Dimensionierung der Tragflächen

Ein Flügel mit rechteckigem Grundriß und λ = 1 ist aus herstellungstechnischer
Sicht am günstigsten, nicht jedoch unter strukturellen und aerodynamischen
Gesichtspunkten. Eine optimale Auftriebsverteilung und damit den geringsten
induzierten Widerstand weist ein elliptischer Flügelgrundriß auf. Ein solcher
Grundriß kann mit einem Einfachtrapez angenähert werden, der gegenüber dem
elliptischen Grundriß eine erheblich geringere konstruktive Komplexität besitzt. Bei
einer Zuspitzung von etwa 0,3 - 0,4 wächst der induzierte Widerstand gegenüber
dem Optimum nur um 1 bis 2%. Mit der Zuspitzung wandert der Druckpunkt des
Flügels nach innen und das Wurzelbiegemoment wird geringer. Damit sinkt auch
das Flügelgewicht. Dieser Effekt führt bei Verkehrsflugzeugen mit Pfeilflügeln
tendenziell zu etwas kleineren Zuspitzungen zwischen 0,25 und 0,35.
Verwindung ε - spannweitige Variation der Profilschnitte
Bei der geometrischen Verwindung werden die einzelnen Flügelprofilschnitte
spannweitig gegeneinander verdreht. Unter aerodynamischer Verwindung versteht
man den Wechsel von Profilen oder Profilparametern in Spannweitenrichtung. Die
Verwindung ist geeignet, die teilweise unvorteilhaften Auswirkungen von
Streckung, Zuspitzung und Pfeilung auf die Auftriebsverteilung auszugleichen.
Neutralpunkt x NF ,y NF (aerodynamic center) - gedachter Angriffspunkt des
Auftriebs am Flügel, wobei das Flügelmoment unabhängig vom Anstellwinkel wird
Im Neutralpunkt ist das Flügelmoment bei einer Fluggeschwindigkeit für positiv
gewölbte Profile konstant und kleiner als Null (kopflastig); für symmetrische
druckpunktfeste Profile verschwindet das Nullmoment. Für den Vorentwurf ist es
ausreichend, den geometrisch fest definierten l/4-Punkt (quarter-chord-point) eines
Profils als Neutralpunktlage für alle Profilarten anzunehmen.
Grundriß
Der Flügel sollte möglichst den gesamten Kraftstoff aufnehmen, weil dadurch
einerseits Rumpftanks gespart und somit Frachtraumvolumen erhalten bleibt,
andererseits der Kraftstoff als gleichmäßig im Flügel verteilte Flächenlast dem
durch die Flächenlast Auftrieb erzeugten Biegemomenten entgegenwirkt.
Soll das Fahrwerk am Flügel angebracht werden, so ist mit wachsender Pfeilung
auf ausreichende Tiefe des Innenflügels zu achten. Bei Triebwerksanbringung
unter den Flügeln bietet sich hier die Form eines Doppeltrapezes an. Bei
Schulterdeckern und bei Triebwerksheckmontage kann auch die Form des
Einfachtrapezes verwendet werden. Seltener werden auch Mehrfachtrapeze
verwendet (z.B. B707, Blended-Wing-Body-Konzepte).
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