winglets versus sharklets...

[HB-EDY]

http://theflyingengineer.com/flightdeck/winglets-and-sharklets/

 

wer wird wohl die Oberhand behalten...:confused:

 

salve

Ed

[Volume]

wer wird wohl die Oberhand behalten

Wofür ?

Das Randbogendesign hängt im wesentlichen von der Aufgabe des Flugzeugs ab, für Kurzstreckenflugzeuge ist etwas anderes Optimal, als für Langstreckenflugzeuge. Für hohe Machzahl und viel Pfeilung ist etwas andere optimal, als für geringere Machzahl und Pfeilung. Und für Triebwerke am Flügel ist es nochmal anders, als für Triebwerke im Heck, da es die Auftriebsverteilung auch beeinflusst.

 

Solange wir beim induzierten Widerstand noch mit extrem vereinfachten Theorien von vor 100 Jahren arbeiten, ist da noch viel Potential für Verbesserungen. Wir werden noch allerlei Formen und Namen für Winglets kommen und gehen sehen. Guck mal was die Segelflieger in den letzten 30 Jahren an Winglets hatten, und was im moment bei "den Großen" als totale Innovation gilt. Dann guck mal was die Segelflieger heute machen, dann weisst du was in 30 Jahren in der Großluftfahrt mit einem total hippen Namen als Innovation kommen wird... Und natürlich nach 30 Jahren noch ein Patent bekommen wird.

 

Gruß

Ralf

[mhoeltken]

[...]

Solange wir beim induzierten Widerstand noch mit extrem vereinfachten Theorien von vor 100 Jahren arbeiten, ist da noch viel Potential für Verbesserungen. [...]

 

Hi Ralf,

 

wen interessiert denn das Alter einer Theorie, wenn sie gut ist? Viel wichtiger ist doch die Grenzen seiner Werkzeuge zu kennen. Wieviele unserer Bastelbuden füttern irgendwelche Computer mit irgendwelchen Daten und haben absolut keinen Plan, was da am Ende wirklich rauskommt (oder rauskommen soll). (Stichwort: Widerstandsberechnung nach Potentialtheorie und andere Erheiterungen zum Wochenende)

 

Beste Grüße,

Malte

[Volume]

Ja, wenn sie gut wäre... Aber sie kann ja nur reine Flügel mit ungeknickter tragender Linie betrachten. Sobald du pfeilst oder V-Form einbauts, Winglets anbaust oder gar noch einen Rumpf in der Mitte einfügst, kann die Theorie gar nichts mehr. Dann wird der Oswaldfaktor zum Fummelfaktor, und an die Realität angepasst. Dafür brauche ich keine Theorie.

Man stelle sich vor, Einsteins Rlativitätstheorie würde E = a * m * c² lauten, mit a je nach Randbedingung zwischen 1 und 1.5 zu wählen. Niemand würde das für eine gute Theorie halten. Insbesondere wenn man 100 Jahre später wüsste, dass a durchaus auch < 1 werden kann, aber keiner weiss genau wo nun die Grenze liegt. Ist 0.8 vielleicht tatsächlich machbar?

 

CFD Programme sind heute verdammt gut, im wesentlichen, weil auch da Fummelfaktoren in den Programmen stecken, die eine Anpassung an im Windkanal oder im Freiflug gemessene Werte hinbasteln. Ich weiss wovon ich rede, ich habe selbst an der Entwicklung davon mitgearbeitet. Das Problem: solche Programme sind reine Nachrechenprogramme, d.h. sie sagen dir nicht wie ein optimales Winglet aussehen muss, sie sagen dir nur wie gut dein Winglet ist. Ob es noch bessere gibt, wieviel die besser sein können und wie sie aussehen müssen, das ist ein reines Ratespiel.

 

Was wir heute definitiv wissen ist, dass der Ellipsenflügel (das Optimum nach der alten Theorie) noch leistungsmäßig zu schlagen ist. Nur um wieviel? Keine Ahnung. Und von den Flugeigenschaften und der Baubarkeit her sowieso.

 

Gruß

Ralf

[Danix]

Super Beitrag wieder mal Ralf.

 

Was meinst du, woran es denn liegt, dass man es nicht berechnen kann? Ist es die Komplexität? Kommen zu viele freie Parameter vor? Wird das Winglet (oder wie immer man es nennen will) von zu vielen sekündären Faktoren beeinflusst? Oder liegt es einfach daran dass man für jedes Flugzeug ein anderes Optimum braucht?

 

Vielen Dank

Dani

[mhoeltken]

Ja, wenn sie gut wäre... Aber sie kann ja nur reine Flügel mit ungeknickter tragender Linie betrachten. Sobald du pfeilst oder V-Form einbauts, Winglets anbaust oder gar noch einen Rumpf in der Mitte einfügst, kann die Theorie gar nichts mehr. Dann wird der Oswaldfaktor zum Fummelfaktor, und an die Realität angepasst. Dafür brauche ich keine Theorie.

[...]

Das ist doch genau das, worauf ich hinauswollte. Wenn eine Theorie im Rahmen ihrer Grenzen gut ist, das betrachtete Problem aber außerhalb der Grenzen liegt, taugt die Theorie nicht für diese Anwendung. Aber das hat nix damit zu tun, wie alt diese Theorie ist.

 

CFD Programme sind heute verdammt gut, im wesentlichen, weil auch da Fummelfaktoren in den Programmen stecken, die eine Anpassung an im Windkanal oder im Freiflug gemessene Werte hinbasteln. Ich weiss wovon ich rede, ich habe selbst an der Entwicklung davon mitgearbeitet. Das Problem: solche Programme sind reine Nachrechenprogramme, d.h. sie sagen dir nicht wie ein optimales Winglet aussehen muss, sie sagen dir nur wie gut dein Winglet ist. Ob es noch bessere gibt, wieviel die besser sein können und wie sie aussehen müssen, das ist ein reines Ratespiel.

D'accord. Ich hatte das Vergnügen an einem SPH-Kernel zu arbeiten. Daher weiß ich auch, daß derart robuste Verfahren das Verständnis für die Abläufe verlangen. Sonst kommt man schnell auf zwar mathematisch verifizierbare Ergebnisse, die aber mit der Realität nichts zu tun haben. Man muß also die Grenzen der Modelle, bzw. ihre zugrundeliegenden Vereinfachungen genau kennen, um sie erfolgreich anzuwenden. Gerade dann, wenn man die Genauigkeit der Betrachtung steigert. [...]

 

Besten Grusz,

[Volume]

Aber das hat nix damit zu tun, wie alt diese Theorie ist

Bedingt schon, denn die alte Theorie musste geschlossen mathematisch gelöst werden, da numerische Verfahren schlicht noch nicht erfunden waren.

 

Ist es die Komplexität? Kommen zu viele freie Parameter vor?

Vereinfacht gesagt ja. Bei den alten Theorien gab es ja praktisch nur die Streckung, Pfeilung, Zuspitzung und Verwindung als Parameter. Ein modernes Winglet hat nahezu beliebig viele Parameter. Allein der Profilstrak in der Ausrundung zwischen Flügel und Winglet ist komplizierter als es früher ganze Flügel waren. Ausserdem sind moderne Winglets auch noch transsonisch. Insofern haben uns die neuen Fertigungsverfahren Gestaltungsmöglichkeiten eröffnet, die praktisch gar nicht mehr in einfache Parameter zu fassen sind. Das ist Segen und Fluch in einem.

 

Was definitiv ein Segen ist, sind die Fortschritte in der Messtechnik. Wer hätte sich vor 50 Jahren träumen lassen, dass sich in einem Randbogen tausende von Druckbohrungen und -sonden unterbringen lassen würden, die auch noch instationär messen können, oder das sich mittels kompakten Lasermessverfahren Geschwindigkeiten im freien Luftstrom messen lassen würden (also nicht über Druckmessungen mittels Bernoulli zurückgerechnet, sondern über die Frequenz des aufblitzens von durchfliegenden Staubpartikeln in einem Laserinterferenzfeld, mittels sogenannter LDA, Laser Doppler Anenometrie exakt vor Ort vermessen...). Und das ganze noch online ausgewerted, nicht erst auf Magnetbändern aufgezeichnet und dann im Labor tagelang verarbeitet.

 

Bei einer mathematisch geschlossenen Lösung kann man einfach Grenzwerte bestimmen, gegen die ein Wert strebt. Oder Gültigkeitsbereiche klar definieren: Wenn der Wurzelterm negativ oder der Nenner Null wird, fällt das Flugzeug vom Himmel :D

 

Gruß

Ralf