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45 Beiträge Seite 1 von 2

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Flugzeugbau | Nutzen und Form von Winglets  
24. Juni 2022 08:10 Uhr: Von Nicolas Nickisch 

Ich hatte vor kurzem eine Diskussion mit einem flugbegeistern Jungen.

Dem habe ich die Vorzüge der Winglets an Segelfugzeugen erklärt; das man damit langsamer und stabiler kurbeln kann weil letztlich ein schädlicher Druckausgleich zwischen Ober- und UNterseite verringert wird.

Dabei kam es dann auch auf die Form der Flügel bei Raubvögeln mit diesen gespreizten Federn am "Randbogen".

Mir gingen dann aber die Argumente aus warum manche Airlliner gar keine, kleine oder gewaltige WInglets haben.

Mir fallen da ein:

- Manche 737 mit riesigen "Orca"-like winglets

- A320 mit entweder auch riesigen WInglets oder nur so angedeuteten plattenartigen Abschlüssen

- 747 haben wohl gar keine WInglets, nur so etwas verstärkte V-Form der Außenflügel

- A380 ?

- B777 auch keine WInglets?

Gibt's dafür eine gute Erklärung? Eine wäre z.B., dass bei sehr langen Flächen, der Effekt gering wäre.

24. Juni 2022 08:34 Uhr: Von Michael Söchtig an Nicolas Nickisch

Als Jurist bin ich kein ingenieur, aber was ich aus Diskussionen bei Airliners.net so mitgenommen habe:

1. Winglets wiegen auch mehr, je nach Form. Das Mehrgewicht ist gerade bei Kurzstreckenflügen ein Thema (was man bei längeren Flügen spart, zahlt man bei kürzeren Flügen drauf).

2. Je nach Spannweite können Winglets auch Probleme verursachen (ggf. passen die Flügel dann nicht mehr in die Abstellposition).

3. Die WL müssen auch zum jeweiligen Flügel passen. Je nach (teilweise sehr altem) Flügeldesign sind die Vorteile gering, bzw. müsste auch die Flügelstruktur an die WL angepasst werden, was wieder mehr Gewicht bedeutet (siehe Punkt 1).

Aber alles unter Vorbehalt. "Einfach mal eben drantackern" ist es aber jedenfalls nicht. Interessant finde ich aber durchaus, dass bei einigen neuen Designs auch andere Flügelspitzen gewählt wurden.

24. Juni 2022 09:05 Uhr: Von Nicolas Nickisch an Michael Söchtig

Guter Punkt 2. Hat nicht die neueste B777-Baureihe Klappflügel?

Ich kann mir gut vorstellen, daß sich in alte Designs nicht ohne weiteres Winglets integrieren lassen. Das ist vielleicht die Erklärung für die grossen Winglets am A320neo

24. Juni 2022 09:08 Uhr: Von Patrick „Lean-Hard!“ an Nicolas Nickisch Bewertung: +2.00 [2]
777 „classic“ hatte folding wings als Option, wurde nicht bestellt. Airlines sahen keine Notwendigkeit kleinere/günstigere Gates zu nutzen.

777-X hat hingegen folding wingtips wegen noch größerer Spannweite/Abstellraum.

777/787 haben „raked wingtips“, Flügel wurde ja neu konzipiert. Vergleichbarer Effekt (je spitzer desto besser), ohne höheres Gewicht/Belastung.

737-800 ff. zb hat keinen neu entwickelten Flügel, Blended Winglet und split scimitar winglet wurden nach-entwickelt.
24. Juni 2022 16:56 Uhr: Von Toni S. an Nicolas Nickisch Bewertung: +2.00 [2]

Winglets können den induzierten Widerstand verringern, vergrößern aber (bei sonst gleichem "Basisflügel") den Reibungswiderstand (mehr benetzte Oberfläche) und das Gewicht.

Sieht man sich die Kombination des Gesamtwiderstandes aus induziertem und Reibung an, wird klar, dass man bei Flugzeugen, die viel starten, landen, steigen und sinken eher beim induzierten den Hebel ansetzt, bei solchen, die mehr Zeit im Reiseflug verbringen, eher bei der Reibung. Gewicht ist in jedem Fall ein "trade-off".

Induzierten Widerstand kann man übrigens auch reduzieren, indem man das Winglet "runter klappt" und den Flügel entsprehend "verlängert". Neben dem Problem mit dem Standplatz (oder anderer Spannweitenlimitierung, siehe 15m-Klasse bei den Segelfliegern) muss man dann aber dafür sorgen, dass diese schlanken Flügelenden keinen Strömungsabriss erleiden, bevor es der Rest des Flügels tut, was bei einer Auslegung für den Reiseflug kein Problem ist, bei Auslegung für den Fall mit hohen Anstellwinkel aber sehrwohl, bzw. in der Kombination aus beidem. Klappe ich die Spitzen hoch, bekommen die vertikalen Teile (also die Winglets) von einer Anstellwinkeländerung des Hauptflügels weniger (nicht nichts!) mit und reißen nicht ab, tun dadurch ihren "Job" noch. Manchmal kann ein Optimum auch dazwischen liegen. Ich denke, so kam schon der A340 zu seinen "Ohren" oder heutzutage, viel schicker, der A350 zu den "blended winglets" oder wie genau sie nun heißen sollen.

Dass die "alten" A320 oder 737 keine (oder nur Andeutungen von) Winglets haben und die neuen Varianten sehr auffällige, würde ich (ohne konkreten Einblick zu haben) moderneren Methoden in der Auslegung, aber primär den Möglichkeiten des Leichtbaus zuschreiben, dank derer sich das Mehrgewicht auf ein lohnensewertes Maß einschränken ließ.

Bei den klassischen Urlaubsfliegern sind die Winglets übrigens auch eine super Möglichkeit, das Airline-Logo anzubringen, sodass es bei jedem Schnappschuss aus dem Flieger perfekt im Bild ist! Wird von den Marketing-Abteilungen - insbesondest der Ferienflieger - gern mitgenommen, hab ich mal gehört ;-)

24. Juni 2022 21:09 Uhr: Von Lui ____ an Nicolas Nickisch
Ich kann mich irren, aber ich meine mich zu erinnern, dass aufgrund der hohen Flughöhe der Flügel trotz der Geschwindigkeit tatsächlich einen hohen Anstellwinkel und damit Auftriebsbeiwert und entsprechend hohen induzierten Widerstand hat. Beim Segelflugzeug ist das ja in “Reisekonfiguration” keinesfalls so… Da helfen sie beim Kreisen…

Leider konnte mir bisher noch niemand sagen wie hoch der Anstellwinkel im Reiseflug bei so Maschinen ist … “Cruise Body Angle” und 2+ Grad hört/liest man öfter aber auch Boeing Piloten zucken bei Frage nach dem Anstellwinkel mit den Achseln.
24. Juni 2022 22:16 Uhr: Von Herold an Lui ____

Mit dem A321 bei guten 80T Gewicht, Mach 0.78 und FL360 war der AOA laut Alpha Pick Up 2,3 Grad. Das entspricht auch der Pitch im Reiseflug wenn ich den Flight Path Vector ("Bird") dazunehme. Also so etwas in der Drehe wird es schon sein ;-)

27. Juni 2022 08:47 Uhr: Von Nicolas Nickisch an Herold Bewertung: +1.00 [1]

Die armen Saftschubsen! Immer 2° STeigung :-(((

Oder in die andere Richtung sausen lassen. Nicht ganz ernst gemeint.

29. Juni 2022 17:12 Uhr: Von Holger Kutz an Nicolas Nickisch Bewertung: +2.00 [2]
Wieder einer der den Unterschied zwischen Anstellwinkel und Einstellwinkel nicht verstanden hat.
29. Juni 2022 17:29 Uhr: Von Chris _____ an Holger Kutz Bewertung: +1.00 [1]

Erklär doch mal. Oben steht "AOA entspricht Pitch".

29. Juni 2022 17:47 Uhr: Von Stephan Kablitz an Chris _____ Bewertung: +3.00 [3]

Wir reden ja die ganze Zeit von Winglets und die schraubt man bekanntermaßen an die Flügel. Und damit die ihre positive Wirkung entfalten können, muß der Flügel einen Anstellwinkel (AoA) haben. Je mehr Anstellwinkel, desto mehr Zirkulation, Auftrieb aber eben auch induzierten Widerstand handelt man sich da ein und u.a. letzteren wollen die Winglets ja überlisten.

Was die Damen und Herren mit den Trolleys betrifft, macht denen nur die Neigung des Kabinenbodens zu schaffen. Der hat natürlich mittelbar was mit dem Anstellwinkel zu tun, aber genau da kommt der Einstellwinkel ins Spiel. Die Längsachse des Rumpfs muß nämlich nicht parallel zur Profilsehne des Flügels sein.

Wie man beim Entwurf des Flugzeugs den Einstellwinkel genau wählt, dafür gibt es viele Einflußgrößen.

Bei einem Spornradflugzeug versucht man, den Flügel ungefähr so an den Rumpf zu schrauben, daß in Zweipunktlage das Profil den maximalen Auftrieb liefert, so daß man langsam starten und landen kann. Und vielleicht ist ja ein DC-3 Erfahrener hier im Forum, der erklären kann, wie man den Attitude Indicator bei so einem Flugzeug am Boden setzt - ich vermute mal nicht auf 0°...

Pitch ist die Neigung der Flugzeuglängsachse gegen den Horizont. Und nur im Horizontalflug und bei Einstellwinkel = 0° wäre dann AoA gleich Pitch und gleich Neigung des Kabinenbodens.

Pitch ist aber eben nicht immer gleich AoA. U.a. genau das war den AF447 Piloten damals nicht transparent, weil AoA in deren Cockpit nicht angezeigt wurde. Bei 10.000ft/min Sinkrate und sehr niedriger TAS kommt die Anströmung dann eben erheblich von vorn unten statt nur von vorn.

29. Juni 2022 18:15 Uhr: Von Holger Kutz an Stephan Kablitz
Airbus hat seinen Flügel. Seit langem, auf genau einen Anstellwinkel optimiert. Dadurch ist das Flugzeug effizienter.
Bei diesem Anstellwinkel ist der Einstellwinkel 0 Grad, da so der Rumpf bei diesem Anstellwinkel den Geringsten Widerstand hat.
Daher werden die Trolleys im Reiseflug immer in der Horizontalen stehen.

Bei Boing ist das inzwischen ähnlich, aber die 747 z.b. war was die Effizienz angeht nicht so Anstellwinkel kritisch. Die konnte auch mal wesentlich schneller fliegen, ohne das sich der Spritverbrauch gleich so immens erhöht hat.

Daher kam früher auch der Spruch, das ein Airbus, der verspätet ausgeliefert wird, die Verspätung im ganzen Flugzeuleben nicht wieder aufholen kann.
Boing ist inzwischen unter Druck durch die Airlines, genau so effizient zu fliegen, wie Airbus. Daher wird es heute bei beiden Herstellern ähnlich sein.
29. Juni 2022 18:26 Uhr: Von Holger Kutz an Holger Kutz
Ich kann meinen Beitrag nicht korrigieren.
Es muss natürlich heißen, das im Reiseflug der Einstellwinkel gleich dem Anstellwinkel ist und der Rumpf mit der Längsachse dabei parallel zur Luftströmung liegt.
29. Juni 2022 18:29 Uhr: Von Holger Kutz an Stephan Kablitz
Es gibt viele Spornradflugzeuge, die in 3Punktlage gestartet und gelandet werden. Da hat der Traglügel bei 2Punktlage fast gar keinen, oder sogar Null Auftrieb. Man denke an die ganzen Kunstflugzeuge.
29. Juni 2022 18:33 Uhr: Von Holger Kutz an Holger Kutz
Ich hatte vor einiger Zeit eine Sicherheitsmitteilung von SunExpress auf dem Tisch.
Die darauf hingewiesen hat, das die Winglets an den neueren 737, auch nach unten zeigen. Die Beleuchtung ( Navlight) sitzt allerdings höher in der Mitte des Randbogens.
Die SunExprasd hatte daher überdurchschnittlich viele Unfälle mit Bodenfahrzeugen, die im Dunklen, dagegen gefahren sind.
Hinzu kommt, das die Winglets bei dieser Airline dunkel Blau lackiert sind.
29. Juni 2022 21:14 Uhr: Von Flieger Max L.oitfelder an Holger Kutz Bewertung: +4.00 [4]
"Es muss natürlich heißen, das im Reiseflug der Einstellwinkel gleich dem Anstellwinkel ist und der Rumpf mit der Längsachse dabei parallel zur Luftströmung liegt."

Das ist ein ziemlicher Schmarrn:
Auch ein Airbus hat im Reiseflug einen positiven Pitch(=AoA bei Horizontalflug) weil der leicht positiv angestellte Rumpf durch seinen Auftrieb insgesamt vorteilhafter ist als der geringere Widerstand bei paralleler Strömung ausmachen würde. Kabinenboden und Trolleys stehen damit im Cruise nicht horizontal.

Man sollte auch nicht Andere betreffend Einstellwinkel/Anstellwinkel kritisieren und dann schreiben, dass bei einem bestimmten Anstellwinkel der Einstellwinkel 0 Grad beträgt. Airbus hat noch keine drehbaren Holme verbaut.
29. Juni 2022 22:12 Uhr: Von Holger Kutz an Flieger Max L.oitfelder Bewertung: -2.33 [4]
Di hast es nicht verstanden
29. Juni 2022 22:13 Uhr: Von Flieger Max L.oitfelder an Holger Kutz Bewertung: +3.00 [3]
Nein, ich hab es nicht verstanden. Ich flieg es nur täglich. Du bist ja echt witzig :-)

Vielleicht sollte man bei "Pitch minus AoA ist trajectory" anfangen, das hilft beim Verständnis.
29. Juni 2022 22:23 Uhr: Von Holger Kutz an Flieger Max L.oitfelder
Wenn Du es täglich fliegst, dann ist es um so schlimmer, wenn Dir sie Zusammenhänge nicht klar sind.

Wie erklär ich es meinem Kind:
Ein Airbus braucht zum fliegen einen Anstellwinkel.
Nehmen wir als Beispiel mal 2 Grad.
Da der Hersteller das weis, hat er den Flügel nicht parallel zur Längsachse angebracht, sondern mit genau diesen 2 Grad. Das nennt man Einstellwinkel.

Wenn das Flugzeug also mit 2 Grad Anstellwinkel fliegt, dann ist die Längsachse 2 Grad niedriger als der Anstellwinkel.
2Grad Anstellwinkel - 2Grad Einstellwinkel ist eine Flugzeuglängsachse von Grad zur anströmenden Luft.
29. Juni 2022 23:01 Uhr: Von Flieger Max L.oitfelder an Holger Kutz Bewertung: +3.00 [3]
Jetzt klingt es schon sinnvoller, weiter oben hast Du Deinem Kind noch erklärt, dass "im Reiseflug der Einstellwinkel gleich dem Anstellwinkel ist" und andere Gustostücke.

Irgendwann wird Dir Dein Kind dann erklären dass Airbus genau wie Boeing den AoA als Winkel der anströmenden Luft zur Flugzeuglängsachse definiert weil es zwischen den Herstellern verschiedene Definitionen gibt und es so einfacher wird. Man müsste sonst zusätzlich zum Einstellwinkel auch noch verschiedene Bezugspunkte angeben, aerodynamische und geometrische Schränkung sagen Dir sicher auch etwas.
Man kann Beiträge übrigens schon editieren, erspart Peinlichkeiten.
29. Juni 2022 23:24 Uhr: Von Holger Kutz an Flieger Max L.oitfelder
Da gibt es nichts Peinliches, weil alles Richtig war, außer dem einen Fehler den um folgenden Beitrag korrigiert habe.
Im Übrigen kann ich die Beiträge von meinem Telefon aus nicht korrigieren.
29. Juni 2022 23:37 Uhr: Von Flieger Max L.oitfelder an Holger Kutz Bewertung: +1.00 [1]
Wenn "Alles richtig war" dann muss es neuerdings den Einheits-Anstellwinkel geben der für alle Gewichte und Geschwindigkeiten denselben AoA und Pitch im Reiseflug ergibt damit die Kabine im Reiseflug immer horizontal bleibt. Erstaunlich. Bisher habe ich zwischen einem leeren A321 bei Mach 0,80 und demselben Flieger bei Vollbesetzung (+50% TOM) erhebliche Unterschiede festgestellt, und natürlich umso mehr wenn man mit Cost index 12 oder weniger und dementsprechend langsamer fliegen konnte.
Beruflich fliegst Du nicht, oder etwa doch?
2. Juli 2022 17:07 Uhr: Von Flieger Max L.oitfelder an Holger Kutz Bewertung: +4.00 [4]
Ich habe nachfolgend ein paar Fotos eingestellt um Dir zu zeigen wie sich Pitch/Anstellwinkel in der Praxis verhalten. Bei "Cost index 0" beträgt Pitch=Anstellwinkel (unterste Zeile, AoA) 2,7 Grad und selbst bei 0,79 Mach sinken Pitch und AoA nicht unter 2 Grad.
Würde man Pitch auf 0 Grad senken (um den Rumpf horizontal zu legen wie Du meintest ) würde man bei diesem Gewicht mit knapp 1500 Fuss/min. sinken.
Vielleicht verstehst Du ja jetzt wie unsinnig Deine Aussagen waren und im Ton unangemessen.


2. Juli 2022 17:49 Uhr: Von Sven Walter an Flieger Max L.oitfelder
Sei nicht so hart, "Holger" fliegt Crusaders vom Flugzeugträgerdeck mit variable incidence.
2. Juli 2022 18:51 Uhr: Von Holger Kutz an Flieger Max L.oitfelder Bewertung: -0.33 [1]
Natürlich gibt es den "Einheits Anstellwinkel für jedes Gewicht.
Wenn man leichter ist, fliegt man entsprechend höher und schon hat man wieder den gleichen Anstellwinkel.
Merken Sie eigentlich wie sehr Sie ihre Reputation hier gerade aufs Spiel setzen?
Aber ich kann mir schon vorstellen das Sie lange keine komplette Flugvorbereitung manuell und mit den Büchern gemacht haben.
Wenn man alles, incl. Kostindex vom Dispatcher vorgesetzt bekommt und nur maximal Teneriffa und zurück fliegt, das vergisst man die wichtigsten Zusammenhänge.
Und um Sie zu beruhigen, ich darf nicht mehr aus gesundheitlichen Gründen.
Davor aber gewerblich von Kolben, über diverse Turboprop bis hin zu verschiedenen Jet Ratings. Alle incl. TRI.

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