Ein modernes Passagierflugzeug ist ein sehr komplizierter Mechanismus, bei dem Designer die fortschrittlichsten Technologien einsetzen, um einen stabilen Flug zu gewährleisten. Ein Know-how, das vor relativ kurzer Zeit auf den Tragflächen von Verkehrsflugzeugen aufgetaucht ist, sind die vertikalen aerodynamischen Spitzen zur Steigerung der aerodynamischen Qualität von Flugzeugen - Winglets.
Diese Geschichte erzählt von der Geschichte des Auftretens und der Entwicklung dieser Technologie in der Passagierflugzeugindustrie.
Geschichte der Erfindung der Technologie
Die Flügelspitze wird als vertikal gekrümmte Spitze der Ebene bezeichnet. Es biegt sich sanft fast 90 Grad vertikal an der Stelle, an der der Flügelholm endet. Die Grundlagen der Flügelspitzenbiegetechnik wurden in der Arbeit des NASA-Ingenieurs Richard Whitcomb gelegt. Zu Beginn der siebziger Jahre des letzten Jahrhunderts schlug er das Design und die Grundlagen der Aerodynamik der Flügelspitze vor, die senkrecht zum Flügel mit einer Richtung nach oben oder unten montiert war. Forschungs- und Versuchsflüge dauerten anderthalb Jahrzehnte. 1985 startete die Boeing 747-400, das weltweit erste Passagierflugzeug mit mit Flügelspitzen ausgestatteten Flügeln.
Fünf Jahre später erhielt der Leiter der aerodynamischen Abteilung von Aviation Partners ein Patent für ein gemischtes Winglet, das sich sanft nach oben biegt. Genau so, als nur das zweite Wort übrig blieb, riefen Experten die Flügelspitze.1991 wurden in den USA Winglets zur Modernisierung eines Privatjet-Liners eingesetzt. Dadurch konnte der Kraftstoffverbrauch um 7% gesenkt werden.
Um die Jahrhundertwende wurden Passagierschiffe führender Unternehmen mit Flügeln mit vertikalen Winglets ausgestattet. Zu den bekanntesten:
- Boeing - 737-700, 737-800, 747-400, 777;
- Airbus - A 310-300, A 320, A 330, A 340, A 350, A 380.
- Tu - 96-300, 204, 214, 334.
Auf dem französischen Riesen A 380 sind absolut einzigartige Winglets installiert. Sie nehmen nur einen Teil der Länge des Holmendes ein und biegen sich nach unten und oben. Die Airbus-Ingenieure testeten diese Technologie erstmals 1985 mit doppelseitigen Spitzen, um den Inversions-Footprint des A 310-300 zu verringern. Chinesischen Ingenieuren gelang es, die Flügelspitzen eines solchen "alten" nach modernen Maßstäben sowjetischer Entwicklungen wie der An-2 (Y-5C) und der An-24 (Xian Y-7) auszurüsten.
Wofür sind Winglets?
Aus technischer Sicht ist die Flügelspitze ein hohles Design wie Monocoque oder Semi-Monocoque. Winglets sind nicht nur in den Hauptebenen installiert, sondern auch am Kiel und den Stabilisatoren im hinteren Teil des Rumpfes. Neben aerodynamischen Funktionen können sie eine Reihe von Aufgaben ausführen. Designer installieren verschiedene Geräte an Winglets:
- Navigationslichter;
- Streikende angreifen, um Blitze zu bekämpfen.
Aus physikalischer Sicht bietet die Flügelspitze eine natürliche Verlängerung des Flügels, ohne die Größe seiner Flügelspannweite zu verändern. Eine weitere Hauptaufgabe von Winglets besteht darin, die Energiekosten der Bewegung während der Bildung von Wirbeln an den Flügelspitzen aufgrund der Druckdifferenz unten und oben zu reduzieren. Genau Der Wunsch, die Dehnung des Flügels und seine effektive Fläche zu erhöhen, war der Hauptgrund für das Auftreten neuer Elemente im Design.
Nachteile
Man sollte jedoch nicht denken, dass Winglets nur positive Aspekte haben. Ihre Hauptnachteile sind:
- negativer Effekt von starkem Wind im Start- / Landemodus;
- Anfälligkeit des Flugzeugs für Turbulenzen.
Derzeit sind die Ingenieure der Boeing Corporation in vollem Gange, um ein Flugzeug zu entwickeln, das effektiv mit dem Airbus A-380 konkurrieren könnte. Er erhielt die Kennzeichnung des B 777X. Faltbare Winglets können zu einer der Innovationen werden, mit denen die Effizienz gesteigert und der Kraftstoffverbrauch gesenkt werden kann. Die ungefähre Länge des Klappflügelabschnitts beträgt 7,3 m. Die Experimente haben zwei Ziele: Optimierung der Lastverteilung des Flügels im Flug, während des Starts und der Landung; Erhöhung des Tragflächenhubs der Boeing 777X. Das faltbare Winglet-Design sollte einen Antrieb und ein starkes Schloss enthalten.
