Auftriebsbelastung

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Oft wird leider die Auftriebsverteilung und die Auftriebsbelastung (besser die Verteilung der örtlichen Auftriebsbeiwerte) verwechselt.

Zur Verdeutlichung soll folgende Graphik dienen.

Die drei dargestellten Flügel sollen hierfür ungeschränkt (= durchgehend gleiches Profil, keine Verwindung) sein. Der linke Flügel erzeugt eine fast perfekte elliptische Verteilung des Auftriebes, die bei den anderen Flügeln nach rechts zu natürlich immer flacher wird.

Gleichzeitig erhöht sich aber bei starker Zuspitzung die örtliche Auftriebsbelastung wie gezeigt.

Auftriebsbelastung.jpg

Erklären kann man sich das in etwa so:

Der rechte Flügel muss nahe seiner Spitze immer noch etwas zum Auftrieb beitragen, obwohl die Flügeltiefe praktisch schon null ist. Daraus können wir schließen, dass das Profil dort einen sehr hohen Auftriebsbeiwert bei minimaler Re-Zahl erbringen müsste, was natürlich unmöglich ist.

Also wird die Strömung am Außenflügel frühzeitig abreißen.

Ein vergleichbares Phänomen tritt auch bei Tragflügeln mit starker Rückpfeilung auf. Auch hier ist die Auftriebsbelastung (auch ohne allzu große Zuspitzung) an der Flügelspitze erhöht. Bei stärkerer Zuspitzung erhöht sich dieser Effekt.

Hierzu vier Beispiele.
  • Die gestrichelt rote Kurve symbolisiert die optimale elliptische Auftriebsverteilung.
  • Die durchgezogene rote Kurve beschreibt die Auftriebsverteilung des jeweiligen Flügels.
  • Die grüne Kurve zeigt die örtliche Auftriebsbelastung am jeweiligen Flügel.
Ursprünglicher Trapezflügel mit fast perfekter Auftriebsverteilung. Ell1.jpg
Bild2: Starke Zuspitzung Ell3.jpg
Bild3: Ursprünglicher Trapezflügel aber um 25° gepfeilt. Ell2.jpg
Bild4: Starke Zuspitzung und um 25° gepfeilt. Ell4.jpg


Beachte hierzu auch: die goldenen Regel der Auftriebsverteilung.

Hier wird gezeigt wie man mit Auftriebsverteilung und Auftriebsbelastung "spielen" kann z.B um die Flugeigenschaften zu verbessern.



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