Wat is een vortexgenerator?

Om algemener te zijn, een vortexgenerator is een kleine schuine plaat die is geïnstalleerd op een buitenoppervlak van een aerodynamisch lichaam. De hoek van de plaat zorgt ervoor dat de lucht wervelt, waardoor er een vortex achter ontstaat. Dit effect zorgt ervoor dat de luchtstroom “gehecht” blijft aan het oppervlak, zelfs op punten waar de stroom zonder vortex los zou komen van het oppervlak.

Een van de meest voorkomende toepassingen van vortexgeneratoren is op de vleugels van een vliegtuig naar voren van de rolroeren. Wanneer de vliegtuigvleugel afslaat , komt de stroom los van de vleugels. Dit betekent dat de stroom loslaat voordat deze de rolroeren bereikt, waardoor ze niet effectief zijn. Het gebruik van vortex-generatoren helpt de rolroeren om controle te bieden, zelfs als de rest van de vleugel vastloopt.

^Bron

Natuurlijk voegen deze ook weerstand toe, zelfs als de vleugel niet afslaat, dus ze worden alleen toegevoegd waar nodig.

Ze worden ook op andere plaatsen gebruikt, zoals de engine, zoals in Farhans opmerking hierboven , en ook aan de achterkant van de 737 .

Ik zal proberen het fysieke mechanisme uit te leggen door extra informatie toe te voegen vergeleken met eerdere antwoorden.

Zoals eerder vermeld, neemt de vortexgenerator meestal de vorm aan van een plaat. Wat deze plaat doet, is een kleine vortex. Deze vortex is in feite een gebied waar de stroom rond zijn as draait. In feite onttrekt deze plaat energie aan de stroom en genereert deze rotatie op de e stroom.

Ok, deze rotatiestroom heeft energie en, indien goed georiënteerd, werkt hij samen met de grenslaag boven de vleugel en levert hij er verdere energie aan. Met die extra energie is de grenslaag beter bestand tegen scheiding, dat betekent dat je de aanvalshoek verder kunt vergroten en een hogere liftcoëfficiënt voor dezelfde vleugel kunt krijgen.

Nu komt het waarom ?. Een vortexgenerator zorgt altijd voor weerstand, maar het kan het brandstofverbruik van het vliegtuig verminderen. Hoe?

Denk na over het algehele ontwerp van het vliegtuig, voor een gegeven vliegconditie kan de gegenereerde hoeveelheid lift worden verkregen met een grote liftcoëfficiënt maal vleugeloppervlak.

Stel je nu voor dat we dat zijn bij het ontwerpen van het vliegtuig en we hebben geconstateerd dat de voorwaarde voor het dimensioneren van de benodigde maat van de vleugel bijvoorbeeld de maximale baanlengte bij het opstijgen is, om deze te verkleinen moet je meer lift genereren bij een bepaalde snelheid. Om dat voor elkaar te krijgen, kun je ofwel het vleugeloppervlak vergroten of de maximale lift die je uit de vleugel kunt halen vergroten, en dat kun je bereiken door vortexgeneratoren te introduceren die slim zijn ontworpen voor die situatie.

Een afweging wordt later gemaakt tussen het vergroten van het vleugeloppervlak (met de impact in weerstand en gewicht) en het opnemen van de vortexgeneratoren. Dus hoewel het toevoegen van die vortexgeneratoren de weerstand toevoegt in vergelijking met een schone vleugel, kan het zijn dat u daadwerkelijk het brandstofverbruik verlaagt omdat het andere alternatief is om meer vleugeloppervlak toe te voegen en de optimale oplossing de vortexgeneratoren werden.

Er zijn verschillende locaties van vortexgeneratoren, sommige in het verticale vlak verbeteren de roerefficiëntie, andere in het bovenoppervlak van de vleugel, andere boven de motor die de lamel tijdens het opstijgen of landen beïnvloeden.

Een ander gebruik van vortex is na het ontwerpen van het vliegtuig als snelle oplossing om “onverwachte problemen” op te lossen.

Het zijn kleine winglet-achtige dingen die je op het oppervlak van de vleugels installeert om een laminaire luchtstroom en om kraampjes te ontmoedigen. Beschouw ze als “goedkope verzekering voor als je” je luchtsnelheid niet goed in de gaten houdt “.

Bewerken voor toekomstige lezers: moet flow zijn, niet laminaire flow. Zie onderstaande opmerkingen voor uitleg.

Opmerkingen

• uh-o – vervang " laminair " met " bijgevoegd " en het antwoord ziet er goed uit.
• Oké, leer het me. Ik dacht dat er twee soorten stroming in een vloeistof waren (in dit geval lucht) – laminair en turbulent.Ik dacht dat luchtovergangen van laminaire stroming over het oppervlak van een vleugel naar turbulente (vastgelopen) stroming, en vortexgeneratoren zorgen er op de een of andere manier voor dat die overgang wordt vertraagd.
• @Calphool Wikipedia heeft een goed vluchtig overzicht , net als de afbeelding in het huidige ' s antwoord. In feite is het ' de verandering tussen " bijgevoegd " en " vrijstaande " stroming (het scheidingspunt) die van belang is voor het vertragen van de blokkering, en de aangehechte stroming kan laminair of turbulent zijn. Aangehechte turbulente grenslagen zijn meer bestand tegen losmaken van het oppervlak (vleugel) dan een laminaire grenslaag, dus in feite vertragen vortexgeneratoren de stroomscheiding door de lucht op een bepaalde manier turbulenter te maken, zodat deze ' s zal minder snel van de vleugel scheiden.
• @Calphool: voretaq7 versloeg me met het juiste antwoord. Het gaat in feite om het mengen van stroming nabij het vleugeloppervlak (die wordt vertraagd door wrijving) met stroming op enige afstand die vervolgens de grenslaag (stroming nabij het vleugeloppervlak) kan versterken. Als de stroming nabij de vleugel wordt vertraagd tot stilstand, stroom scheidt en verliest de vleugel een deel van zijn effectiviteit. Als je een nieuwe vraag stelt, zal ik die in meer detail uitleggen dan mogelijk is in een opmerking.
• @Calphool: Laminair en turbulent zijn de twee soorten grenslagen, een dun, bijna microscopisch, vel van lucht dicht bij het oppervlak. Bijgevoegde en gescheiden stroming is een ander concept (en het concept dat door vortexgeneratoren wordt aangepakt) dat betrekking heeft op het macroscopische stromingspatroon rond lichamen. Vortex-generatoren zorgen ervoor dat de grenslaag erachter turbulent is, dus dat is de reden voor mijn eerste opmerking.