Varför leder en ren konfiguration till generering av större vinklar?

17

"Slow, heavy, clean" är de tre stora förhållandena som ger starkare vingvorter. Det är mycket tydligt hur "långsamma och tunga" flygplan skapar starkare vorter, men varför en "ren" konfiguration genererar starkare vaken turbulens är mindre klar.

Jag grävde lite på det här och fann att vissa personer sa att "användningen av flikarna minskar AoA och därmed leder till svagare vakna turbulens" och andra hävdar att "användning av klaffar rör sig i centrum av hissen mot vingsens rot och som leder till mindre lyft runt vingarna och därmed mindre vinklingsturbulens.

Vilken förklaring är korrekt?

Redigera) Jag kollade svaret här Vad är förhållandet mellan angreppsvinkel och vakna turbulens? , men jag är inte riktigt säker" inte riktigt "är det rätta svaret på detta. AIM (Aeronautical Informational Manual) är väldigt tydlig om detta, betecknar "klart" (tillsammans med "tungt" och "långsamt") som en av de tre faktorerna som ökar vakenurbulensen.

    
uppsättning lemonincider 27.02.2017 03:30

4 svar

7

Jag skulle faktiskt anta det motsatta att vara sant.

Låt oss anta vortexintensiteten och den inducerade dragen är direkt korrelerad. Den inducerade dragkoefficienten kan uttryckas som:

$ c_ {Di} = \ frac {c_L ^ 2} {\ pi \ cdot AR \ cdot e} $

  • $ c_L $: Lyftkoefficient
  • $ AR $: Wing-bildförhållande
  • $ e $: Den så kallade Oswald-faktorn , ett tal som är lika med en för elliptiska lyftfördelningar. Den minskar för fördelningar som avviker från den elliptiska.

De flesta vingeformerna syftar till att uppnå en elliptisk hissfördelning för att minimera inducerad dra i ren konfiguration .

Som flikar, spoilers, luftavbrott och så vidare sätts in, kommer hissfördelningen att avvika väsentligt från den elliptiska (se diagram), vilket reducerar $ e $ faktorn och ökar inducerad dragning. Om det första antagandet fortfarande kvarstår, kommer en ökning av inducerade dra att orsakas av en ökning av virvelintensiteten.

Dessutom kan signifikant högre lyftkoefficienter uppnås med deployerade höglyftanordningar, vilket också bidrar till ökad virvelintensitet.

    
svaret ges 02.03.2017 09:57
1

Vad orsakar vingvorter? När vingen producerar hiss, är det högre lufttryck under det och lägre lufttryck ovanpå det. Vid vingspetsen viker högtrycksluften över till lågtrycksluften, vilket skapar vortexets rotationselement, som beskrivs i den här artikeln . Ju mer lyft genereras vid vingspetsen, desto starkare blir virveln.

Aerodynamisk lyft är en produkt av lyftkoefficient, lufttäthet, lufthastighet och vingeområde. För subsoniska hastigheter: L = $ C_L $ * ½ * ϼ * $ V ^ 2 $ * A. Endast faktorn ½ i denna ekvation är en sann konstant! Vi har en ekvation med fem variabler, så vi kan titta på vad som varierar när.

I motsats till vårt första instinkt är vingeområdet inte en konstant. Moderna flygplan har Fowler-flikar i bakkanten, som sträcker sig utåt och ökar vingeområdet, samt förändrar vingeens kurva vilket ökar lyftkoefficienten vid en given AoA. Så det finns den första delen av vårt svar: med avböjda flikar har vi mer vingeområde för att producera en viss mängd hiss, därför lägre nödvändiga lufttryck, därför mindre luftflipningar vid vinge-spetsen:).

Den andra delen av vårt svar har också att göra med flikar. Elliptisk lyftfördelning är endast möjlig när vingspetsen har noll AoA, en situation som är utformad för att ske i kryssning. En ren vingkonfiguration är utformad för kryssningsförhållandet, där det finns massor av flyghastighet för att generera hiss och vi vill behålla inducerade drag till ett minimum. Den samma rena vingen är väldigt illa lämpad för att producera samma mängd hiss vid lägsta möjliga landningshastighet.

CL är en funktion av angreppsvinkel och vingeform. Svaret med diagrammet av CL visar CL vid konstant alf som en funktion av flikböjning. En kurva på CL vid konstant flapböjning som en funktion av alfa skulle visa relativt mer lyft genererad nära vingspetsen, och det är där vingvorterna genereras. Flikar ligger mer inombords, vilket innebär att vid större avböjning genereras en större del av lyftkraften bort från vingspetsen.

    
svaret ges 25.04.2017 04:21
0

Jag har sett båda dessa skäl brukar förklara detta, och förmodligen bidrar de båda till det, men i min CPL-utbildning lärde jag mig anledningen till att ett icke-rent luftfartyg (och kom ihåg att detta inkluderar landningsutrustning, spoilers, lameller etc.) orsakar luftflöde att störas vilket minskar virvelgenerering. Uttalandet görs alltid med hänvisning till "ren", inte "flikar tillbaka".

Frågan kom också upp på Quora , och två svar kom tillbaka, en med resonemanget jag gav, och en annan med det ökade AoA-konceptet.

    
svaret ges 02.03.2017 03:06
0

Jag är inte säker på att allt är så enkelt och uppenbart om flikar och redskap.

Faktiskt med flikar har vi minst fyra poäng för generering av vorter: på vingspetsar och på flikarets yttre kanter, och de kan blandas med varandra. FAA / EASA-svaret verkar baseras på följande NASA-forskning , och tar hänsyn till kombinationen av vingspetsar med flaps / växelvorter och snabbare försvagning av total vortexstyrka. Jag antar att det verkligen är meningsfullt: flygplan i ren konfiguration genererar "traditionella", ganska välstudierade virveler, medan flygplan i landningskonfiguration genererar mycket mer komplicerade störda turbulenta flöden. Det är mycket svårt att säga vilken är starkare och farligare.

Mycket intressant tråd om ämnet finns på PPRuNe , med fina bilder av helt förvirrade situationer när vortex från vänstra vingen sönderfaller, medan den rätta är stabil och smal.

Och här är en mer forskning om vakna turbulens med intressanta resultat.

    
svaret ges 24.04.2017 01:16