und gelesen ), dass die PA-28-Serie einen Flügel mit laminarer Strömung hat:
Die Piper hatte ein sehr dickes Profil, das eine laminare Strömung verwendete, um sicherzustellen, dass der Auftrieb bis zum Strömungsabriss sehr langsam verloren ging.
Die Leute scheinen den Flügel des Cherokee als eine Art erstaunliche Sicherheits- und Leistungsverbesserung aufzuschlagen . Ich habe immer verstanden, dass Laminarströmungsflügel einen abrupten, harten Strömungsabriss hatten, aber im Reiseflug einen geringeren Luftwiderstand boten. Ich habe eine Menge früher Cherokee-Zeit auf dem 'Hershey Bar'-Flügel, und sein Strömungsabrissverhalten ist sanft und vorhersehbar, während seine Reisegeschwindigkeit fast Knoten für Knoten auf dem Niveau einer Cessna 172 mit vergleichbarer Leistung liegt.
Ist der Laminar-Flow-Flügel PA-28 nur ein Marketing-Gag? Wenn man einen Cherokee-Flügel in einen Windkanal stellen würde, würden wir dann eine laminare Strömung sehen?
Kurze Antwort: Ja. Sie würden eine laminare Strömung sehen.
Längere Antwort: Es kommt darauf an. Im Fall des Windkanals hängt es von der Laminarität des Windkanals ab: Ältere Konstruktionen hatten zu viele Turbulenzen, um viel Laminarität zuzulassen. Genau aus diesem Grund war die laminare Strömung in den ersten Jahrzehnten der Luftfahrt noch wenig verstanden .
Das Tragflächenprofil des Cherokee ist die NACA , und seine Reynolds-Zahl liegt im Normalbetrieb im einstelligen Millionenbereich. Die laminare Schaufel liegt idealerweise zwischen den Auftriebskoeffizienten von 0,2 bis 0,6, und die Reynolds-Zahl ist niedrig genug, um eine laminare Strömung zu ermöglichen. Wenn Sie sich jedoch dem Stall nähern, hat die Oberseite eine ausgeprägte Sogspitze in der Nähe der Nase, wodurch die Strömung direkt nach der Spitze schnell in eine turbulente Strömung übergeht. Laminare Strömung ist nur auf der Unterseite zu finden (wenn die Oberflächenrauhigkeit gering genug ist).
Die Druckverteilung über die hinteren 50 % des Profils zeigt einen konstanten Druckanstieg, so dass der beginnende Strömungsabriss durch eine Strömungsablösung gekennzeichnet ist, die an der Hinterkante beginnt und mit zunehmendem Anstellwinkel langsam nach vorne marschiert. Dies lässt den Sogbereich im vorderen Teil ungestört und hält den Auftrieb um den Strömungsabriss herum nahezu konstant.
Dem gegenüber steht das Stallverhalten der 5-stelligen NACA-Serie, das nur als fies bezeichnet werden kann. Der Abriss ist durch eine Strömungsablösung direkt hinter der Saugspitze an der Nase gekennzeichnet, und der Auftriebskoeffizient fällt plötzlich um mindestens 0,2 Zählwerte ab, wenn das Schaufelblatt abreißt. Nur einige Laminarprofile haben ein ähnlich harsches Strömungsabrissverhalten; das passiert meist dann, wenn deren Konstrukteure zu ehrgeizig waren und den Druckanstieg mit einer Stratford-Druckverteilung erreichten . Dies ist eine Verteilung, die die Ablösungsgrenze über ihre Länge konstant hält, und im Stall wird sie überall gleichzeitig überschritten, wodurch eine plötzliche, große Ablösung entsteht.
Ein gut konstruiertes laminares Schaufelblatt hat ein sanftes Strömungsabrissverhalten. Seine Auftriebsbeiwerte bei laminarer Strömung sind normalerweise ziemlich weit vom Strömungsabriss entfernt, und seine Strömungsabrisseigenschaften können unabhängig von der Region mit laminarer Strömung maßgeschneidert werden. Verwendung einer NACA statt NACA 23015 ist kein Marketing-Gag, sondern eine gute Wahl.
In Bezug auf die Leistung: Solange das Flugzeug ein festes Fahrwerk hat, wird die Laminarität des Flügels wenig Einfluss auf die Höchstgeschwindigkeit haben – der parasitäre Luftwiderstand all dieser Dinge, die aus der Flugzeugzelle herausragen, wird den Luftwiderstand dominieren. Je höher die Reynolds-Zahl im Flug ist, desto kürzer ist außerdem die laminare Strömung, bevor sie in eine turbulente Strömung übergeht , sodass der Effekt bei höherer Geschwindigkeit stark reduziert wird. Auch die Art und Weise, wie der Flügel gebaut ist, macht einen großen Unterschied, denn jeder Nietkopf und jede Lücke erzeugt dahinter einen Keil aus turbulenter Strömung.
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