Om de geinduceerde weerstand van een vleugel te verminderen worden vaak winglets toegepast. Vooral bij lage Reynoldsgetallen is het aandeel van de geinduceerde weerstand t.o.v. de totale weerstand vrij groot. Daarom vraag ik me af: zijn er wel eens pogingen ondernomen om een DLG uit te rusten met winglets? Zo ja, wat waren de resultaten? Zo nee, waarom niet?
Goh, wat ik er van denk te begrijpen is dat vleugelprofielen van dlg's extreem dun zijn. Reden is niet om de lift geinduceerde drag te voorkomen, maar om de friction drag te minimaliseren. Bij een elliptisch liftprofiel is de geinduceerde drag minimaal, en zonder lift kun je niet vliegen. Winglets voegen friction drag (en gewicht!) toe, maar kunnen toch niet de geinduceerde drag verminderen?
40 jaar geleden heb ik op school geleerd dat een winglet inderdaad als doel had om de geinduceerde weerstand te verminderen. Als grove indicatie zou je die winglet kunnen zien als een spanwijdte vergroting die gelijk is aan de hoogte van de winglets. Daarbij neemt de slankheid van de vleugel dus toe. De geinduceerde weerstand is grofweg gelijk aan Lift^2/(pi * slankheid * reductiefactor). Slankheid = spanwijdte^2/oppervlak vleugel. Ooit heb ik bij een excursie bij de KLM vernomen dat een Boeing 747 waarvan 1 winglet is gedemonteerd, wel mag vliegen, maar dan moet de piloot rekening houden dat hij een hoger brandstof verbruik heeft (alsof hij geen winglets heeft). Een ander groot voordeel van winglets is dat het vliegtuig minder ruimte inneemt in de hangaar en op het vliegveld, vergeleken met hetzelfde vliegtuig waarbij de spanwijdte vergroot is met ongeveer dezelfde lengte als de hoogte van de winglets. Bij spanwijdte restricties, zoal bij de 15 m klasse van wedstrijdzweefvliegtuigen, was (is?) de winglet ook toegepast om de prestaties (glijgetal) te verhogen. Wellicht kun je met de voor modelbouwers beschikbare software (FLZVortex van Frank Ranis, of XFLR5 van Mark Drela)) ook berekenen wat de voordelen zijn van een winglet.
Met de huidige Werptechniek van dlg's kan men ongeveer 125km/h lanceersnelheid halen. Als je dan gaat uitrekenen bij de praktisch haalbare vleugelslankheid (ongeveer 15 cm) wat de optimale spanwijdte is om maximale vliegtijd te halen, kom je op 150 cm uit, de huidige limiet voor wedstrijdmodellen. (Zie mijn blog op rcgroups). Gooi je sneller, kun je zelfs beter naar kleinere spanwijdte. Is ook al gedaan, model van 140 cm in plaats van 150. Daarnaast weet ik niet wat winglets doen voor stabiliteit tijdens launch. Blijft een verstoring van symmetrie in de gevoelige dwarsrichting. Maar laat je niet weerhouden verder te denken. Leuk onderwerp.
Ja, daar heb ik zeker over nagedacht en zie een mogelijkheid om de vleugel met een werpstift a la "Strike"' uit te voeren bij een geknikte winglet.
Zoiets? Winglets van de Airbus A320, maar dan ipv werpstift, en uiteraard gemonteerd aan beide tippen, en gemodificeerd zodat je er goed mee kunt werpen.
Ongeveer 10 jaar geleden had de Fireworks 4 dergelijke winglets. Als je op deze naam googeld, evt met pcm.at erbij kun je nog foto's zien hoe die gemaakt waren. Heb een dergelijk exemplaar met winglets gehad, maar het werpgemak tov een normale werpstift was beduidend minder, resulterend in mindere starthoogte. Had ook niet het gevoel dat de weerstand minder werd door de winglets. Sindsdien ook geen winglets meer gezien op wedstrijden.
http://www.akamodell.vo.tum.de/projekte/am10/index.htm http://www.akamodell.vo.tum.de/projekte/am14/index.htm
Ok, als ik die links doorlees, dan is inderdaad lanceerhoogte het probleem. Door de winglets neemt natuurlijk de effectieve aspect ratio toe, maar belangrijker, de effective spanwijdte. Liftcoëfficiënt kan dus naar beneden, kleinere AOA, minder induced drag. Bij een Boeing is induced drag een grootteorde groter dan friction drag. Bij een dlg is induced drag van dezelfde grootteorde als friction drag. Dat komt door de lage Reynolds getallen bij dlg. Dus winglets zijn nadelig voor launch, waar je met een liftcoëfficiënt van 0 probeert alleen friction drag te hebben, en door een dun profiel zo weinig mogelijk. Winglets is extra friction drag. Maar ook tijdens het vliegen.
Dreamliner heeft geen "klassieke" winglets meer. De vorm van de vleugels lijkt op mijn avatar; een gierzaluw. Leeft eigen alleen maar in de lucht. Eten, slapen, grote afstanden afleggen, vermenigvuldigen. Behalve bij broeden. Door de evaluatie heeft de gierzaluw daardoor overigens zelfs kleine poten. Door de vorm van de vleugels ontstaat een vortex langs de torsieneus naar de tippen toe, waardoor de weerstand wordt verminderd. Wat ik eigenlijk wil zeggen. Een vogel die vooral in de lucht leeft, is toch optimaal daartoe geëvalueerd.
