Winglet nach unten

Jaja, ich weiß, dass man das normalerweise nicht macht, wegen Landung, Handling etc.pp.
Aber mal angenommen es ist möglich/geht nicht anders als das Winglet nach unten zeigend anzubringen.
Wie müsste man das dann schränken?
Ein nach oben zeigendes Winglet besitzt ja am WL-Fuß ein sogenanntes "Toe out", d.h. die Nase ist nach außen geschränkt, um im Schnellflug weniger Widerstand durch Anstellung mit nahezu Nullauftriebswinkel zu erzeugen, im Langsamflug der Querströmung durch Druckausgleich gerecht zu werden und damit bei Schiebeflug nicht gleich die Strömung abreißt.
Die Wingletspitze ist dann wieder positiv gegenüber dem Fuß geschränkt um eine gleichmäßige Auftriebsverteilung trotz der dort geringeren Querströmung zu erzielen.
Da ich mir die Strömungsverhältnisse bei einem nach unten zeigenden WL nicht mehr so gut vorstellen kann, bitte ich um zahlreiche Meinungsäußerungen zum Thema.

Friedmar

1) Wie ist dein Winglet profiliert? Symmetrisches Profil, Tragflügelprofil fortgesetzt oder Strak von Tragflügelprofil auf symmetrisches Profil?

2) Warum willst du überhaupt ein Winglet einsetzen? Ich nehme an, dass es sich um ein konventionelles Flugzeug und keinen Nuri handelt!? Gibt es eine wodurch auch immer vorgegebene Spannweitenbegrenzung?

Wenn nicht, dann ist es meiner Meinung nach immer besser kein Winglet einzusetzen, sondern die Spannweite um die Größe des vorgesehenen Winglets zu erweiteren. => Mehr Streckung und weniger induzierter Widerstand als mit Winglet der gleichen Fläche!

Das Winglet erzeugt keinen Auftrieb, trägt aber trotzdem zur Widerstandserhöhung bei. Die dadurch beeinflußte Veränderung der Auftriebsverteilung kann meiner Meinung nach die Nachteile beim Widerstand nicht kompensieren. Auch stellt sich die Frage, in wie weit die Interferenzen zwischen Tragflügel und Winglet sich negativ auf die Widerstandsbilanz auswirken.

Schnelle Nurflügel baut man deswegen im Zweifelsfall am besten mit einer ebenen Platte als Wingletprofil, die nicht angestellt ist. Frag mal Hartmut Siegmann. Ich vermute, dass er ähnlicher Meinung sein dürfte.

Zu 1): Ich gehe mal von einer ordentlichen Profilierung (Tragflügelprofil fortgeführt bzw. auf ein ähnliches, weniger Re-empfindliches gestrakt). Von der Auslegung/Verwindung etwa dem, was Maughmer und Masak schreiben, entsprechend - nur eben nach unten zeigend.

Das Winglet erzeugt keinen Auftrieb, trägt aber trotzdem zur Widerstandserhöhung bei. Die dadurch beeinflußte Veränderung der Auftriebsverteilung kann meiner Meinung nach die Nachteile beim Widerstand nicht kompensieren.

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Wenn das Winglet aber die Auftriebsverteilung verändert (nämlich am Außenflügel für eine fülligere Zirkulationskurve sorgt), dann erzeugt es doch letztlich Auftrieb.
Das mit den Nachteilen beim Widerstand muss man immer im Zusammenhang mit dem Arbeitsbereich sehen. Es kann schon sein, dass man im F3B-Speed oder beim schnellen Nuri damit u.U. schlechte Karten hat, aber davon habe ich auch nicht gesprochen.
Bei anderen Anwendungsfällen wie dem folgenden kann es aber durchaus sinnhaft sein:


(Bildquelle: www.enercon.de)

Es handelt sich dabei um das Rotorblatt einer Windenergieanlage. Dort muss das Winglet auf der Druckseite angebracht werden um eine Kollision mit dem Turm bei Blattdurchbiegung durch Starkwind zu vermeiden.
Selbstverständlich gibt es an solchen Rotorblättern noch zusätzliche Effekte durch die Rotation. Weil diese aber sowohl bei einem nach oben wie bei einem nach unten gerichteten Winglet wirken, kann man das Ganze ja erstmal getrennt davon betrachten.

Also nochmal: Ich will weder ein Flugzeug noch eine Windenergieanlage mit Hängeohren bauen, sondern nur verstehen, wie ein Winglet profiliert/geschränkt sein müsste, wenn man es nach unten statt nach oben zeigen lässt.

Friedmar

Randwirbel

Randwirbel

Hallo Friedmar

Durch den unterdruck über ,und den überdruck unter der "fläche" endsteht am ende der selben eine ausgleichströmung, die je nach anstellwinkel und geschwindigkeit sehr gross sein kann.
Das nennt man randwirbel.
Die strömung ist dadurch nicht mehr linear in flug oder bewegungsrichtung und trägt dadurch weniger zum auftrieb bei, während der widerstand "nicht" entsprechend abnimmt.
Durch ein winglet soll das nun zumindest stark reduziert werden.
Über der fläche also nach aussen weisend um den niedrigeren druck zu halten, und unter der fläche nach innen weisend um den überdruck zu behalten.
Ich würde sie bei kunstflugmaschinen sogar noch steuerbar machen und mit dem höhenruder koppeln.
Denn anders als bei mantragenden, (die mit hoher geschwindigkeit und nidrigem luftdruck) fliegen, fliegen modelle meist auf (einer) höhe mit geschwindigkeistwechseln von 1 zu 5 und endsprechend wechselnden anstellwinkeln.

Gruß Aloys.

Nachdem ich meinen letzten Beitrag erfolgreich gelöscht habe, hier noch mal das Wesentliche in Kürze:

Überdruck unter dem Tragflügel und Unterdruck über dem Tragflügel
=> Druckausgleich am Tragflügelende
=> Umströmung von unten nach oben
=> oben Nase nach außen
=> unten Nase nach innen, da Winglet relativ zur Ausgleichsströmung auf der Ober- und Unterseite dieselbe Stellung haben muß.

Quabeck hat in Aufwind 5/2004 einen Artikel zu Winglets verfasst. In irgendeiner späteren Aufwind sollte dann noch einen Fortsetzung erscheinen.

Auf jeden Fall muß man die strömungsmechanischen Zusammenhänge sehr genau verstehen, wenn man erfolgreich ein Winglet einsetzen will. Im Modellflug dürfte das wegen der extrem niedrigen Reynoldszahlen am Winglet nicht gerade einfacher werden.

Falls Du doch mal einen Versuch mit Winglets unternehmen solltest, dann berichte doch bitte hier über die Ergebnisse.