Что вызывает поток воздуха к фюзеляжу возле крылышка?

Я пытаюсь понять, как крылышки помогают уменьшить индуктивное сопротивление, и я наткнулся на эту статью;

https://www.boldmethod.com/learn-to-fly/aerodynamics/how-winglets-work-to-reduce-drag-and-how-wingtip-vortices-form/

В контексте вышеприведенной статьи, составляющая скорости в направлении должна быть направлена ​​в сторону фюзеляжа, когда вихрь сбрасывается на конце без винглета. Но при добавлении крылышка вихрь исчезнет на кончике крылышка, и составляющая скорости, видимая крылышком, должна быть удалена от фюзеляжа. Может ли кто-нибудь дать мне представление о том, что на самом деле происходит?

Верно ли объяснение, что крылышки на самом деле создают отрицательное сопротивление?

Крылышко работает как парус на лодке с узким галсом; большая часть подъемной силы направлена ​​вбок, но есть небольшая составляющая передней тяги, которая толкает лодку вперед, а винглет дает достаточную переднюю тягу, чтобы превысить ее сопротивление при высоких углах атаки. Вот почему их можно увидеть, в основном, только на высотных самолетах, летающих с малой указанной скоростью. Существует также заброс винглета, перенаправляющий вихревое поле в противоположную сторону, ослабляющий циркуляцию. Встаньте под крылышком, и вы заметите, что его хордовая линия немного выгнута, чтобы оптимизировать его угол атаки в местной циркуляции.
@JohnK Я кое-что читал, и, кажется, ведутся споры о том, что винглеты ведут себя как паруса. Хотя мне не удалось найти ни одной удовлетворительной теории, предлагающей другие методы их работы.
Обратите внимание на расширение моего ответа. Я надеюсь, что это поможет поддержать рассуждения @JohnK.

Ответы (1)

Всасывание делает.

Воздушный поток следует за градиентами давления, а всасывание, создающее подъемную силу, над верхним крылом втягивает больше воздуха не только впереди самолета (что объясняет индуцированный угол атаки), но и сбоку.

Объяснение индуцированного сопротивления на странице Boldmethod на самом деле довольно хорошее; только драгоценные камни, такие как вихри законцовок крыла, изгибаются вверх и вокруг законцовок крыла, толкая воздух, обтекающий крыло, вниз, и график с прямыми стрелками на стреловидном крыле нуждаются в улучшении.

Лучшей формулировкой было бы: Подъемная сила создается за счет ускорения воздуха, обтекающего крыло вниз; это, в свою очередь, заставляет большее количество воздуха сбоку ускоряться по направлению к центру крыла.

Относительно сравнения винглетов с парусами: боковое ускорение воздуха возле законцовки вызывает изогнутый внутрь воздушный поток над законцовкой крыла. Если вы теперь поместите туда поверхность, создающую боковую силу, ее вектор подъемной силы будет наклонен вперед этим изогнутым внутрь воздушным потоком. Это создаст небольшую составляющую тяги вместе с большой боковой силой, как это делает парус, плывущий близко к ветру. Этот эффект работает так же, как и направленный вниз поток над крылом, который заставляет вектор подъемной силы крыла слегка отклоняться назад, вызывая индуктивное сопротивление. Таким образом, вы могли бы назвать положительный эффект тяги, вызванной винглетом. Как и индуктивное сопротивление, оно максимально при высоких коэффициентах подъемной силы.

Конечно, складывание этого крылышка в качестве удлинителя размаха будет еще более выгодным.

Спасибо, мистер Кампф. Правильно ли я делаю вывод, что во всех этих случаях большая часть вихря все еще сбрасывается на законцовке крыла, а не на кончике крылышка?
Вокруг законцовки крыла циркулирует большое поле потока, простирающееся далеко за пределы собственной длины крылышка, которое ослабевает по мере удаления. Крылышко просто извлекает энергию из самой мощной центральной части циркуляции, чтобы помочь ослабить ее и получить от нее небольшую выгоду от тяги. Цель Уиткомба с винглетом состояла в том, чтобы получить преимущество увеличения размаха без фактического дополнительного занимаемого пространства по размаху и без дополнительной изгибающей нагрузки на корень лонжерона, поскольку структурное воздействие винглета поглощается основанием винглета и не добавить к общему изгибу крыла.
Лучшей статьей о винглетах, которую я когда-либо видел, была статья Питера Гаррисона (который сконструировал свой собственный самолет и облетел на нем весь мир) в журнале FLYING много лет назад, где он прекрасно описывает это в простых терминах.
@Mridul Вихрь сбрасывается по всему пролету и сворачивается в два вихря . То, что происходит на кончике, является лишь незначительной частью целого.
Я думаю, вы могли бы сказать, что само крыло представляет собой один большой генератор вихрей, треугольное крыло является самой экстремальной версией.
Что вызывает поток воздуха к фюзеляжу возле крылышка?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v