Warum werden Flugzeugflügel umgeklappt?

Warum werden Flugzeugflügel umgeklappt?

09.09.2022 0 By admin

Beim Fliegen moderner Verkehrsflugzeuge sind Ihnen vielleicht die charakteristischen Rundungen an den Flügelspitzen aufgefallen, die gemeinhin als Winglets bezeichnet werden (aus dem engl. „winglet“ – ein Winglet). Ihre Form kann je nach Flugzeug erheblich variieren, aber in der einen oder anderen Form sind sie bei den meisten modernen Modellen zu finden.

Der Einsatz von Winglets in der Verkehrsluftfahrt wurde erstmals Anfang der 1970er Jahre diskutiert. Dann stiegen aufgrund eines starken Anstiegs der Ölpreise die Kosten für Flugkerosin, und die Ingenieure begannen, nach Möglichkeiten zu suchen, den Kraftstoffverbrauch von Flugzeugen zu senken. Einer dieser Ingenieure war der Amerikaner Richard Whitcomb.

Als er den Flug der Adler beobachtete, bemerkte er, dass die Federn an den Enden ihrer Flügel nach oben abgelenkt waren. Letztendlich waren es diese Beobachtungen, die ihn zu Winglets inspirierten. Nach einer von Richard bei der NASA durchgeführten Forschung haben sich Winglets als effektiver Treibstoffsparer erwiesen, aber wie funktioniert es?

Während des Fluges bildet sich unter dem Flügel ein Hochdruckbereich und über dem Flügel ein Niederdruckbereich, wodurch eine Auftriebskraft entsteht, die es dem Flugzeug ermöglicht, in der Luft zu sein. Aufgrund des Druckunterschieds neigen die Luftmassen jedoch dazu, unter dem Flügel nach oben zu «strömen». Der kürzeste Weg dafür befindet sich an den Flügelspitzen, dort erzeugen diese Luftströmungen Turbulenzen und reduzieren den Auftrieb.

Um den Auftriebsverlust auszugleichen, müssen Flugzeugtriebwerke mit höherer Leistung arbeiten. Und der Einbau von Winglets verhindert die Strömung von Luftmassen und die Bildung von Turbulenzen, was hilft, Treibstoff zu sparen, die maximale Flugreichweite zu erhöhen und den Geräuschpegel zu reduzieren.

Winglets sind nicht die einzige Lösung für das Curl-Problem. Sie werden bekanntermaßen schwächer, je größer die Streckung des Flügels ist . Die von der International Civil Aviation Organization (ICAO) auferlegten Beschränkungen erlauben es den Konstrukteuren jedoch nicht, die Länge des Flügels wesentlich zu verlängern. Insbesondere darf die Spannweite eines Mittelstreckenflugzeugs 36 Meter nicht überschreiten. Die Einschränkung wurde aus Gründen der Bequemlichkeit und Sicherheit bei der Arbeit mit der Flugplatzinfrastruktur eingeführt.

Airbus A320-Flügel

Das erste Passagierflugzeug mit Winglets war 1985 die Boeing 747-400. Seitdem hat sich das Design von Winglets verbessert, was durch die weit verbreitete Verwendung von Verbundwerkstoffen im Flugzeugbau erleichtert wurde. Die Wirksamkeit dieses Strukturelements hängt stark vom konkreten Modell des Flugzeugs und der Reichweite der Strecke ab. Moderne Forschung zeigt, dass diese Geräte im Branchendurchschnitt die Kraftstoffkosten um 3,45 % senken. Die größte Effizienz zeigten sie bei der Boeing 737-800, wo der Treibstoffverbrauch um 10,49 % sank.