Die Tragfläche ist die Oberfläche, die den Auftrieb eines Aerodyns durch Ablenkung einer Luftmasse aufgrund seiner Bewegung bewirkt . Bei einem "Starrflügler" ( Flugzeug oder Segelflugzeug ) ist dies der Flügel , im Gegensatz zu einem Drehflügelgerät ( Helikopter , Tragschrauber ), wo es sich um einen Rotor handelt .
Die für den Flug benötigte Segelfläche hängt von Gewicht und Geschwindigkeit und damit von der Leistung der zur Verfügung stehenden Motoren ab. Zu Beginn der Luftfahrt waren die verfügbaren Motoren schwer und nicht sehr leistungsstark, die Geschwindigkeit niedrig; Daher war eine große Auflagefläche erforderlich, was zur Konstruktion von Aerodynen mit mehreren übereinanderliegenden Flügeln führte, die durch Masten und Wanten miteinander verbunden waren, da die damalige Technik den Bau von Flügeln mit hohem Streckungsverhältnis nicht zuließ. Multiplane-Geräte waren daher in den frühen Tagen der Luftfahrt eine häufige Konfiguration.
In der ersten Hälfte der XX - ten wurden Jahrhunderts gebaut Flugzeuge biplanes (zwei überlappenden Flügeln) oder Dreidecker (dreischichtigen Vordächer). Dadurch konnte ein zusätzlicher Auftrieb erzielt werden, ohne die Spannweite und Masse des Flügels zu stark zu erhöhen . Mit der Erhöhung der Motorleistung, dem Aufkommen neuer Konstruktionsmethoden und neuer Materialien, der Verbesserung der Berechnungs- und Bemessungsmittel und der Entwicklung der Wissenschaft von der Widerstandsfähigkeit von Materialien, half der Bau von Flugzeugen mit dickeren Metallkotflügeln aber ohne Wanten reduzieren Sie den Widerstand und erhöhen Sie die Geschwindigkeit.
Seit dem Zweiten Weltkrieg sind fast alle Flugzeuge Eindecker : Ihre Tragflächen bestehen aus zwei freitragenden oder freitragenden Flügeln, die an jeder Seite des Rumpfes angebracht sind .
Die Tragflächen werden nach ihrer Lage am Rumpf unterschieden:
Durch die hohen Tragflächen können die Triebwerke und Propeller angehoben werden, um das Eindringen von Fremdkörpern (bzw. Wasser bei Wasserflugzeugen wie bei der Beriev Be-200 ) auszugleichen oder den Transport sperriger Lasten im Laderaum zu erleichtern (z. Transall C-160). In leichten Passagierflugzeugen bieten sie eine bessere Sicht nach unten, außer bei Kurvenfahrten (zB Cessna 152 ).
TerminologieIn Längsrichtung: Die Vorderkante wird als Vorderkante und die Hinterkante als Hinterkante bezeichnet .
Quer: Die Verbindung des Flügels zum Rumpf wird als Wurzel bezeichnet . Der Übergang der Vorderkante zum Rumpf kann durch einen Apex ( LERX ) nach vorne verlängert werden .
Das Ende des Flügels (oder Lachses ) kann einfach sauber geschnitten werden oder mit einer speziellen nach oben oder unten gebogenen Form enden. Es gibt auch Randflossen oder Winglets , einfach (nach oben) oder doppelt (nach oben und unten). Am Ende des Flügels befinden sich die Navigationslichter: links rot und rechts grün.
StrukturJeder Halbflügel besteht aus einem (oder mehreren) Holmen auf den beigefügten Rumpf an der Wurzelebene . Die Rippen stützen die Oberseiten ( Oberseite ) und Unterseite ( Unterseite ) und übertragen aerodynamische Lasten auf die Träger. Die Überdachung kann auch die Unterstützung verschiedener Navigationssysteme wie Positionslichter (an den Enden), Landelichter oder Pilotierung (Stalldetektor) sein. An ihm sind auch andere Vorrichtungen angebracht, zum Beispiel dünne Stäbe, die manchmal mit Kohlefaserbürsten abgeschlossen sind ( Potentialverlustvorrichtung ), die es ermöglichen, die durch die Luftreibung gebildete elektrostatische Aufladung zu beseitigen.
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Der Flügel verfügt über bewegliche Oberflächen, die es ermöglichen, den Auftrieb und den Widerstand zu variieren:
und Steuerflächen, die die Steuerung des Flugzeugs ermöglichen:
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Der Flügel kann auch als Befestigungspunkt für Triebwerke , für Fahrwerke und zum Tragen von Lasten an Militärflugzeugen verwendet werden . Es enthält im Allgemeinen Senkkästen, die als Kraftstofftanks dienen.
Die Geometrie eines Flügels wird durch mehrere Elemente definiert (siehe unter Aerodynamik die Begriffsdefinitionen bezüglich eines Flugzeugflügels):
Die Nickstabilität wird im Allgemeinen durch eine spezielle Positionierung des Schwerpunkts und durch die Auftriebsdifferenz zweier voneinander entfernter Lagerflächen erreicht.
Diese beiden Oberflächen haben unterschiedliche Timings : Es ist das Längs-V . Oberflächen können auf verschiedene Arten angeordnet werden:
Die Auswirkung einer Einstellungsdifferenz ist wie folgt: Wenn eine Störung den Anstellwinkel vergrößert, ändert sich der Auftrieb der Höhenruderebene proportional stärker als der des Hauptflügels. Dies verursacht ein beißendes Drehmoment, das das Auftreten verringert.
Quantifiziertes Beispiel:
Hauptflügelaufprall im stabilisierten Flug: 3° (Null Auftriebswinkel des Profils - 4°) Anstellwinkel im stabilisierten Flug der Tiefenebene: 1 ° Erhöhen Sie die Inzidenz aufgrund der Störung: 1 ° Erhöhung des Hauptflügelauftriebs: 14% (7 ° + 1 ° im Vergleich zu 7 °) Huberhöhung der Tiefenebene: 100% (1° + 1° gegenüber 1°)Die Lösungen ( Flying Wing mit oder ohne Pfeil, Delta Wing ) sind vielfältig:
Flügel ohne Pfeil, Verwendung eines Profils mit doppelter Krümmung (positiv im vorderen Teil des Profils und negativ im hinteren Teil), gepfeilter Flügel und negativer Twist. Die Flügelspitze (weiter hinten und schwächerer Pitch) wirkt als stabilisierendes Heck, Deltaflügel, symmetrisches oder niedriges Krümmungsprofil, Erhebungen leicht erhöht (ergibt ein doppeltes Krümmungsprofil)In Abwesenheit eines hinteren Stabilisators , wobei die Längsstabilität, erhalten durch den Lift Vorrichtungen reduzieren, ist gering und erlaubt nicht die Montage von Klappen , die zu hoch Nase nach unten Momente verursachen würde. Der maximale Auftriebsbeiwert bleibt begrenzt, was eine Vergrößerung der Flügelfläche erzwingt.
In diesem Fall kann das Flugzeug weiter hinten zentriert und aerodynamisch instabil sein. Die Nickstabilisierung erfolgt durch einen Computer und Aktuatoren, die die Ruder ständig steuern (Fly-by-Wire). Da das Heck weniger Spoiler ist, ist der Luftwiderstand durch die Stabilisierung geringer.
Wenn sich dieses Glied in einer Flüssigkeit bewegt, induziert seine besondere Form eine Zugkraft vom Intrados zum Extrados , senkrecht zur Gesichtsebene. Wenn diese Flüssigkeit Luft ist, ermöglicht sie den Flug. Wenn es sich jedoch nicht in einer Flüssigkeit bewegt, induziert seine Form eine Zugkraft von der oberen Oberfläche zur unteren Oberfläche, parallel zur Flächenebene und gleich der Beziehung X² / UZ + 3-2QS² oder einfacher zu das Druckdelta aufgrund des Unterschieds der Strömungsgeschwindigkeiten zwischen den beiden Seiten (siehe Bernoulli ).