Fragen zur Flügelkonstruktion

[Donuthing]

Hallo zusammen, ich lese dieses Forum schon seit einiger Zeit mit und poste nun zum ersten Mal selber was. Ich habe 2 Fragen zu den Flügel von Airliner:

 

1) Wieso genau biegen sich Flügel während des Fluges durch? Mehrere Freunde haben dieses Phänomen auch schonn beobachtet: Am Boden sind die Winglets noch schön sichtbar, doch in der Luft ist die Spitze nur zu erahnen.

 

2) Was sind das für "Dinger" unter den Flügeln und für was sind sie gut? Oftmals sind daran auch die Ventile für den Fuel Dump befestigt. Zur Erklärung: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/40/A380_ILA_2008_Ueberflug.jpg. Auf dem Bild eines A380 sieht man die 2*5 "Dinger" ziemlich schön.

 

Vielen Dank für eure Hilfe :)

 

Michael

[FO_DAIHQ]

Hi Michael,

 

erkläre mal ein wenig mit noch geringen Aerodynamikkenntnisen, werden hoffentlich im Studiumsverlauf noch mehr :D

 

Die Flügel sind elastische Bauteile und biegen sich abh. von der Kraft, die an ihnen angreift. Gut zu sehen ist die Biegung auch bei Turbulenzen, das Flügelende kann dabei beim 340 zB bis zu 7m nach oben gebogen werden.

Die verantwortliche Kraft ist der Auftrieb, ändert sich dieser (zB beim Start, wenn der Anstellwinkel erhöht wird), kann man sehen, wie das Flügelende sich nach oben biegt (Wingflex). Wie sich die Flügeleigenschaften durch die Biegung verändern ist übrigens Fachgebiet der Aerolastik, ziemlich komplexes Thema.

 

Zur zweiten Frage: Das sind einfach Verpackungen der Klappenantriebe usw., machen das Ganze aerodynamisch besser umströmbar und verringern den Widerstand.

 

Sollte etwas nicht stimmen, wäre auch ich dankbar, dazu zu lernen ;)

 

Schönen Abend!

[Chipart]

Lieber Michael,

 

noch eine Ergänzung:

Das mit dem Durchbiegen der Flügel kannst Du gut selbst ausprobieren: Nimm ein längeres Kunststofflinieal (der Flügel) und befestige in der Mitte ein Gewicht (der Rumpf). Wenn das ganze nun auf dem Tisch liegt, dann ist das Lineal gerade. Erzeugst Du nun "Auftrieb" indem Du das Lineal an den Enden nach oben hebst, dann biegt sich das Lineal nach oben durch. Genau das passiert am fliegenden Flugzeug - nur, dass der Auftrieb nicht nur an den Flügelenden erzeugt wird, sondern über den gesamten Flügel.

 

Florian

[Heimi]

Wobei das Durchbiegen an sich weniger mit Aerodynamik als mit klassischer Dynamik/Statik zu tun hat.

Eine Tragfläche ist ein klassischer Kragträger ähnlich eines Kranausleger.

 

Zu den Verkleidungen googel einfach mal nach Flap Track, oder Flap Track Fairing.

[IFixPlanes]

...Was sind das für "Dinger" unter den Flügeln und für was sind sie gut?...

Die Erklärung hat dir ja Flo schon geliefert.

Ich werfe mal noch ein Bild (A320) dazu:

[Volume]

machen das Ganze aerodynamisch besser umströmbar und verringern den Widerstand.

Und zwar nicht nur um den Widerstand der sonst unverkleideten Klappenantriebe, nein diese Strömungskörper verringern bei hoher Geschwindigkeit nahe der Schallmauer auch signifikant den Widerstand durch die Kompressibilität der Luft. Grob gesagt, je abrupter eine Querschnittsänderung, desto mehr transsonischer Widerstand. An der Endleiste ist nun so ein Flügel zwangsläufig schlagartig zu Ende, das kann man aber etwas dadurch abmildern, dass man ein bischen Fläche über die Endleiste hinausragen lässt. Deshalb macht man sich auch gar keine besondere Mühe, die Klappenantriebe innenliegend oder komplett unter dem Flügel zu konstruieren, es ist völlig OK wenn man sie etwas rausragen lässt.

 

Hat man das bei der Konstruktion noch nicht gewusst, und extra um Widerstand zu sparen keine Kosten und Mühen gescheut, einen vollständig innenliegenden Klappenantrieb zu konstruieren, dann muss man die Verdrängungskörper ganz ohne Klappenantrieb drin anbauen. Wie z.B. Hier. Oben wirken sie übrigens noch besser als unten, aber da kann man keinen Klappenantrieb sinnvoll hinbauen, da Klappen ja nach unten ausschlagen.

 

Tja und die Flügelbiegung kommt daher, dass schlicht jedes Material eine gewisse Elastizität hat. Auch Betonbrücken biegen sich gewaltig durch.

Je dünner ein Bauteil, desto stärker biegt es sich durch wenn das Material genauso stark gedehnt wird. Deshalb biegt sich ja ein Rumpf viel weniger als eine (aus aerodynamischen Gründen) deutlich dünnere Tragfläche.

 

Gruß

Ralf

[FO_DAIHQ]

Wieder was gelernt, danke Ralf ;)

 

Wobei das Durchbiegen an sich weniger mit Aerodynamik als mit klassischer Dynamik/Statik zu tun hat.

Eine Tragfläche ist ein klassischer Kragträger ähnlich eines Kranausleger.

 

Stimmt, da hast du recht. Wobei die Ursache natürlich schon durch die Flächenbelastung (aerodynamischer Druckunterschied und damit Auftrieb) zustande kommt, so meinte ich das ;)

[Donuthing]

Wow Vielen Dank für eure ausführlichen Antworten. Ich habe schon wieder viel mehr gelernt als ich zu hoffen wagte. :)

[Volume]

Eine Tragfläche ist ein klassischer Kragträger ähnlich eines Kranausleger.

 

Stimmt, da hast du recht. Wobei die Ursache natürlich schon durch die Flächenbelastung (aerodynamischer Druckunterschied und damit Auftrieb) zustande kommt, so meinte ich das

Tja, da ist Wikipedia mal wieder, ähm... typisch Wikipedia eben. Selten wirklich falsch, aber noch seltener wirklich richtig.

Kragträger heisst lediglich an einem Ende fest eingespannt (in der Ebene also zwei Einspannkräfte plus ein Einspannmoment, im Raum 3 Kräfte + 3 Momente) und am anderen Ende frei. Einen Kragträger kann man am Ende mit einer Einzellast belasten (wie in Wikipedia dargestellt), aber auch mit einer Streckenlast über seine ganze Länge. Und das sogar nach oben.

Wobei ganz genau genommen am Rumpf ja nichts fest eingespannt ist... Das ganze Flugzeug ist ja frei schwebend "aufgehangen" und genau in keine Richtung festgelegt. Aber als Modell für die Flügelstatik kann man natürlich für stationäre Flugzustände annehmen, der Rumpf wäre fixiert. Zur Erklärung der Flügelbiegung reicht das völlig.

 

Und das sind mal richtig gebogene Flügel !

 

Gruß

Ralf

[SimonXX]

Und das sind mal richtig gebogene Flügel !

 

Gruß

Ralf

 

mal bewegte Bilder wirken lassen

 

http://www.youtube.com/watch?v=K2GVtGdsXrM

 

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