Co je to generátor vírů?

Obecněji řečeno, generátor vírů je malá úhlová deska instalovaná na vnějším povrchu aerodynamického tělesa. Úhel desky způsobuje víření vzduchu a vytváří za ním vír. Tento efekt umožňuje, aby proudění vzduchu zůstalo „přichyceno“ k povrchu i v místech, kde by se tok bez víru oddělil od povrchu.

Jedno z nejběžnějších použití generátorů vírů je na křídlech letadel dopředu křidélek. Když se křídlo letadla zastaví , tok se od křídla oddělí. To znamená, že tok se odpojí, než dosáhne křidélek, což je učiní neúčinnými. Použití vortexových generátorů pomáhá křidélkům poskytovat kontrolu, i když je zbytek křídla zablokovaný.

^Zdroj

Samozřejmě také přidávají odpor, i když se křídlo nezastaví, takže jsou přidány pouze tam, kde je to potřeba.

Používají se také na jiných místech, například v enginu, jako v Farhanově komentáři výše , a také na konci 737 .

Pokusím se vysvětlit fyzikální mechanismus a přidat další informace ve srovnání s předchozími odpověďmi.

Jak již bylo zmíněno dříve, generátor vírů obvykle získává tvar desky. Co tato deska dělá, je generování malý vír. Tento vír je v podstatě oblast, kde se tok otáčí kolem své osy. V podstatě tato deska extrahuje energii z toku generujícího tuto rotaci na Průtok.

Dobře, tento rotační tok má energii a pokud je správně orientován, interaguje s mezní vrstvou nad křídlem a dodává jí další energii. Díky této extra energii je mezní vrstva odolnější vůči separaci, to znamená, že můžete dále zvýšit úhel náběhu a získat vyšší koeficient zdvihu pro stejné křídlo.

Nyní přichází důvod ?. Generátor vírů vždy vytváří odpor, vždy, ale mohl by snížit spotřebu paliva letounu. Jak?

Přemýšlejte o celkové konstrukci letounu, pro dané letové podmínky lze získat množství generovaného vztlaku velký koeficient vztlaku krát plocha křídla.

Představte si nyní, že jsme konstrukci letounu a zjistili jsme, že podmínkou, která dimenzuje potřebnou velikost křídla, je například maximální délka dráhy při vzletu, aby se zmenšila, je třeba vygenerovat větší vztlak při konkrétní rychlosti. Chcete-li toho dosáhnout, můžete buď zvětšit plochu křídla, nebo zvýšit maximální vztlak, který můžete získat z křídla, a toho můžete dosáhnout zavedením generátorů vírů, které jsou chytře navrženy pro tuto podmínku.

Výměna je později provedeno mezi zvětšením plochy křídla (s dopadem odporu a hmotnosti) a zahrnutím vírových generátorů. Přestože přidání těchto generátorů vírů zvyšuje odpor ve srovnání s čistým křídlem, může se stát, že ve skutečnosti snižujete spotřebu paliva, protože druhou alternativou je přidání větší plochy křídla a optimálním řešením se staly generátory vírů.

Existuje několik umístění generátorů vírů, některé na svislé rovině zlepšující účinnost kormidla, jiné v horní ploše křídla, jiné nad motorem ovlivňující lištu při vzletu nebo přistání.

Další využití víru je po navržení letadla jako rychlé opravy k řešení „neočekávaných problémů“.

Jsou to malé věci typu křidélek, které instalujete na povrch křídel, abyste podpořili laminární proudění vzduchu a odradit stánky. Přemýšlejte o nich jako o „levném pojištění pro případ, že nebudete velmi dobře sledovat svoji rychlost letu“.

Upravit pro budoucí čtenáře: Mělo by být připojeno proudění, nikoli laminární proudění. Vysvětlení naleznete níže v komentářích.

Komentáře

• uh-o – nahraďte " laminární " s " připojeným " a odpověď vypadá dobře.
• Dobře, uč mě. Myslel jsem, že v kapalině (v tomto případě vzduchu) existují dva typy proudění – laminární a turbulentní.Myslel jsem, že přechody vzduchu z laminárního proudění přes povrch křídla do turbulentního (zastaveného) proudění a generátory vírů nějak způsobují zpoždění tohoto přechodu.
• @Calphool Wikipedia má dobrý zběžný přehled , stejně jako obrázek v odpovědi fooot '. V zásadě je to ' změna mezi " připojeným " a odpojený " tok (oddělovací bod), který je důležitý pro zpoždění stání, a připojený tok může být laminární nebo turbulentní. Připojené turbulentní mezní vrstvy odolávají tomu, aby byly odděleny od povrchu (křídla) více než laminární mezní vrstva, takže v zásadě generátory vírů zpozdily separaci toku tím, že způsobí, že vzduch bude vířivější konkrétním způsobem tak, že ' s menší pravděpodobností odloučení od křídla.
• @Calphool: voretaq7 mě porazil správnou odpovědí. Jde v zásadě o směšování toku v blízkosti povrchu křídla (který je zpomalen v důsledku tření) s tokem v určité vzdálenosti, který pak může znovu oživit mezní vrstvu (tok v blízkosti povrchu křídla). Pokud je tok v blízkosti křídla zpomalen až do úplného zastavení, tok se oddělí a křídlo ztratí část své účinnosti. Pokud se zeptáte na novou otázku, vysvětlím ji podrobněji, než je možné v komentáři.
• @Calphool: Laminární a turbulentní jsou dva typy mezní vrstvy, tenký, téměř mikroskopický list vzduch blízko povrchu. Připojený a oddělený tok je další koncept (a ten, který generátory vírů řeší), který se týká makroskopického vzoru toku kolem těles. Generátory vírů zajistí, že mezní vrstva za nimi bude turbulentní, takže to je důvod mé první poznámky.