Airbus BLADE – Laminarprofil an einem Airliner

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  1. #1 WaS, 09.10.2017
    Zuletzt bearbeitet: 09.10.2017
    WaS

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    Solange kein Fachmann reagiert versuche ich als aerodynamischer Laie mich mal an einer (teilweisen) Antwort:

    "Superkritischer" und "laminarer" Flüger, das ist von der Zielsetzung her kein Widerspruch, sondern das sind zwei verschiedene Baustellen.

    Der Widerstand einer Tragfläche steigt bei der Annäherung an die Schallgeschwindigkeit stark an. (Stärker als es der Verlauf bei niedrigen Geschwindigkeiten erwarten lässt.) Ein "superkritischer" Flügel ist so geformt, dass dieser Anstieg möglichst gering ausfällt und/oder erst bei einer möglichst hohen Geschwindigkeit erfolgt. Für die vom Fragesteller erwähnten Segelflugzeuge also irrelevant.

    "Laminarprofil" hingegen bedeutet, dass die Luft in der Grenzschicht (der Schicht unmittelbar über der Flügeloberfläche) laminar und nicht turbulent strömt. In der Praxis zumindest von der Nasenkante bis zu einem Teil der Flügeltiefe; danach wird die Srömung irgendwann turbulent. Gegenüber einer überall turbulenten Strömung verringert das den Widerstand. Und je größer dieser Anteil der Flügeltiefe ist, desto besser. Auch dazu kann die Form des Profils beitragen, und außerdem eine Oberfläche, die möglichst glatt ist und möglichst wenig von der berechneten Idealform abweicht.

    Fortschritte könnte es einmal bei Materialien und Fertigungsverfahren geben, um die Oberfläche möglicht perfekt hinzubekommen. Und vielleicht gibt es ja auch Fortschritte bei den Berechnungsmethoden, um die (unterschiedlichen? widersprüchlichen?) Anforderungen an die Profilform hinsichtlich "superkritisch" und "laminar" unter einen Hut zu bringen.

    (Just my 2c, und die Experten mögen mich in der Luft zerreißen, falls ich Unsinn geschrieben habe.)
     
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  3. #2 Schorsch, 23.10.2017
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    Laminarhaltung geht nur bei gewissen Reynoldszahlen (Verhältnis von Länge zu Geschwindigkeit, am besten Googeln). Da sind Airliner-Profile halt unter ferner liefen.
    Weiterhin haben laminare Profile sehr hohe Anforderungen an die Vorderkante (verhindert Einsatz von Slats), benötigen enorm hohe Fertigungsqualität (übersteigt schnell die Toleranzen) und haben kein schönes Abreißverhalten. Wenn man dazu nimmt, dass Verschmutzung schnell die Laminarität versaut, dann ist ein Laminarer flieger schnell teurer im Betrieb als ein turbulenter. Deswegen gibt es sie nicht.
     
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  4. #3 alphamike, 24.10.2017
    alphamike

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    Das galt vielleicht für die Laminarprofile der ersten und zweiten Generation und deren Abarten (FX67, FX-62, HQ17 etc.), aber spätestens seit Anfang der Neunziger sind Laminarpofile weit harmloser als die alten sogenannten "Standardprofile". Alle aktuellen Segelflugzeuge mit hochgezüchteten Laminarprofilen sind im Verglich mit älteren Fliegern unvorstellbar gutmütig, auch bei nassem oder verschmutzten Profil. Die aktuellen Auslegungen geringer Profildicke und -wölbung sind relativ wenig mückenempfindlich und die Grenzschichtdicken bei Airliner-Profiltiefen sind so groß, daß der Spalt eines Vorflügels die laminare Strömung nicht stört. Die notwendige Fertigungspräzision wird überschätzt - solange keine Welligkeit in Spannweitenrichtung vorhanden ist, funktionieren Laminarprofile auch dann, wenn das Profil nicht ganz exakt eingehalten wurde. Großen Einfluss hat natürlich der Nasenbereich (etwa die ersten 15% der Profiltiefe), aber dort sollte eine perfekte Formgenauigkeit heutzutage kein Problem mehr darstellen.
    Eher ein Problem ist die Fertigungstechnik, z.B. Nietenköpfe selbst von Senknieten.

    Der Einfluss der Reynoldszahl ist der, daß bei zu kleinen Reynoldszahlen laminare Ablöseblasen zum Problem werden - aber ab Segelflugzeug aufwärts reicht jede Reynoldszahl aus, ein Profil laminar zu bekommen.
    Problematisch wird es erst wieder bei hohen Unterschall-Machzahlen, wenn lokale Verdichtungsstöße die laminare Strömung stören (deshalb sind die heutigen Tragflügel von Airlinern und UNterschallbombern superkritisch ausgelegt: Um genau diese Verdichtungsstöße zu minimieren bzw. zu elominieren).
     
    arneh, gero und Sens gefällt das.
  5. #4 Schorsch, 24.10.2017
    Schorsch

    Schorsch Alien

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    Wie auch immer, man bekommt auch nach heutigem Stand der Technik keinen konkurrenzfähigen (>10% Vorteil gegenüber Referenz) Laminar-Flieger aus der Halle geschoben. Punkt.
     
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    Hallo

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