Hvad er en vortex generator?

For at være mere generel er en hvirvelgenerator en lille vinklet plade installeret på en ydre overflade af et aerodynamisk legeme. Pladens vinkel får luften til at virvle, hvilket skaber en hvirvel bag den. Denne effekt gør det muligt for luftstrømmen at forblive “fastgjort” til overfladen selv på steder, hvor strømmen uden en hvirvel ville adskille sig fra overfladen.

En af de mest almindelige anvendelser af hvirvelgeneratorer er på flyvinger fremad af kranerne. Når flyvingen går i stå , løsnes strømmen fra vingerne. Dette betyder, at strømmen løsnes, før den når krængningsrørene, hvilket gør dem ineffektive. Brug af hvirvelgeneratorer hjælper skibene til at give kontrol, selvom resten af vingen er gået i stå.

^Kilde

Disse tilføjer selvfølgelig også træk, selv når vingen ikke stopper, så de tilføjes kun, hvor det er nødvendigt.

De bruges også andre steder, såsom motoren, som i Farhans kommentar ovenfor , og også på halen af 737 .

Jeg vil forsøge at forklare den fysiske mekanisme ved at tilføje ekstra information i forhold til tidligere svar.

Som nævnt før tager hvirvelgeneratoren normalt form af en plade. Hvad denne plade gør er at generere en lille hvirvel. Denne hvirvel er grundlæggende et område, hvor strømmen roterer omkring sin akse. Dybest set trækker denne plade energi fra strømmen, der genererer denne rotation på e flow.

Ok, denne rotationsstrøm har energi og, hvis den er korrekt orienteret, interagerer med grænselaget over vingen, hvilket giver yderligere energi til den. Med den ekstra energi er grænselaget mere modstandsdygtigt over for adskillelse, det vil sige, at du kan øge angrebsvinklen yderligere og opnå en højere løftekoefficient for den samme fløj.

Nu kommer hvorfor ?. En hvirvelgenerator skaber altid træk, altid, men det kan reducere flyets brændstofforbrug. Hvordan?

Tænk over det overordnede design af flyet, for en given flyveforhold kan den genererede løftmængde opnås stor løftekoefficient gange vingeflade.

Forestil dig nu, at vi er design af flyet, og vi har fundet ud af, at den tilstand, der dimensionerer den nødvendige størrelse af vingen, for eksempel er den maksimale landingsbanelængde ved start, for at reducere den skal du generere mere løft ved en bestemt hastighed. For at være i stand til at opnå, at du enten kan øge vingefladen eller øge den maksimale løft, du kan opnå fra vingen, og du kan opnå det ved at introducere hvirvelgeneratorer, der er smart designet til den tilstand.

En afvejning er senere lavet mellem at øge vingefladen (med indvirkning i træk og vægt) og inklusive hvirvelgeneratorerne. Så selvom tilføjelse af disse hvirvelgeneratorer tilføjer træk i forhold til en ren fløj, kan det være tilfældet, at du rent faktisk reducerer brændstofforbruget, fordi det andet alternativ er at tilføje mere fladeoverflade, og den optimale løsning blev hvirvelgeneratorerne.

Der er flere placeringer af hvirvelgeneratorer, hvoraf nogle i lodret plan forbedrer roreffektivitet, andre i den øverste overflade af vingen, andre over motoren, der påvirker lamellen under start eller landing.

En anden brug af vortex er efter at have designet flyet som en hurtig løsning til at løse “uventede problemer”.

De er små ting af vingetypen, som du installerer på overfladen af vingerne for at tilskynde laminær luftstrøm og for at modvirke boder. Tænk på dem som “billig forsikring, når du ikke overvåger din lufthastighed særlig godt”.

Rediger til fremtidige læsere: Bør vedhæftes flow, ikke laminar flow. Se nedenstående kommentarer for forklaring.

Kommentarer

• uh-o – udskift " laminar " med " vedhæftet " og svaret ser godt ud.
• Okay, Lær mig. Jeg troede, at der var to typer strømning i en væske (luft i dette tilfælde) – laminar og turbulent.Jeg troede, at luftovergange fra laminær strømning over overfladen af en vinge til en turbulent (stoppet) strømning, og hvirvelgeneratorer på en eller anden måde får denne overgang til at blive forsinket.
• @Calphool Wikipedia har en god kort oversigt , ligesom billedet i fod ' s svar. Dybest set er det ' ændringen mellem " vedhæftet " og " løsrevet " flow (adskillelsespunktet), der betyder noget for forsinkelse af standen, og vedhæftet flow kan være laminært eller turbulent. Vedhæftede turbulente grænselag modstår adskillelse fra overfladen (vingen) mere end et laminært grænselag gør, så grundlæggende hvirvelgeneratorer forsinker flowadskillelsen ved at gøre luften mere turbulent på en bestemt måde sådan at den ' er mindre tilbøjelige til at adskille sig fra vingen.
• @Calphool: voretaq7 slog mig til det rigtige svar. Det handler grundlæggende om at blande strømning tæt på vingefladen (som sænkes på grund af friktion) med strømning i en vis afstand, som derefter kan genoplive grænselaget (strømme tæt på vingefladen). Hvis strømmen nær vingen bremses til stilstand, strøm adskilles , og vingen mister noget af sin effektivitet. Hvis du stiller et nyt spørgsmål, vil jeg forklare det mere detaljeret, end det er muligt i en kommentar.
• @Calphool: Laminar og turbulent er de to typer af grænselag, et tyndt, næsten mikroskopisk ark af luft tæt på overfladen. Vedhæftet og adskilt flow er et andet koncept (og det, hvirvelgeneratorer adresserer), der vedrører det makroskopiske strømningsmønster omkring kroppe. Vortex-generatorer sørger for, at grænselaget bag dem er turbulent, så det er grunden til min første bemærkning.