Flugzeugaerodynamik 2 - Vorlesung

07 May 2026, Thorsten Lutz

Der Gepfeilte Flügel

// skizze 1

1. Reduktion des Druckwiederstands (insbesondere im Überschall relevant), Erhöhung $A/W$
2. Verschiebung des transsonischen Wiederstandsanstiegs zu höheren Flugmachzahlen $Ma_{\infty}$
3. Jones: Auch im Überschall ist bei der Flügelumströmung eine Unterschallcharakteristik möglich

$U_{\infty t}$ ruft keine Störgeschwindigkeit hervor
$\rightarrow$ hat keinen Einfluss auf Druck
$U_{\infty n}$ bestimmt Druckverteilung (bei unendlich gestrecktem Profil aus 2D Rechnung)
$U_{\infty n}$ entscheidet über Wahl der Berechnungsmethode

• Bei $Ma_{\infty n} < 1$: Unterschalltheorie
• Bei $Ma_{\infty n} > 1$: Überschalltheorie

Flugmachzahl kann also bei gepfeilten Flügeln weiter erhöht werden, ohne Verdichtungsstöße hervorzurufen

//Skizze 2

Kein Staupunkt mehr bei gepfeiltem Flügel, weil dort ja $Ma_t$ wirkt, es bildet sich also stattdessen eine Anlegelinie
An der Vorderkante verläuft die Stromlinie tangential zur Vorderkante
Nach hinten hin wird $U_{\infty t}$ im Gegensatz zu $U_{\infty n}$ größer, wodurch die Strömung weiter nach außen gezogen wird

Hilfreiche Folie 119

Entlang Anliegelinie entwickelt sich eine Grenzschicht
$\rightarrow$ laminar-turbulenter Umschlag
$\rightarrow$ macht Strömung am Flügel turbulent

//Skizze 3

Prinzip der Unabhängigkeit

Die Umströmung des normalschnittes eines unendlich gestrecktem Pfeilflügels mit $Ma_{\infty n}, \alpha_n$ ist relevant für:

• den Charakter der Umströmung (subsonischer, supersonischer Charakter)
• die Auswahl des Berechnungsverfahrens
• die vom Flügel hervorgerufenen Störgeschwindigkeiten
• die Druckverteilung
• das Auftreten von Verdichtungsstößen

Die Tangentialgeschwindigkeit $U_{\infty t}$ muss berücksichtigt werden:

• bei der Ermittlung der Stromlinien
• ber der Bestimmung der kritischen Machzahl nach der hier verwendeten Definition ($Ma_{\infty}^*$)
• bei der Berechnung von Reibungseffekten

Das Prinzip der Unabhängigkeit ist exakt gültig für:

• reibungsfreie Strömungen (potentialgleichung, linearisierte Potentialgleichung, Eulergleichung)
• laminare, inkompressible Strömungen (inkompressible Navier-Stokes-Gleichungen)
• die Ausbildung der Grenzschicht ensprechend den Prandtlschen Grenzschichtgleichungen

Es ist streng nicht gültig, wenn:

• laminare, kompressible Grenzschichten da $\mu, \rho = f(T)$ und damit auch von $U_{\infty t}$ sind (Relevante Größen, wie Zähigkeit, sind zum Beispiel auch abhängig von der Temperatur)
• turbulente Grenzschichten (inkompressibel, kompressibel), weil Turbulenz (aufgelößte LES DNS) inherent dreidimensional ist