Sarabande - ein neuer Leistungs-Pfeilnurflügel

[Peter Wick]

Hallo Michi und Ulf

das mit dem Ortho Profil wird zusätzlich noch dadurch kompliziert, dass es nach Windkanal Aufnahmen so aussieht, dass sich die Strömung nicht über die gesamte Tiefe rechtwinklig zur t/4 Linie verhält. Man müsste also die Profiloptimierung eigentlich diesen Verzerrungen anpassen. Apropos hat dies auch Konsequenzen für die Re zahl, da das Profil beim Pfeilflügel ja eine "kleinere" Re zahl sieht (senkrecht zur t/4 Linie gegenüber Flugrichtung). Macht bei 30 Grad Pfeilung immerhin ca. 13% aus.
Eine weitere Komplikation entsteht, wenn man den ganzen Flügel betrachtet, da die Strömungslinien in der Flügelmitte und im Aussenbereich ja dann auch nicht mehr der Orthogonal Theorie folgen, was grosse Bedeutung für die Gestaltung dieser Bereiche zur Folge hat. Das Winglet aussen macht dann die Sache auch nicht einfacher.
@ Ulf
Super interessante Graphiken die du da reingestellt hast. Mit der Auslegung bist du sicher auf der sicheren Seite. 50g in der Wende sind also schon recht satt!
Bei der Verwendung von UHM Kohle im Holm kommt der Verklebung zwischen Holmgurte und Holmsteg grosse Bedeutung zu. Da geht dann mit Mikroballons nicht mehr. Aber das weisst du ja sicher.

 

[UweH]

das mit dem Ortho Profil wird zusätzlich noch dadurch kompliziert, dass es nach Windkanal Aufnahmen so aussieht, dass sich die Strömung nicht über die gesamte Tiefe rechtwinklig zur t/4 Linie verhält. Man müsste also die Profiloptimierung eigentlich diesen Verzerrungen anpassen. Apropos hat dies auch Konsequenzen für die Re zahl, da das Profil beim Pfeilflügel ja eine "kleinere" Re zahl sieht (senkrecht zur t/4 Linie gegenüber Flugrichtung). Macht bei 30 Grad Pfeilung immerhin ca. 13% aus.

Hallo Michi und Peter,

wenn man sich mal die Grafiken und Anstrichbilder auf den Seiten 570 ff im Nickel-Wohlfahrt anschaut sollte die Sache noch komplizierter sein, denn die Grenzschichtströmung beschreibt eine S-Linie zur Flugrichtung, deren Tangentenwinkel und Amplituden über die Spannweite auch noch unterschiedlich sind. Es kommt durch den Pfeilungseffekt sogar zu Rückströmungen in der Grenzschicht. Ich vermute mal ohne jetzt genau zu recherchieren, dass die Form dieser S-Linie auch noch Anstellwinkelabhängig ist, alles andere würde mich sehr wundern. Die Anstrichbilder stellen ja auch nur eine Momentaufnahme dar. Von da her ist sowohl das rechnen mit einer Strömung senkrecht zur t/4 als auch ein angepaßtes n-crit auch wieder nur ein Kompromiss, der aber näher an der Realität ist als mit Strömung parallel zur Flugrichtung zu rechnen. Wie sieht die Strömung das Profil nun tatsächlich? Irgendwie scheinen "stumpfere" Profile an gepfeilten Flügeln besser zu sein als an ungepfeilten, siehe SD7003, MH 45 oder sogar Ritz, aber eigentlich müßte man die Profilform dieser S-Strömung anpassen um sie zu optimieren. Wie würde so ein Profil dann aussehen?
Diese Frage stelle ich mir schon seit langem, aber ich hab keine Ahnung wie man so etwas angehen sollte.

Gruß,

Uwe.

 

[NuriULF]

Ortho-Profil

Ortho-Profil

Hallo Peter und Uwe,
da das immer wieder hier rumgeistert, werde ich mal schreiben, was ich dazu denke.

Erstmal hat das durchaus seine Berechtigung. Man kann die Strömung um einen gepfeilten Flügel
in einen Anteil entlang des Flügels und einen rechtwinklig dazu zerlegen. Der Längsanteil wird vom Flügel
praktisch nicht beeinflußt, während der Othogonalteil durch die Umströmung der Profilform entsprechend
beschleunigt oder verzögert wird. Für eine reibungsfreie Rechnung ist das bestens geeignet.
Der Winkel, den die Strömung tatsächlich beschreibt, hängt dann
vom Verhältnis der Quer- und Orthogonalgeschwindigkeiten ab. Schauen wir uns dazu mal die Druckverteilung
bei etwa 3 Grad Anstellwinkel an meinem Profil an.

Irgendwo auf der Unterseite der Nase liegt der Stagnationspunkt, die dort ankommende Strömung
trifft rechtwinklig auf das Profil und kann sich nicht so recht für Ober- oder Unterseite entscheiden.
Die Orthogonalgeschwindigkeit wird Null, beschrieben durch einen Druckkoeffizienten, cp=1 (ganz unten,
weil XFOIL den negativen Druckkoeffizienten nach oben plottet). Die niedrigste Strömungsgeschwindigkeit
entspricht dem höchsten Druck. Da die orthogonale Komponente der Geschwindigkeit gegenüber
der freien Strömung verringert ist, überwiegt die tangentiale Komponente, d.h. die Strömung wird am Pfeilflügel
nach außen abgelenkt. Das Gleiche passiert z.B. auch in Ablöseblasen, wo die Strömung
langsamer ist als die freie Strömung oder im Extremfall sogar eine "Gegenstrom" vorliegt -
die Grenzschicht wird nach außen abwandern.

Vom Stagnationspunkt wird die Strömung um die Nase herum beschleunigt und erreicht dort die höchste Geschwindigkeit
entsprechend dem niedrigsten cp. In unserem Beispiel ist cp=-1 der Minimalwert.
Die Strömungsgeschwindigkeit hängt mit dem Druck wie folgt zusammen cp=1-(v/vinf)².
Das bedeutet, daß bei einem cp=-1 die Strömung an der Profiloberfläche um 40% gegenüber der
freien Strömung beschleunigt ist. Bei einem Pfeilwinkel von 22 Grad zerlegt sich die Strömungsgeschwindigkeit
zu 37.5% tangential und 92.5% orthogonal (die Beträge addieren sich quadratisch).
Die 92.5% werden nun auf 131% beschleunigt. Der winkel der Strömung ist dann 16 Grad zur
Orthogonalen, d.h. die Strömung wird nur um 6 Grad von der freien Strömung weg abgelenkt!
Und das ist direkt an der Nase, wo die Geschwindigkeit am höchsten ist. Weite Bereiche der Oberseite
liegen so bei cp=-0.5, das entspricht 22% höhere Geschwindigkeit oder 5 Grad Ablenkung.
Auf der Unterseite ist man ständig nahe bei cp=0 also Strömungsgeschwindigkeit gleich der freien
Strömung und der Ablenkwinkel ist nahezu Null.

Schaut man sich die Beträge dieser Ablenkungen im realen Arbeitsbereich der
Profile an, so ist die Rechnung in "Flugrichtung" wohl doch die bessere Beschreibung.
Für den richtigen Umschlagpunkt ist bestimmend, was die Luft entlang ihres Weges entlang
der Flügeloberfläche so "erlebt", Druckanstiege etc. Daß dieser nicht gerade verläuft sollte
jetzt klar sein aber mehr gibt die Beschreibung durch ein "Profil" einfach nicht her,
da kann man es auch in Flugrichtung legen.

 

[NuriULF]

schräge Strömungen

schräge Strömungen

Ich hab zu meinem letzten Post mal noch ein Bild gemacht.
Rot ist die Strömungskomponente in Querrichtung, Blau die "Ortho"-Komponente, die bei
Umströmung des Profils beschleunigt oder verzögert wird. Grün ist eine geschätzte Stromlinie,
die Komponenten und Winkel sind maßstäblich die Beispiele aus obiger Rechnung.
Ganz links die freie Strömung, dann der Staupunkt an der Nasenleiste, die Saugspitze mit cp=-1
habe ich etwas nach rechts verschoben, die liegt normalerweise kurz hinter der Nasenleiste.
Und rechts dann die typischen Verhältnisse über einem Großteil des Flügels.
Das Einfachste ist of das Beste -> Profil in Flugrichtung.

 

[UweH]

Das Einfachste ist of das Beste -> Profil in Flugrichtung.
Anhang anzeigen 434702

Hallo Ulf,

ich hab mir den Windkanalversuch im Nickel-Wohlfahrt noch mal angeschaut. Obwohl dort eine nach meiner Meinung extreme Situation mit 45° Pfeilung bei 12° Anstellwinkel dargestellt ist, ist die Gesamtablenkung der Strömung in Querrichtung nur gering. Die Ablenkung der Wandstromlinien ist nach der Nasenablenkung sogar nach innen, wie auf Deiner Grafik auch gezeichnt.

Also hast Du wahrscheinlich Recht dass eine Betrachtung des Profils in Flugrichtung die bessere Näherung ist, zumal eine 3D Rechnung im Modellbaubereich derzeit noch zu viel Aufwand bedeuten würde, mal ganz abgesehen von der Möglichkeit dazu.

Die Ablenkung der Strömung direkt hinter der Nase mit ihrem längeren Strömungsweg könnte ein Indiz für das gute funktionieren von rundnasigen Profilen bei Pfeilflügeln sein.
Interessant an den Bildern im Nickel-Wohlfahrt ist die Lage des Ablösepunkts über die Spannweite an diesem ungeschränkten Versuchsflügel. Während sie über dem größten Teil der Halbspannweite parallel zur t/4 relativ weit vorne verläuft, wandert sie zur Pfeilspitze hin ganz deutlich Richtung Endleiste. Über diese Tatsache muß ich noch mal in Ruhe nachdenken Aber wie bereits erwähnt sind die Randbedingungen dieses Versuchs schon extrem (Nickel-Wohlfahrt, Schwanzlose Flugzeuge, Seite 573)

Gruß,

Uwe.

 

[Peter K]

Sind die Tütenwirbel bei der Betrachtung berücksichtigt? Denn diese müssten den Luftstrom ja auch beeinflussen .... ?

 

[UweH]

Sind die Tütenwirbel bei der Betrachtung berücksichtigt? Denn diese müssten den Luftstrom ja auch beeinflussen .... ?

Wo meinst Du jetzt Peter, bei Ulfs Grafik oder bei dem Windkanalversuch im Nickel-Wohlfahrt?
Ich glaube bei beiden Situationen mit im Vergleich zum Delta relativ geringer Pfeilung und Anstellwinkel muß Du die Tüte schon rauchen damits wirbelt aber zumindest auf dem Foto des Anstrichbilds kann man innen im Bereich der Pfeilsptze Strukturen in Flugrichtung erkennen die von Wirbeln oder Interferenzen kommen können.....es wurde aber scheinbar nur ein halber Flügel untersucht, deshalb tippe ich eher auf Interferenzen.

Gruß,

Uwe.

 

[Peter K]

muß Du die Tüte schon rauchen damits wirbelt

LOL, auch das soll manchmal ja helfen, auch wenn ich da kaum auf eigene Erfahrungen zurückgreifen kann

Ich meinte eher Ulfs Grafik ... ich könnte mir vorstellen, dass bei größeren Anstellwinkeln die Strömung zusätzlich nach außen/hinten abgelenkt wird, was dann im Ergebnis dazu führen würde, dass die seitherige Betrachtung des Profils in Flugrichtung auch eindeutig die bessere ist.

Darum beschäftige ich mich eher mit Brettern ... da ist die Strömungsrichtung klar, egal ob rechtwinklig zur t/4 - Linie oder in Flugrichtung ... das ist eh fast dasselbe

 

[speed-michi]

Ich hab zu meinem letzten Post mal noch ein Bild gemacht.
Rot ist die Strömungskomponente in Querrichtung, Blau die "Ortho"-Komponente, die bei
Umströmung des Profils beschleunigt oder verzögert wird. Grün ist eine geschätzte Stromlinie,
die Komponenten und Winkel sind maßstäblich die Beispiele aus obiger Rechnung.
Ganz links die freie Strömung, dann der Staupunkt an der Nasenleiste, die Saugspitze mit cp=-1
habe ich etwas nach rechts verschoben, die liegt normalerweise kurz hinter der Nasenleiste.
Und rechts dann die typischen Verhältnisse über einem Großteil des Flügels.
Das Einfachste ist of das Beste -> Profil in Flugrichtung.

Also so wie ich das verstanden hab (was nicht heisst, dass es auch so sein muss ) ist der Weg, den ein Luftteilchen "abfliegt" (sprich die Stromlinie aus dem Bild und dem Rechen-Bsp) gar nicht das entscheidende, sonder die von der Kontur hervorgerufene (lokale) Stoergeschwindigkeit (also die Geschwindigkeit auf dem Fluegel "senkrecht nach oben" (hier aus der Bildebene kommend), bzw im Profilschnitt der senkrechte Anteil der lokalen Geschwindigkeit).
Diese lokalen Stoergeschwindigkeiten haengen von der lokalen Kontursteigung ab. Ist die Steigung Null, ist die Stoergeschwindigkeit auch Null. Wenn ich jetzt einen schraeg angestroemten (Pfeil)-Fluegel mit unendlicher Streckung und ohne Schraenkung usw betrachte kann ich also sagen das in Nasenleistenrichtung (tangetial zum Fluegel) keine Steigung in der Kontur habe. Betrachtet man also nun (der Einfachheit halber) den reibungsfreien Fall, kann ich jedes kleine Stueckchen (bis hin zu infenitesimal kleinen Stuecken), das ein Luftteilchen auf der Stromline ueber den Fluegel zuruecklegt, in einen Teil orthogonal und tangential zum Fluegel zuerlegen. (Oder auch in beliebige andere Teile, aber orthogonal und tangential sind quasi die "Extremwerte") Auf dem tangentialen Stueck gibts keine Stoergeschwindigkeit, die gibts nur im orthogonalen Teil. Der eigentliche Weg, den das Teilchen jetzt nimmt ist damit egal. Das hab ich mal versuch in einer mehr oder weniger guten Skizze zu verdeutlichen. Wichtig ist das die "orthogonale Strecke" immer gleich ist. Deshalb ist auch nur das "orthogonale Profil" relevant, und nicht das in Flugrichtung (genauso ist auch die "orthogonale Anstroemgeschwindigkeit" relevant und nicht die Fluggeschwindigkeit, daraus ergeben sich auch andere Profilanvorderungen, zB ein anderes ca um bei gegebener Fluggeschwindigkeit den selben Auftrieb zu erzeugen).

Wirklich relevant ist sowas zB bei Airlinern. Weil die sehr nahe am Ueberschall fliegen haben die Probleme mit lokalem Ueberschall auf dem Fluegel -> Verdichtungsstoss -> viel Widerstand. Pfeilt man jetzt den Fluegel kann man schneller Fliegen ohne lokalen Ueberschall weil "der Fluegel nur noch mit Fluggeschwindigkeit*cos(Pfeilwinkel) angestroemt wird" (ums mal vereinfacht zu sagen).

Ich hoffe das war irgendwie Halbwegs nachvollziehbar.

Gruss
Michi

 

[Peter Wick]

Lieber Ulf

ich bin nicht der Meinung, dass die Profileigenschaften besser durch das Profil in Flugrichtung beschrieben wird. Klar bei 22 Grad Pfeilung ist die "Ortho" Sache wohl noch knapp vernachlässigbar, aber schau dir mal den Nasa tn d-2373 Rapport an, insbesondere die Fig 3 und 4. Klar die Messungen sind bei höheren Pfeilwinkeln gemacht, aber prinzipiell ändert sich nichts an der Sache. Die Anbefehlung im Text ist ja auch unmissverständlich. Ich habe das auch schon mal mit Mark Drela diskutiert, und er ist sich da überhaupt nicht im Zweifel. Ich habe auch schon mal Anstrichbilder von Winglets gesehen, die so um 35 Grad gepfeilt waren,...kann sie leider nicht gerade finden, aber da waren die Abweichungen der Strömung von der Flugrichtung ganz erheblich.
Der Rapport findet sich hier:
http://ntrs.nasa.gov/search.jsp?No=70&Ne=20&N=285+214&Ns=HarvestDate|1&as=false
und heisst:
A review of the stall characteristics of swept wings
der ist übrigens eine Fundgrube an Information.

 

[Chrima]

Hi Alle

Eben kam fogende Aufnahme des A380 in ZRH in der Tagesschau.

Als ich die Wirbelzöpfe sah musste ich natürlich an die Diskussion hier denken. Die ziehen auch ziemlich weg von der Flugrichtung !
Weiss allerdings nicht ob es tatsächlich genau ein Beispiel für Eure Diskussion ist ?


Grüsse
Chrima

Quelle: http://videoportal.sf.tv/video?id=499e9bd9-26f1-4725-b372-99535fc9a275

 

[Pfeiffer]

Das ist ja wieder mal eine sehr interessante Diskussion.

Weiß eigentlich jemand wie sich die Stromlinien auf dem Flügel verändern wenn bei einem Pfeilflügel einen Turbolator anbringt? Die S-Form der Stromlinie wird wohl erhalten bleiben, aber wie stark das S ausgeprägt müsste doch damit beeinflusst werden. Viele Profile wie z.B. das RG15 funktionieren auf Rechteckpfeilen erst wenn zusätzlich Turbolatoren verwendet werden. Das könnte doch auch an einem 3D Effekt liegen.

Ich verstehe zwar, dass die Konsequenz dieser Diskussion ist Profile zu verwenden die besonders behutsam mit der Grenzschicht umgehen, aber es sind doch zwei Effekte die sich überlagern, das bedeutet es hängt zu stark von der Geometrie ab um zu sagen ob ein Profil funktioniert. Es könnte doch wahrscheinlich auch durch die richtige Flügelgeometrie ein kritisches Profil zu einem lammfrommen werden (ich weiß das das jetzt übertrieben ist).

So jetzt kommt aber der Sandmann, bis morgen

Bernd

 

[NuriULF]

Ja, Chrima, das Bild zeigt genau das, was wir hier meinen. Allerdings sind die Verhältnisse etwas anders.
Die Pfeilung ist glaube ich vergleichbar. Aber der Auftriebsbeiwert ist deutlich höher, als
alles was ein Modell fliegen kann. Dementsprechend stark sind auch die "Ablenkeffekte".
Wenn man ein cp=-3 erreicht, ist das schon eine Verdopplung der "ortho"-Strömungsgeschwindigkeit.
Damit beträgt die Ablenkung dann schon die Hälfte des Pfeilwinkels. Und ich glaube die Oberseiten
von Jets in Landekonfiguration gehen noch deutlich höher. Demgegenüber sind wir immer im
"Niedrigauftriebsbereich" und haben uns mit anderen Problemen rumzuschlagen. Wichtig für uns ist,
wieviel Strecke die Strömung bei welchem Druckanstieg zurücklegt, das bestimmt den Umschlagpunkt
(oder die Stelle laminarer Ablösungen). Und die wird in den für uns relevanten Auftriebsbereichen
genau genug durch die Weglänge über die Kontur (ich sag absichtlich nicht Profil) längs der Flugrichtung gegeben.

Für die wirkliche gemeinen Stellen, wie den Mittenknick von Pfeilflügeln, Winglet-Übergänge, Randbögen, etc.
kann man das gesamte Konzept eines "Profiles" vergessen! Dann muß man (als Minimum) einen 3D Panel-Code
plus entsprechendes Grenzschichtmodell verwenden um dort die Strömung adäquat zu beschreiben.
DIE Software gibt's im Amateurbereich allerdings leider noch nicht.

 

[speed-michi]

Ja, die Wirbelzoepfe zeigen quasi die Stromlinien an und entstehen vermutlich irgendwo am Triebwerkpylon. Aber wie gesagt, es ist meiner Meinung nach nicht so interesant wie die Stromlinien verlaufen. Quasi wie wenn man mit dem Fahrrad 1500 Hoehenmeter ueberwinden muss, da ist es egal ob man ne Serpentine oder den direckten Weg faehrt, es sind die Hoehenmeter die man nachher in den Beinen spuert.

Das mit dem Turbulator am RG15 erklaer ich mir auf die Schnelle folgendermassen: wenn ich mir die lokale Druckverteilung anschau erkennt man da nen ziehmlich heftigen Hauptdruckanstieg (deftiger Knick). Hab ich jetzt nen gepfeilten Rechteckfluegel ist der orthogonale Schnitt durch den Fluegel der Relevante. Der ist aber wenn ich das Profil in Flugrichtung einbau relativ gesehen Dicker. Ausserdem wird der Schnitt langsamer Angestroemt (kleinere Re-Zahl) und ich habe einen groesseren Anstellwinkel. Wenn ich jetzt ein aufgedicktes RG15 bei einer groesseren Re-Zahl und bei mehr Anstellwinkel rechne bekomm ich einen noch heftigeren Hauptdruckanstieg der weiter vorne liegt. Das klingt dann sehr nach laminarer Abloeseblase auch wenn Pfeilung eher gegen laminare Stroemung spricht. Das macht dann nicht nur Widerstand sondern die Stroemung reisst auch gleich nach dem (turbulenten) Wiederanlegen (turbulent) ab. Das vermute ich zumindest. Waere toll wenn da jemand genaueres wuesste.
Generell sollten Profile immer auch auf die Fluegelgeometrie angepasst sein. Das hilft meistens nur iteratives Vorgehen.
Das man mit der Fluegelgeometrie "fiese" Profile "lammfromm" machen kann wuerd ich so nicht sagen, aber man kann damit die Profile in dem Bereich betreiben wo sie gut funktionieren. (Stichwort "Schraenkung, Tiefenverteilung, Hinterkanntenklappen usw)


Was die Airliner-Profile und Fluegel angeht ist die Sache kann ich folgendes sagen: Heutzutage wird so ein Fluegel nach dem "gerade Isobaren Konzept" ausgelegt. Verwendet man ein normales Profil und schaut sich die Durckverteilung ueber einen Pfeilfluegel an sieht man vorallem in der Mitte wie die Isobaren (Linien gleichen Drucks) nicht mehr schoen gerade entlang der Nasenleiste (bzw eher der t/x-Linien) laufen in der Mitte abbiegen um in der Fluegelmitte genau senkrecht zur Flugrichtung stehn (senkrecht auf dem Rumpf). Das will man aber nicht und deshalb wird der Fluegel in Spannweitenrichtung in viele Schnitte zerlegt und das Profil wird so hingebogen das die Isobaren moeglichst gerade sind. (das laeuft an der Fluegelspitze aehnlich) Bei den Re-Zahlen und Geschwindigkeiten im Reiseflug und der Pfeilung kann man Laminarprofile da getrost vergessen, hier spielen hauptsaechlich transsonische Effekte eine Rolle. (Stichwoerter waeren: "Drag rise", lokale Ueberschallgebiete, Superkritische Profile. Historisch gesehn ist das, wenn ichs noch richtig weiss ueber sog. "Rooftop-" "Peaky-"Profile entstanden. Das ganze kann ich bei Interesse auch nochmal Nachschalgen und etwas ausfuehrlicher schreiben). Und ja, das geht nur noch ueber CFD. (was da allerdings im "Profi-Bereich" abgeht ist schon verdammt abgefahren.)

Was die Druckverteilung von Airlinern mit ausgefahrenen Hochauftriebshilfen angeht ist das mehr wie nur eine Liga weiter wie wir Modeller. Ich hab hier irgendwo noch eine Windkanalmessung die bei Mach 0,2 (~240km/h) Saugspitzen mit lokalem Ueberschall am Slat ergab (das cp_lok war im Bereich von -17). Der Anstellwinkel lag bei ca 20° und einem ca von ~4.

Gruss
Michi

 

[UweH]

Ja, die Wirbelzoepfe zeigen quasi die Stromlinien an und entstehen vermutlich irgendwo am Triebwerkpylon.

Moin.

die entstehen an einem Leitblech und entweder ist das auf dem Bild von Chrima durch die Perspektive verzerrt oder die werden leicht nach innen abgelenkt:
Aber es geht hier um Grenzschichteffekte und die Tütenwirbel der Leitbleche auf den Airbusbildern gehen oberhalb der Grenzschicht über die Fläche, deren eventuell vorhande Ablenkung sollte also nichts mit dem Diskussionsthema zu tun haben.
Hier sind die Leitbleche und deren THC-arme Tüten zu sehen:


(Quelle http://www.dubai-report.de/bilder/a380.jpg)

Mit dem RG15-Strak an meinem Hortenpfeil hab ich mit Turbos mal seltsame Sachen erlebt, aber dazu vielleicht später mehr, jetzt Kopp runner und Schaffe.

Gruß,

Uwe.

 

[speed-michi]

Nein, das "ablenken" der Stromlinien ist KEIN Grenzschichteffekt. Und ja, die Wirbel werden wirklich ueber dem Fluegel nach innen abgelenkt. Das Prinzip die Stroemung in eine orthogonalen und einen tangentialen Teil zu zerlegen entstand aus Ueberlegungen bei reibungsfreier Betrachtung (also ganz ohne Grenzschicht).

 

[UweH]

Nein, das "ablenken" der Stromlinien ist KEIN Grenzschichteffekt.

...ööööhhh, Michi, warum ist der Effekt dann auf Anstrichbildern aus dem Windkanal zu sehen? Zeigt so ein Anstrichbild nicht den Verlauf der Grenzschichtsrömung auf der Flügeloberfläche?

Gruß,

Uwe.

 

[MarkusN]

Das eine kann doch sowohl sein wie das andere. Wenn die Makroströmung abgelenkt wird, dann die Grenzschicht sicher auch. Wenn die Grenzschicht, Makro allerdings nicht unbedingt.

So gesehen würde ich das Ablenken der gesamten Strömung auch nicht als Grenzschichteffekt bezeichnen.

 

[speed-michi]

Ok, vermutlich ein Missverstaendnis. Ich meinte mit "Grenzschichteffekt" einen Effekt, der von der Grenzschicht verursacht wird und/oder darauf beschraenkt ist.
Das ablenken der Stromlinien ist aber weder auf die Grenzschicht beschraenkt noch ist sie dafuer verantwortlich. Die Stroemungsrichtung in der Grenzschicht und auch dadrueber gehen (mehr oder weniger) in die selbe Richtung.
Besagtes Bild kenn ich leider nicht, deshalb kann ich dazu nichts sagen.

 

[UweH]

Die Ablenkung ist eine Folge der "Festkörpergeometrie", richtig? Auf Anstrichbildern ist die Ablenkung der Grenzschicht zu sehen, auf den Airbusbildern oben mit den Wirbelstrecken oberhalb der Grenzschicht ist die Ablenkung nicht zusehen, bzw. geht in eine andere Richtung als erwartet. Ich wage hieraus mal zu interpolieren dass die Ablenkung nahe der Flügeloberfläche als "verursachende Festkörpergeometrie" am stärksten ist und mit zunehmendem Abstand von der Oberfläche durch die freie, orthogonale Strömung beeinflußt wird. Die Ablenkung sollte somit mit zunehmendem Abstand von der Oberfläche kleiner werden. Aber ich bin weder Aerodynamiker, noch kann ich sowas mathematisch ausdrücken. Für mich stellen sich im Moment die Fragen:
- wie stark ist der Einfluß auf die Flügelaerodynamik bei den für uns relevanten Anstellwinkeln und Pfeilungen wirklich?
- muß ich das beim Flügelentwurf berücksichtigen und wenn ja in welcher Weise?
- kann ich diese Effekte positiv für die Auslegung nutzen und wenn ja wie?
- wo bekomme ich jetzt eine THC-haltige Tüte her um die Wirbel um das Thema so richtig lustig zu finden? (die letzte Frage ist nicht ganz Ernst gemeint )

Gruß,

Uwe.