Vad är en virvelgenerator?

För att vara mer generell är en virvelgenerator en liten vinklad platta installerad på en aerodynamisk kropps yttre yta. Plattans vinkel får luften att virvla och skapar en virvel bakom den. Denna effekt gör att luftflödet kan förbli ”fäst” på ytan även vid punkter där flödet utan virvel skulle separera från ytan.

En av de vanligaste användningarna av virvelgeneratorer är på flygplanets vingar framåt av kranarna. När flygplanets vinge stannar lossnar flödet från vingarna. Detta innebär att flödet lossnar innan det når krängningsrullarna, vilket gör dem ineffektiva. Användningen av virvelgeneratorer hjälper kranarna att ge kontroll även om resten av vingen är stillastående.

^Källa

Naturligtvis lägger dessa också till drag, även om vingen inte stannar, så de läggs bara till där det behövs.

De används också på andra ställen, såsom i motorn, som i Farhan ”s kommentar ovan , och även på baksidan av 737 .

Jag kommer att försöka förklara den fysiska mekanismen genom att lägga till extra information jämfört med tidigare svar.

Som nämnts tidigare tar virvelgeneratorn vanligtvis formen på en platta. Vad den här plattan gör är att generera en Denna virvel är i princip en region där flödet roterar runt sin axel. I grund och botten extraherar denna platta energi från flödet som genererar denna rotation på Flöde.

Ok, detta rotationsflöde har energi och, om det är korrekt orienterat, samverkar med gränsskiktet över vingen och ger ytterligare energi till det. Med den extra energin är gränsskiktet mer motståndskraftigt mot separation, det betyder att du kan öka attackvinkeln ytterligare och få en högre lyftkoefficient för samma vinge.

Nu kommer varför ?. En virvelgenerator skapar alltid drag, alltid men det kan minska flygplanets bränsleförbrukning. Hur?

Tänk på flygplanets övergripande design, för ett givet flygförhållande kan den genererade hissmängden erhållas stor lyftkoefficient gånger vingytan.

Tänk dig nu att vi är design av flygplanet och vi har funnit att tillståndet som dimensionerar den nödvändiga storleken på vingen är till exempel den maximala banlängden vid start, för att minska den måste du generera mer lyft vid en specifik hastighet. För att kunna åstadkomma att du antingen kan öka vingytan eller öka den maximala lyft du kan få från vingen, och du kan åstadkomma det genom att introducera virvelgeneratorer som är smart designade för det tillståndet.

En avvägning görs senare mellan att öka vingytan (med inverkan i drag och vikt) och inklusive virvelgeneratorer. Så även om du lägger till dessa virvelgeneratorer lägger till drag jämfört med en ren vinge, så kan det vara så att du faktiskt minskar bränsleförbrukningen eftersom det andra alternativet är att lägga till mer vingyta och den optimala lösningen blev virvelgeneratorerna.

Det finns flera placeringar av virvelgeneratorer, några av dem i vertikalt plan förbättrar rodereffektiviteten, andra i den övre ytan av vingen, andra över motorn som påverkar lamellen under start eller landning.

En annan användning av virvel är efter att ha designat flygplanet som snabbfix för att lösa ”oväntade problem”.

De är små saker som du installerar på vingarna för att uppmuntra laminärt luftflöde och för att avskräcka bås. Tänk på dem som ”billig försäkring för när du inte övervakar din flyghastighet särskilt bra”.

Redigera för framtida läsare: Bör bifogas flöde, inte laminärt flöde. Se nedanstående kommentarer för förklaring.

Kommentarer

• uh-o – ersätt " laminär " med " bifogad " och svaret ser bra ut.
• Okej, lär mig. Jag trodde att det fanns två typer av flöde i en vätska (luft i det här fallet) – laminär och turbulent.Jag trodde att luftövergångar från laminärt flöde över en vings yta till turbulent (stannat) flöde och virvelgeneratorer på något sätt gör att övergången försenas.
• @Calphool Wikipedia har en bra kortfattad översikt , liksom bilden i fot ' s svar. I grund och botten är det ' förändringen mellan " bifogad " och " fristående " flöde (avskiljningspunkten) som är viktig för att fördröja stallet, och anslutet flöde kan vara laminärt eller turbulent. Bifogade turbulenta gränsskikt motstår att lossas från ytan (vingen) mer än ett laminärt gränsskikt gör, så i princip fördröjer virvelgeneratorer flödesavskiljningen genom att göra luften mer turbulent på ett visst sätt så att den ' är mindre benägna att skilja sig från vingen.
• @Calphool: voretaq7 slog mig till rätt svar. Det handlar i grunden om att blanda flöde nära vingytan (som saktas ner på grund av friktion) med flöde på något avstånd som sedan kan återuppliva gränsskiktet (flöde nära vingytan). Om flödet nära vingen saktar ner till stillastående, skiljer sig flödet och vingen förlorar en del av sin effektivitet. Om du ställer en ny fråga kommer jag att förklara den mer detaljerat än vad som är möjligt i en kommentar.
• @Calphool: Laminärt och turbulent är de två typerna av gränsskikt, ett tunt, nästan mikroskopiskt ark av luft nära ytan. Bifogat och separerat flöde är ett annat koncept (och det som virvelgeneratorer adresserar) som rör det makroskopiska flödesmönstret runt kroppar. Vortexgeneratorer kommer att se till att gränsskiktet bakom dem är turbulent, så det är anledningen till min första anmärkning.