Ich habe gerade eine Dokumentation über das Design des Boeing 787 „Dreamliner“ gesehen, und einer der Designer sagte, die Flügel seien von Segelflugzeugen inspiriert. Bei Betrachtung der Serienversion des Flugzeugs ist es offensichtlich, dass die Tragflächen tatsächlich gleitflugähnlicher sind als andere Flugzeuge.
Wie wirkt sich das auf das Gleitverhältnis aus? Ich kann keine Daten dazu finden (gibt es überhaupt Daten dazu?)
Antwort
Wie hier erläutert , hängt das Gleitverhältnis mit dem L / D-Verhältnis (Lift-to-Drag) des Flugzeugs zusammen. Wenn es sich um Verkehrsflugzeuge handelt, ist das „Gleitverhältnis“ typischerweise Wird verwendet, um das Verhältnis bei nicht funktionierenden Triebwerken zu bezeichnen. Wenn die Triebwerke nicht laufen, erhöhen sie den Luftwiderstand erheblich, wodurch das L / D-Verhältnis vom typischen Maximalwert verringert wird.
Diese Analyse schätzt das maximale L / D der 787 auf 20,8 , während diese Site 21 schätzt.
Andere Quellen schätzen L / D des A330 und A340 bei 20 . Die 747 wird auf ungefähr 18 geschätzt. Basierend auf diesen Schätzungen ist der 787 etwas besser als andere große Verkehrsflugzeuge.
Die meisten Effizienzgewinne des 787 sind auf das geringere Gewicht von Verbundwerkstoffen (die größere Flügel ermöglichen) und effizientere Motoren zurückzuführen.
Kommentare
- Effizienz ist geometrisch, sie hat nichts mit Gewicht zu tun. Nur die Geschwindigkeit, bei der Sie ' feststellen, dass die Effizienz durch das Gewicht beeinflusst wird, ist der Grund, warum Segelflugzeuge häufig mit Wasser beladen sind.
- @Caterpillaraoz ist richtig, dass L / D (und damit Gleitverhältnis) ist gewichtsunabhängig. Der letzte Absatz der Antwort (Effizienzgewinne) befasst sich mit einem separaten Thema (Gewicht der Flugzeugzelle). Eine leichtere Flugzeugzelle benötigt weniger Auftrieb für einen ebenen Flug, sodass weniger Luftwiderstand entsteht, was zu geringeren Schubanforderungen führt.
Antwort
Es gibt viele Faktoren zum Gleitverhältnis eines Flugzeugs, aber ein guter Hinweis ist das Seitenverhältnis (mehr dazu hier: Wikipedia ). Das Seitenverhältnis sagt uns, wie „schlank“ der Flügel ist.
Je schlanker ein Flügel ist, desto weniger induziert wird er. Der Nachteil ist, dass je länger ein Flügel ist, desto mehr parasitären Widerstand erzeugt er. Es ist also ein Kompromiss für Segelflugdesigner. Für langsame Flüge gilt: Je länger der Flügel, desto besser. Für Hochgeschwindigkeitsflüge ist ein kurzer Flügel besser. Dies zeigt sich bei Segelflugzeugen der offenen Klasse, bei denen in den letzten 30 Jahren der Trend dahin ging, Segelflugzeuge mit größerer Spannweite zu entwickeln. In den letzten Jahren hat sich dies geändert, und die Hersteller von Segelflugzeugen stellen jetzt neue Generationen von Segelflugzeugen der offenen Klasse her, die eine kürzere Flügelspannweite als ihre Vorgänger haben (im Fall des neuen Quintus gegenüber seinem Vorgänger, dem Nimbus 4: 23 m gegenüber 26,5 m).
Bei Segelflugzeugen führt ein hohes Seitenverhältnis in fast allen Fällen (es gibt Ausnahmen) zu einem hohen Gleitverhältnis im Vergleich zu Segelflugzeugen mit niedrigem Seitenverhältnis. Beispiele für Segelflugzeuge derselben Generation (oder nahezu derselben) und ihre Seitenverhältnisse und (theoretischen) Gleitverhältnisse:
(AR: Seitenverhältnis; GD: Gleitverhältnis)
LS4: AR: 21,7; GR: 40
Ventus 1: AR: 23,7; GR: 44
Diskus: AR 21,3; GR 42
Nimbus 3: AR 35,9; GR 58 ASH25: AR 39,8; GR 60
Nun ein extremes Beispiel, das in sehr wenigen Stückzahlen hergestellt wurde; Die ETA hat ein Seitenverhältnis von 51,3 und ein Gleitverhältnis von 72.
Nun genug zu Segelflugzeugen! Wenn wir Flugzeuge nehmen, hatte der Gimli Glider (Boeing 767) in einer Notsituation ein gemeldetes Gleitverhältnis von 12: 1.
Ein 767-200 hat ein Seitenverhältnis von 8 ~, zusammen mit einem Gleitflug Verhältnis von (laut Wikipedia) 12: 1.
Ein Airbus A340-300 hat ein Seitenverhältnis von 10 ~ und ein 737-NG mit Winglets hat auch ein Seitenverhältnis von 10 ~. Auf der anderen Seite hat eine 787 ein Seitenverhältnis von 11 ~.
Aber ohne Fabriknummern eines der Flugzeuge wäre es schwer zu sagen. In jedem Fall sollte die 787 in Bezug auf das Seitenverhältnis ein besseres Gleitverhältnis haben als die anderen Flugzeuge, die ich erwähnt habe.
In Bezug auf die Flügelmerkmale des 787 ist der Sweepback der Vorderkante sehr hoch beliebt bei Segelflugzeugherstellern heute. Es gibt auch eine merklich erhöhte Dieder (Flügel biegt sich nach oben) weiter außerhalb des Flügels, was auch bei Segelflugzeugen zu sehen ist.
Es ist schwer zu sagen, ob diese Faktoren das Gleitverhältnis des 787 im Vergleich zu anderen erhöhen Flugzeuge, da der Flügel sicherlich für eine optimale Leistung bei Reisegeschwindigkeit ausgelegt ist und die Geschwindigkeit für das beste Gleitverhältnis wahrscheinlich viel niedriger ist.
Die einzige Schlussfolgerung, die ich vermuten würde, ist, dass aufgrund eines Seitenverhältnisses, das etwa 10% höher ist als bei vergleichbaren Verkehrsflugzeugen, die 787-Segelflugzeuge besser sind (aber ich habe keine Ahnung, wie viel). Wenn ich es parken müsste, würde ich irgendwo im Gleitverhältnis zwischen 16 und 18 raten.
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- Der Teil über das Seitenverhältnis ist direkt an, aber Sie gehen mit " Schlussfolgerung von den Schienen. Ich würde bei "
raten
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Hier gibt es nur Vermutungen, aber eine typische Fluggesellschaft hat ein Gleitverhältnis von 15-20: 1 . Segelflugzeuge erreichen 30-60: 1 .
Laut Boeing hat der Flügel ein „hocheffizientes Verhältnis von Auftrieb zu Widerstand“, was für mich 20-25 bedeutet: 1. Das ist also meine Schätzung.
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- Bitte erläutern Sie die Ablehnung. Ich habe die Frage mit fundierten Vermutungen und Quellen beantwortet, und niemand anderes hat geantwortet mit einer offiziellen Quelle.
- Ich habe ' nicht abgelehnt, aber ich kann verstehen, warum es abgelehnt wurde. Vermutungen sind keine wirklich gültige Antwort.