O que é um gerador de vórtice?

Para ser mais geral, um gerador de vórtice é uma pequena placa em ângulo instalada na superfície externa de um corpo aerodinâmico. O ângulo da placa faz com que o ar gire, criando um vórtice atrás dele. Este efeito permite que o fluxo de ar permaneça “preso” à superfície, mesmo em pontos onde o fluxo sem um vórtice se separaria da superfície.

Um dos usos mais comuns de geradores de vórtice é nas asas da aeronave para a frente dos ailerons. Quando a asa da aeronave para , o fluxo se desprende das asas. Isso significa que o fluxo se desprenderá antes de atingir os ailerons, tornando-os ineficazes. O uso de geradores de vórtice ajuda os ailerons a fornecer controle, mesmo se o resto da asa estiver paralisado.

^Fonte

Claro, estes também adicionam arrasto, mesmo quando a asa não está estagnando, então eles são adicionados apenas quando necessário.

Eles também são usados em outros lugares, como o mecanismo, como no comentário de Farhan “acima , e também na cauda do 737 .

Vou tentar explicar o mecanismo físico, adicionando informações extras em comparação com as respostas anteriores.

Como mencionado antes, o gerador de vórtices geralmente está tomando a forma de uma placa. O que esta placa está fazendo é gerar um vórtice pequeno. Este vórtice é basicamente uma região onde o fluxo gira em torno de seu eixo. Basicamente, esta placa extrai energia do fluxo gerando esta rotação no e o fluxo.

Ok, este fluxo rotacional tem energia e, se devidamente orientado, interage com a camada limite sobre a asa, fornecendo mais energia para ela. Com essa energia extra, a camada limite fica mais resistente à separação, ou seja, você pode aumentar ainda mais o ângulo de ataque e obter um coeficiente de sustentação mais alto para a mesma asa.

Agora vem o porquê ?. Um gerador de vórtice está sempre criando arrasto, sempre mas pode reduzir o consumo de combustível do avião. Como?

Pense no projeto geral do avião, para uma determinada condição de vôo, a quantidade de sustentação gerada pode ser obtida com grande coeficiente de sustentação vezes a superfície da asa.

Imagine agora que estamos projetando o avião e descobrimos que a condição que está dimensionando o tamanho necessário da asa é, por exemplo, o comprimento máximo da pista na decolagem, para reduzi-lo é necessário gerar mais sustentação a uma velocidade específica. Para conseguir isso, você pode aumentar a superfície da asa ou aumentar a sustentação máxima que pode obter da asa, e você pode conseguir isso introduzindo geradores de vórtice projetados de maneira inteligente para essa condição.

Uma troca é feito posteriormente entre aumentar a superfície da asa (com o impacto em arrasto e peso) e incluir os geradores de vórtice. Portanto, embora a adição desses geradores de vórtice seja um arrasto em comparação com uma asa limpa, pode ser que você esteja realmente reduzindo o consumo de combustível porque a outra alternativa é adicionar mais superfície de asa e a solução ideal se tornou os geradores de vórtice.

Existem vários locais de geradores de vórtice, alguns no plano vertical melhorando a eficiência do leme, outros na superfície superior da asa, outros sobre o motor afetando a ripa durante a decolagem ou pouso.

Outro uso do vórtice é depois de projetar o avião como uma solução rápida para resolver “problemas inesperados”.

Eles são pequenas coisas do tipo winglet que você instala na superfície das asas para estimular o fluxo laminar de ar e para desencorajar estol. Pense neles como um “seguro barato para quando você” não estiver monitorando sua velocidade no ar muito bem “.

Editar para leitores futuros: deve ser anexado o fluxo, não o fluxo laminar. Veja abaixo os comentários para explicação.

Comentários

• uh-o – substitua " laminar " com " anexado " e a resposta parece boa.
• Ok, ensine-me. Pensei que houvesse dois tipos de fluxo em um fluido (ar, neste caso) – laminar e turbulento.Achei que as transições de ar do fluxo laminar através da superfície de uma asa para o fluxo turbulento (estagnado) e os geradores de vórtice de alguma forma causam o atraso dessa transição.
• @Calphool A Wikipedia tem uma boa visão geral rápida , assim como a imagem na resposta fooot '. Basicamente, é ' a mudança entre " anexado " e " fluxo " desanexado (o ponto de separação) que importa para atrasar o estol, e o fluxo anexado pode ser laminar ou turbulento. Camadas de limite turbulentas anexadas resistem a serem destacadas da superfície (asa) mais do que uma camada limite laminar, então basicamente geradores de vórtice atrasam a separação do fluxo , tornando o ar mais turbulento de uma maneira particular de modo que div id = “b22ed5a0a0″>