Cosè un generatore di vortici?

Per essere più generali, un generatore di vortici è una piccola piastra angolata installata su una superficie esterna di un corpo aerodinamico. Langolo della piastra fa girare laria, creando un vortice dietro di essa. Questo effetto consente al flusso daria di rimanere “attaccato” alla superficie anche nei punti in cui il flusso senza vortice si separerebbe dalla superficie.

Uno degli usi più comuni dei generatori di vortice è sulle ali degli aerei in avanti degli alettoni. Quando lala dellaereo si ferma , il flusso si stacca dalle ali. Ciò significa che il flusso si staccherà prima di raggiungere gli alettoni, rendendoli inefficaci. Luso di generatori di vortici aiuta gli alettoni a fornire il controllo anche se il resto dellala è in stallo.

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Ovviamente, anche questi aggiungono resistenza, anche quando lala non è in stallo, quindi vengono aggiunti solo dove necessario.

Sono utilizzati anche in altri luoghi, come il motore, come nel commento di Farhan sopra , e anche sulla coda del 737 .

Proverò a spiegare il meccanismo fisico, aggiungendo informazioni extra rispetto alle risposte precedenti.

Come accennato prima, il generatore di vortici di solito assume la forma di un piatto. Ciò che sta facendo questo piatto è generare un piccolo vortice. Questo vortice è fondamentalmente una regione in cui il flusso ruota attorno al proprio asse. Fondamentalmente questa piastra estrae energia dal flusso generando questa rotazione su th e flusso.

Ok, questo flusso rotazionale ha energia e, se opportunamente orientato, interagisce con lo strato limite sopra lala fornendo ulteriore energia ad essa. Con quellenergia in più lo strato limite è più resistente alla separazione, il che significa che puoi aumentare ulteriormente langolo di attacco e ottenere un coefficiente di portanza più alto per la stessa vela.

Ora viene il perché ?. Un generatore di vortici crea sempre resistenza, ma potrebbe ridurre il consumo di carburante dellaereo. Come?

Pensa al design complessivo dellaereo, per una data condizione di volo la quantità di portanza generata può essere ottenuta grande coefficiente di portanza per la superficie alare.

Immagina ora che siamo progettando laereo e abbiamo scoperto che la condizione che sta dimensionando la dimensione necessaria dellala è, ad esempio, la lunghezza massima della pista al decollo, per ridurla è necessario generare più portanza ad una velocità specifica. Per essere in grado di farlo, puoi aumentare la superficie alare o aumentare la portanza massima che puoi ottenere dallala, e puoi farlo introducendo generatori di vortici progettati in modo intelligente per quella condizione.

Un compromesso viene successivamente realizzato tra laumento della superficie alare (con limpatto in resistenza e peso) e linclusione dei generatori di vortici. Quindi, sebbene laggiunta di quei generatori di vortici stia aggiungendo resistenza rispetto a unala pulita, potrebbe essere il caso che tu stia effettivamente riducendo il consumo di carburante perché laltra alternativa è laggiunta di più superficie alare e la soluzione ottimale sono diventati i generatori di vortice.

Esistono diverse posizioni dei generatori di vortici, alcuni sul piano verticale che migliorano lefficienza del timone, altri sulla superficie superiore dellala, altri sopra il motore che influenzano le lamelle durante il decollo o latterraggio.

Un altro uso di vortex è dopo aver progettato laereo come soluzione rapida per risolvere “problemi imprevisti”.

Sono piccole cose del tipo alette che installi sulla superficie delle ali per incoraggiare il flusso laminare dellaria e per scoraggiare le bancarelle. Pensa a loro come “unassicurazione economica per quando” non stai monitorando molto bene la tua velocità “.

Modifica per i lettori futuri: dovrebbe essere collegato il flusso, non il flusso laminare. Vedi sotto i commenti per la spiegazione.

Commenti

• uh-o – replace " laminare " con " allegato " e la risposta sembra buona.
• OK, insegnami. Pensavo che ci fossero due tipi di flusso in un fluido (aria in questo caso): laminare e turbolento.Pensavo che le transizioni daria dal flusso laminare attraverso la superficie di unala al flusso turbolento (in stallo) e i generatori di vortici in qualche modo causassero un ritardo nella transizione.
• @Calphool Wikipedia ha una buona panoramica sommaria , così come limmagine nella risposta di fooot '. Fondamentalmente è ' è il cambiamento tra " allegato " e " staccato " flusso (il punto di separazione) che è importante per ritardare lo stallo e il flusso collegato può essere laminare o turbolento. Gli strati limite turbolenti attaccati resistono al distacco dalla superficie (ala) più di uno strato limite laminare, quindi fondamentalmente i generatori di vortici ritardano la separazione del flusso rendendo laria più turbolenta in un modo particolare tale che ' è meno probabile che si separi dallala.
• @Calphool: voretaq7 mi ha battuto sulla risposta giusta. Si tratta fondamentalmente di mescolare il flusso vicino alla superficie dellala (che è rallentato a causa dellattrito) con il flusso a una certa distanza che può quindi rinvigorire lo strato limite (flusso vicino alla superficie dellala). Se il flusso vicino allala viene rallentato fino allarresto, il flusso si separa e lala perde parte della sua efficacia. Se fai una nuova domanda, la spiegherò in modo più dettagliato di quanto sia possibile in un commento.
• @Calphool: laminare e turbolento sono i due tipi di strato limite, un sottile, quasi microscopico, foglio di aria vicino alla superficie. Il flusso attaccato e separato è un altro concetto (e quello affrontato dai generatori di vortici) che riguarda il modello di flusso macroscopico attorno ai corpi. I generatori di vortici si assicureranno che lo strato limite dietro di loro sia turbolento, quindi questo è il motivo della mia prima osservazione.