Hva er en vortex generator?

For å være mer generell er en vortexgenerator en liten vinklet plate installert på en ytre overflate av et aerodynamisk legeme. Vinkelen på platen får luften til å virvle, og skaper en virvel bak den. Denne effekten tillater at luftstrømmen forblir «festet» til overflaten selv på punkter der strømmen uten vortex ville skilt seg fra overflaten.

En av de vanligste bruksområdene for vortexgeneratorer er på flyvingene fremover av aileronene. Når flyvingen går i stå , løsnes strømmen fra vingene. Dette betyr at strømmen vil løsne seg før den når rulleskinnene, noe som gjør dem ineffektive. Bruken av hvirvelgeneratorer hjelper kretsløpene til å gi kontroll selv om resten av vingen er stoppet.

^Kilde

Disse legger selvfølgelig også til dra, selv når vingen ikke staller, så de blir bare lagt til der det er behov.

De brukes også andre steder, for eksempel motoren, som i Farhan «s kommentar ovenfor , og også på halen til 737 .

Jeg vil prøve å forklare den fysiske mekanismen ved å legge til ekstra informasjon sammenlignet med tidligere svar.

Som nevnt før tar vortexgeneratoren vanligvis formen på en plate. Det denne platen gjør er å generere en liten vortex. Denne vortexen er i utgangspunktet et område der strømmen roterer rundt sin akse. I utgangspunktet trekker denne platen ut energi fra strømmen som genererer denne rotasjonen på e flow.

Ok, denne rotasjonsstrømmen har energi og, hvis den er riktig orientert, samhandler med grenselaget over vingen og gir ytterligere energi til den. Med den ekstra energien er grenselaget mer motstandsdyktig mot separasjon, det vil si at du kan øke angrepsvinkelen ytterligere og få en høyere løftekoeffisient for samme vinge.

Nå kommer hvorfor ?. En vortexgenerator skaper alltid luftmotstand, alltid, men det kan redusere flyets drivstofforbruk. Hvordan?

Tenk på flyets overordnede design. For en gitt flytilstand kan mengden generert heis oppnås med stor løftekoeffisient ganger vingeflate.

Tenk deg at vi er ved å designe flyet, og vi har funnet ut at tilstanden som dimensjonerer den nødvendige størrelsen på vingen, er for eksempel den maksimale rullebanelengden ved start, for å redusere den må du generere mer løft i en bestemt hastighet. For å kunne oppnå at du enten kan øke vingeflaten eller øke det maksimale løftet du kan oppnå fra vingen, og du kan oppnå det ved å introdusere vortexgeneratorer som er smart designet for den tilstanden.

En avveining blir senere laget mellom å øke vingeflaten (med innvirkning i drag og vekt) og inkludert vortexgeneratorene. Så selv om du legger til disse hvirvelgeneratorene legger til drag i forhold til en ren vinge, kan det være tilfelle at du faktisk reduserer drivstofforbruket fordi det andre alternativet er å legge til mer vingeflate og den optimale løsningen ble vortexgeneratorene.

Det er flere plasseringen av vortexgeneratorer, noen av dem på vertikalplanet forbedrer roreffektiviteten, andre i den øvre overflaten av vingen, andre over motoren som påvirker lamellen under start eller landing.

En annen bruk av vortex er etter å ha designet flyet som hurtigløsning for å løse «uventede problemer».

De er små ting som du installerer på vingene for å oppmuntre til laminær luftstrøm og for å motvirke boder. Tenk på dem som «billig forsikring når du ikke overvåker flyhastigheten din veldig bra».

Rediger for fremtidige lesere: Bør festes flyt, ikke laminær strøm. Se kommentarene nedenfor for forklaring.

Kommentarer

• uh-o – erstatt " laminar " med " vedlagt " og svaret ser bra ut.
• Ok, Lær meg. Jeg trodde det var to typer flyt i en væske (luft i dette tilfellet) – laminær og turbulent.Jeg trodde luftoverganger fra laminær strømning over overflaten av en vinge til turbulent (fastkjørt) strømning, og vortexgeneratorer på en eller annen måte fører til at overgangen blir forsinket.
• @Calphool Wikipedia har en god kort oversikt , i likhet med bildet i foten ' s svar. I utgangspunktet er det ' endringen mellom " vedlagt " og " frittliggende " flyt (separasjonspunktet) som betyr noe for å forsinke stallen, og den vedlagte strømmen kan være laminær eller turbulent. Vedlagte turbulente grenselag motstår å bli løsrevet fra overflaten (vingen) mer enn et laminært grenselag gjør, så i utgangspunktet forsinker vortexgeneratorer strømningsseparasjonen ved å gjøre luften mer turbulent på en bestemt måte slik at den ' er mindre sannsynlig å skille seg fra vingen.
• @Calphool: voretaq7 slo meg til riktig svar. Det handler i utgangspunktet om å blande strømning nær vingeflaten (som reduseres på grunn av friksjon) med strømning på en viss avstand som deretter kan forsterke grenselaget (strømme nær vingeflaten). Hvis strømmen nær vingen bremses til stillstand, skiller flyt og vingen mister noe av sin effektivitet. Hvis du stiller et nytt spørsmål, vil jeg forklare det mer detaljert enn det som er mulig i en kommentar.
• @Calphool: Laminar og turbulent er de to typene grenselag, et tynt, nesten mikroskopisk ark med luft nær overflaten. Vedlagt og skilt flyt er et annet konsept (og det som vortexgeneratorer adresserer) som gjelder det makroskopiske strømningsmønsteret rundt legemer. Vortex-generatorer vil sørge for at grenselaget bak dem er turbulent, så det er grunnen til min første kommentar.