Winglets an Tragflächen von Flugzeugen bringen die allgemein bekannten Vorteile. Bis auf eine Anwendung - Antrieb für motorgetrieben Paraglieder - die ich im Internet fand, sind mir keine Winglets an Propellern bekannt. Ein Propellerblatt ist ja nicht weiteres wie eine rotierende Tragfläche. Also sollten eigentlich hier die gleichen Vorteile zum Tragen kommen. Auch bei Rotoren von Windkraftanlagen konnte ich nichts finden. Gibt es praktische Anwendungen, und wenn nicht, warum? Danke schon mal für die Antworten. mfG H.Diesner
EvoLogics
Hallo,
Du hast recht, Winglets an den Tragflächen helfen, die Randwirbel zu kontrollieren, die einen erheblichen Teil der Energieverluste verursachen.
Auch bei Propellern entstehen die meisten Verluste (und auch fast alle Lärm-Emissionen) an den Flügelspitzen. Die Berliner Aerodynamik-Firma EvoLogics hat zum Beispiel das Prinzip der Winglets auf einen Propeller übertragen, das Modell ist in Vergleichsmessungen bis zu 30% effektiver und gleichzeitig leiser.
http://www.evologics.de/projects/bionic_propeller/in…
In Computerlüfter werden dagegen die Propeller in einen feststehenden äußeren Ring eingebaut, der ebenfalls hilft, die Randwirbel in Grenzen zu halten.
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hallo
also, ich bin jetzt nicht gerade ein experte auf dem gebiet. nur - wie lange hat es gedauert, bis sich winglets an flugzeugen endlich durchgesetzt haben? die vorteile sind ja schon recht lange bekannt.
ein punkt ist sicher der, dass man bei kritischen anwendungen eher konservativ auf neuerungen reagiert.
ich vermute allerdings, dass der hauptpunkt folgender ist: die winglets verringern den luftwiderstand und vibrationen, da luftwirbel vermieden werden. auf einer tragfläche mit mehreren metern länge ist der vorteil schnell offensichtlich. bei kurzen propellern ist der effekt aber nicht so krass. dafür ist es aber weitaus schwieriger, den propeller stabil zu fertigen. man muss ja immerhin verhindern, dass dieses winglets bei den hohen drehzahlen sich zwanglos vom rest des propellers trennen. und die standardform ist nun mal einfach und billig zu produzieren. wenn also der vorteil vergleichsweise gering ist, dann lohnt sich der aufwand einfach nicht.
lg
erwin
Winglets in der zivilen Luftfahrt sind ein wenig eine Modeerscheinung. Wie schon geschrieben, helfen Sie den induzierten Widerstand an der Flügelspitze zu verringern. Dieser ist aber nicht immer gleichgroß - er ist um so größer je größer der Anstellwinkel und das Gewicht des Flugzeuges ist (wenn man mal nur von einem Flugzeugtyp ausgeht). Der Anstellwinkel ist aber nur dann groß, wenn das Flugzeug langsam fliegt. Er verringert sich, wenn die Flügelgeometrie verändert wird, z.B. durch das Ausfahren von Klappen.
Sprich: Maximal ist er, wenn das Flugzeug langsam ohne Landeklappen fliegt (minimum clean speed) oder aber beim Start, wenn der Anstellwinkel extrem groß ist. Hier helfen Winglets besonders gut, insofern waren viele der ersten Flugzeuge mit Winglets, Flugzeuge, die Performance Probleme beim Start hatten, bzw. deren Startperformance schlichtweg verbessert werden sollte. Die Einsparungen im Reiseflug sind relativ gering, da hier das Flugzeug schnell und mit geringem Anstellwinkel fliegt.
Warum also nicht an alle Flugzeuge Winglets anbauen? Das Problem ist, daß das Winglet zum einen eine Masse und zum anderen auch selbst einen Widerstand hat. Der Luftwiderstand am Ende der Tragfläche und auch die Masse dort müssen dem Tragwerk der Tragfläche zusätzlich aufgelastet werden. Dafür muß das Tragwerk entsprechend stabiler ausgelegt werden - sprich: in der Regel mehr Material und damit mehr Gewicht. Dieser Gewichtszuwachs kann nicht immer durch die Einsparungen kompensiert werden. Ebenso kann deswegen nicht an jedes Flugzeug ohne weiteres Winglets angebaut werden.
Schaut man sich die letzten Jahre an sieht man das uneinheitliche Bild:
Boeing 747-400: mit
Airbus A340: mit
Airbus A320: ohne (bzw. nur kleine Wingtipfences)
Boeing 737: Nachrüstung möglich, bzw. neuere eh mit
Boeing 777: ohne, dafür aber „raked Wingtips“
Airbus A380: ohne
Embraer 175: mit
Gruß,
Nabla
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Winglet an der Finne von Segelbooten …
… bzw. Surfbrettern?
Guten Tag,
zugegeben eine etwas verwegene Idee. Aber würden wingletartige Konstruktionen am (unteren) Ende der Finne etwas helfen? Als Windsurfer hat man ja seine Probleme mit „Spinouts“, d.h. die Strömung an der die Richtung stabilisierenden Finne reisst bei etwas stärkerem Druck und Anstellwinkel ab - weg isses, man fliegt ins Wasser.
Gruss
Laika
Winglets sind schon ‚uralt‘
Winglets gab es auch schon für die 727-200: http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Boeing_727-L…
Auch nicht zu vergessen: Tupolew TU204/214 und 234: http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:%D0%A2%D1%83…
Versuche mit Spiroids: sollen angeblich zusätzlich 10% Treibstoff sparen: http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Spiroids.png…
Manfred
Naja, bei der Finne von Surfbrettern hast Du ein symmetrisches Profil und das ganze ohne Anstellwinkel. Hier ist also ein Druckunterschied links und rechts von der Finne, der einen Wirbel verursachen würde, nicht so sehr das Problem. Deshalb kann auch ein Winglet nicht viel Nutzen bringen. (Und das Schwert willst Du ja am Ende des Tages durch den Schlitz rausziehen können, deshalb ein glatter Abschluss). Trotzdem kann man natürlich das Ende der Finne hydrodynamisch optimieren, um Strömungsabrisse zu vermeiden.
Die Segelyachten beim America’s Cup, die ja mit bleigeladenen Kielbomben fahren, investieren einiges Know-How in die Formoptimierung der Strümungskörper.
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Naja…
Winglets gab es auch schon für die 727-200:
http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Boeing_727-L…
Richtig! Gebaut wurde die 727 bis September 1984. Die Nachrüstsätze von DEE Howard z.B., bei denen u.a. die Winglets nachgerüstet wurden, kamen erst in den 90er Jahren. (Erstflug A340: 1991, Boeing 747-400: 1988)
Auch nicht zu vergessen: Tupolew TU204/214 und 234:
http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:%D0%A2%D1%83…
Auch diese beiden Muster fallen in die selbe Zeit: Erstflug 1995
Versuche mit Spiroids: sollen angeblich zusätzlich 10%
Treibstoff sparen:
http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Spiroids.png…
Betonung auf „sollen“. Soweit mir bekannt gibt es kein Verkehrsflugzeug, daß solche modifizierten Winglets besitzt. Ganz platt gesagt: Da die Luftfahrtbranche schon seit je her an der Optimierung der Flugzeuge arbeitet, um den ökonomischen Nutzen zu maximieren, scheinen sich diese Dinger nicht zu lohnen - sonst hätte sie längst schon jemand an seine Flugzeuge gebaut.
Gruß,
Nabla
Naja, bei der Finne von Surfbrettern hast Du ein symmetrisches
Profil und das ganze ohne Anstellwinkel.
Nein, nein, den Anstellwinkel habe ich zwar noch nicht gemessen, aber er dürfte nicht gerade klein sein! Wenn der Vergleich überhaupt erlaubt ist, eher vergleichbar mit dem genannten großen Anstellwinkel beim Start des Flugzeugs. Auch hast du eine (leider) recht große „Querdrift“. Dass das Profil symmetrisch ist, liegt nun mal daran, dass es von beiden Seiten „greifen“, d.h. dem Brett Führung geben muss.
Hier ist also ein
Druckunterschied links und rechts von der Finne, der einen
Wirbel verursachen würde, nicht so sehr das Problem.
Ich nannte den Spin out. Dann schiebt die Finne einfach quer durch das Wasser, bietet einen erstaunlich geringen Widerstand.
(Und das Schwert willst Du ja am Ende des Tages durch den Schlitz
rausziehen können, deshalb ein glatter Abschluss).
Ich fahre immer ohne Schwert. Sowas gab’s früher mal, als man noch mit „Pontons“, 3,5 m langen Bretter surfte 
)
Na ja, meine Frage war auch nicht so ganz ernst gemeint, nur mal so 'ne Überlegung.
Gruss
Laika
Hallo zusammen.
Meines Wissens kann man die Wirkung von Propellern verbessern, wenn man sie mit einem „Käfig“ umgibt, bzw. eine umwandung. Bei Schrauben unter Wasser sieht man das glaub ich schon eher als in der Luftfahrt. Das Prinzip dürfte ähnlich sein wie bei Winglets am Propeller, nur großflächiger und unbeweglich.
Cheers,
Ferdinand
Hi Hans,
bei Flugzeugen ist die SpannWeite der TragFlügel auch eine Wirtschafts Größe, so daß Winglets zwecks Besserung des StreckungsWertes einen Kompromiß zur an sich besseren Flügel Verlängerung darstellen, die bei Propellern wie WKW Anwendung findet.
Chris
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Neuere Turboprops verwenden Propellerblätter, die sichelartig geschwungen sind, aber explizite Winglets gibt es nicht. Es bringt auch nicht den großen Vorteil, dass sich eine aufwändigere Fertigung lohnen würde. Da bringt es schon mehr, den Propeller verstellbar zu machen.
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Vielen Dank an alle, die zu diesem Thema etwas wußten. Ich weiß jetzt etwas mehr darüber und fand es interessant, dass sich andere (Fach-) Leute auch Gedanken zu diesem Thema gemacht haben.
Trotzdem bin ich noch neugierig auf weitere Antworten, denn auf die richtige Hammerantwort warte ich noch … Nur Mut!
Danke nochmals.
mfG Hans