DE19964114A1

DE19964114A1 - Dreidimensionale Hinterkante an Flügelprofilen

Info

Publication number: DE19964114A1
Application number: DE19964114A
Authority: DE
Inventors: Dietrich W Bechert; Robert Meyer; Wolfram Hage
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1999-12-31
Filing date: 1999-12-31
Publication date: 2001-07-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Flügelprofil, an dem sich bei Anströmung durch ein Fluid eine Unterdruckseite und eine Druckseite ausbildet, insbesondere Flugzeugtragflügel, Schaufel von Verdichtern, Pumpen oder Turbinen, und das eine verdickte oder divergente Hinterkante aufweist, wobei die Hinterkante mit Mitteln zur Störung einer periodischen Strömungsablösung ausgestattet ist oder das als Hinterkante zur Druckseite hin eine Abwinkelung (Gurney-Flap) aufweist. DOLLAR A Die Erfindung dient unter anderem der Reduzierung des Strömungswiderstandes, der Lärmminderung, der Vibrationsminderung beziehungsweise der Verbesserung der Strukturmechanik.

Description

Die Erfindung betrifft die Verbesserung eines Flügelprofiles, an dem sich bei Anströmung durch ein Fluid eine Unterdruckseite und eine Druckseite ausbildet, insbesondere Flugzeugtragflügel, Schaufeln von Verdichtern, Pumpen oder Turbinen, und das eine verdickte oder divergente Hinterkante oder das als Hinterkante zur Druckseite hin eine Abwinkelung (Gurney-Flap) aufweist.

Die Erfindung kann auf folgenden Gebieten zum Einsatz kommen:

- Subsonische und transsonische Tragflügelprofile für den Reiseflug von Verkehrflugzeugen
- Flügelklappenprofile für Start bzw. Landung von Flugzeugen
- Beschaufelungen von Strömungsmaschinen wie Kompressoren, Pumpen und Turbinen

Die Forderung nach höheren Transportleistungen bei Flugzeugen und damit nach höheren Flug-Machzahlen hat zur Entwicklung transsonischer Tragflügelprofile geführt. Einige moderne transsonische Profile weisen eine divergente Hinterkante auf, die sowohl aerodynamische wie auch strukturmechanische Vorteile hat.

Neben dem Streben nach einer Leistungssteigerung von Tragflügelprofilen gibt es die Notwendigkeit, Verkehrsflugzeuge leiser zu machen. Durch Verbesserungen auf dem Gebiet der Aeroakustik sind Strahltriebwerke als allein dominante Lärmquelle verdrängt worden. So werden Umströmungsgeräusche, die an Flügelhinterkanten und Klappen des Hochauftriebssystems bei Start und Landung entstehen, immer wichtiger. Leistungssteigerungen sind auch bei Strömungsmaschinen erwünscht. Der Auftrieb z. B. einer Kompressorschaufel wird durch eine kleine abgeknickte Hinterkante um 10-15% gesteigert. Dadurch wird der Leistungsumsatz der Kompressorstufe einer Gasturbine entsprechend erhöht. Bisher störten jedoch die zusätzlichen Vibrationen, die hinter abgeknickten Hinterkanten in der Nachlaufströmung entstehen. Diese belasten die Schaufel und können zu vorzeitigen Ermüdungsbrüchen führen.

Bei Windkraftanlagen sind kleine abgeknickte Hinterkanten an den Flügeln bereits zur Leistungserhöhung erfolgreich eingesetzt worden. Hier stört die zusätzliche Lärmerzeugung der Nachlaufströmung hinter der abgeknickten Flügel-Hinterkante.

Der Rennfahrer und Konstrukteur Dan Gurney hatte in den siebziger Jahren kleine stark abgewinkelte Klappen an der Hinterkante von Abtrieb erzeugenden Flügeln von Rennwagen angebracht, um die Bodenhaftung dieser Fahrzeuge verbessern. Seine "Gurney-Flaps" werden seitdem bei Rennwagen-Flügeln eingesetzt. Aus einem Aufsatz von Liebeck, "Design of subsonic airfoils for high lift" in der US-Zeitschrift Journal of Aircraft, Vol. 15, No. 9, Sept. 1978, S. 547-561, ist bekannt, daß "Gurney-Flaps" auch bei Flugzeug-Tragflügeln zur Auftriebserhöhung erfolgversprechend eingesetzt werden können. Im Gegensatz zu den sonst bisher eingesetzten Klappen bei Flugzeugflügeln sind "Gurney-Flaps" sehr klein, mit einer typischen Klappenlänge von nur 0,3-2% der Flügeltiefe. Es wird hier die Tatsache ausgenützt, daß die hintere Abströmkante eines Flügels eine besonders starke Wirkung auf dessen aerodynamische Eigenschaften hat, insbesondere auf den Auftrieb.

Bei Flugzeugen interessieren besonders die Hochauftriebs-Konfigurationen der Tragflügel für Landung und Start und außerdem der Flug bei hoher Unterschallgeschwindigkeit. Bei der Landung von Flugzeugen ist klar, daß hoher Auftrieb wünschenswert ist, um die Landegeschwindigkeit niedrig halten zu können. Der zusätzliche Widerstand einer kleinen, steil bis hin zu rechtwinklig angestellten Klappe spielt dagegen hier keine Rolle. Beim Reiseflug eines Flugzeugs bei hoher Unterschallgeschwindigkeit ist jedoch zusätzlicher Widerstand unerwünscht. Hier führt eine "Gurney-Flap" oder eine divergierende Flügelhinterkante zu einer Verbesserung, obwohl diese Hinterkantengestaltung an sich zu einer geringfügigen Widerstandserhöhung beiträgt. Diese Widerstandserhöhung wird durch eine begrenzte Strömungsablösung an der Hinterkante verursacht.

Unter divergierender Hinterkante ist in diesem Zusammenhang eine Hinterkante eines Tragflügels oder seiner hinteren Klappen oder einer Schaufel bei einer Strömungsmaschine oder eines Flügels eines Propellers zu verstehen, bei der das Flügelprofil in seinem End-Querschnitt dicker ist, als an einer Stelle vor der Hinterkante; die Saug- und Druckseite des Profiles entfernen sich wieder von einander und die Hinterkante weist als Abschluß quasi eine zweidimensionale Ebene auf. In der Praxis bemühte man sich dagegen in der Regel, den Hinterkantenquerschnitt so schmal und spitz wie materialbedingt möglich zu gestalten.

Die "Gurney-Flap" bzw. die divergente Flügelhinterkante erzeugt eine Druckerhöhung auf dem hinteren Teil der Flügelunterseite. Dadurch wird der Flügelauftrieb deutlich vergrößert. Andererseits kann so der gleiche Auftrieb bei niedrigerem Flügel-Anstellwinkel erreicht werden. Das entlastet die Flügel- Oberseite, deren Umströmung bei Fluggeschwindigkeiten in der Nähe der Schallgeschwindigkeit besonders verlustreich ist. Dort ist nämlich die Auftriebserzeugung mit einer örtlichen Überschallströmung auf der vorderen Flügeloberseite verbunden. Im hinteren Teil der Flügeloberseite muß diese Überschallströmung wieder zu einer Unterschallströmung werden. Dieser Übergang ist mit mehr oder weniger großen Verlusten durch Verdichtungsstöße verbunden. Diese Verluste werden einerseits durch die Verdichtungsstöße selbst hervorgerufen und andererseits durch Strömungsablösungen, die durch diese verursacht werden. Hoher Auftrieb heißt also hohe Überschallgeschwindigkeit auf der Flügeloberseite, die hohe Verluste nach sich zieht. Eine stärkere Beteiligung der Profil-Unterseite am Gesamtauftrieb kann daher eine Senkung des Gesamt-Widerstandes bedeuten.

In einem Beitrag von Henne: "Innovation with computational aerodynamics: The divergent trailing-edge airfoil" in "Applied Computational Aerodynamics", Progress in Astronautics and Aeronautics, Vol. 125 (1990), S. 221-261, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc., Washington, wurde aufgezeigt, wie ein solches Profil mit divergenter Hinterkante sinnvoll ausgelegt werden kann. Seine Forschungsarbeit hat zur praktischen Anwendung einer divergenten Flügelhinterkante bei dem Verkehrsflugzeug MD 11 des Flugzeugherstellers McDonnell-Douglas geführt.

Die Anwendung von Gurney-Flaps auf Windturbinen ist ebenfalls schon weit fortgeschritten. Meßdaten von erreichten Leistungsverbesserungen sind ersichtlich aus einem Aufsatz von Kentfield, "Theoretically and experimentally obtained performances of Gurney-Flap equipped wind turbines", US- Zeitschrift: Wind Engineering Vol. 18, No. 2, S. 63-74 (1994). Hier ist jedoch besonders die zusätzliche Geräuscherzeugung störend, die divergente oder auch abgeknickte Hinterkanten verursachen. Ungünstig an "Gurney-Flaps" und divergenten Hinterkanten ist nach wie vor, daß sie selbst zusätzlichen Widerstand erzeugen. Außerdem tritt in ihrem Nachlaufgebiet eine Instabilität auf, die der Karman'schen Wirbelstraße im Nachlauf eines querangeströmten Zylinders ähnelt. Dort wie hier tritt eine Schwingung in der Strömung auf, die Vibrationen und Geräusche verursacht. Die Bekämpfung dieser Art von Instabilität kann darin bestehen, daß man die zweidimensionale Geometrie der Strömungsanordnung stört. Bei einem quer angeströmten Zylinder windet man z. B. eine Spirale um den Zylinder, wie man das bei Industrie-Schornstein-Rohren heute häufig sieht. Dies ist bereits dargestellt worden von Dubs, "Aerodynamik der reinen Unterschallströmung", 6. Auflage, 1990, S. 60-66, Birkhäuser Verlag, Basel - Boston - Berlin.

Von daher liegt der Erfindung das Problem zugrunde, die Erkenntnisse des Standes der Technik zu nutzen und geeignete Konfigurationen für verbesserte Flügelprofilhinterkanten vorzuschlagen.

Das Problem wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt und ergeben sich aus der Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit der Erläuterung der Zeichnung und der Ausführungsbeispiele.

Bei den gattungsgemäßen Fügelprofilen sind die divergente, verdickte Hinterkante oder abgewinkelte kleinste Kanten an der Hinterkante (Gurney Flap) mit Mitteln zur Störung einer periodischen Strömungsablösung ausgestattet, wobei jedoch andere Lösungen als die für sich aus der Praxis bekannten Windungseinrichtungen um angeströmte Zylinder (Schornsteine) gefunden wurden.

Diese Mittel umfassen im wesentlichen an der Druckseite vor der Hinterkante angeordnete oder sich bis dorthin erstreckende periodische oder unperiodische Einschnitte oder Stege, zur Druckseite und/oder von der Hinterkante weg sich erstreckende Einzelelemente oder Perforationen der Abwinkelung oder der Löcher in der ebenen Hinterkante oder in vertikaler Richtung druckseitig und zugleich horizontal z. B. über die Spannweite eines Flügels sich erstreckende sägezahnförmige oder wellenförmige Elemente.

Dabei sollen die Mittel sich über eine Höhe von bis zu etwa 3% der durch den Abstand von Vorderkante zur Hinterkante definierten Flügeltiefe bzw. über eine Länge in Strömungsrichtung von bis zu 5% der Flügeltiefe erstrecken.

Die Mittel können als rechteckige, dreieckige, trapezförmige oder abgerundete wellenförmige Einschnitte ausgebildet sein oder sie bestehen aus senkrecht oder in einem Winkel schräg zur Druckseite weisenden Einzelelementen. Alternativ, insbesondere an Gurney-Flaps, sind Stege als der Hinterkante vorgelagerte Rippen angeordnet, ausgerichtet in Strömungsrichtung. Die Erfindung bewirkt zum einen eine Leistungssteigerung eines Profils mit einer divergenten oder abgewinkelten Hinterkante, in dem der Widerstand verringert wird.

Zum anderen wird eine Verminderung von Vibrationen, die strukturschädigend wirken können, sowie eine Lärmminderung des aerodynamischen Geräuschs erreicht.

Die Erfindung bewirkt auch eine Widerstandsverminderung transsonischer Profile und bringt neben leistungssteigernden Eigenschaften auch akustische und strukturmechanische Vorteile mit sich.

Die Erfindung vermeidet des weiteren Vibrationen durch eine geeignete dreidimensionale Struktur der Hinterkante von Strömungsmaschinen-Schaufeln und erreicht überdies wird eine größere Steifigkeit und Schwingungsfestigkeit der Schaufel.

Die Erfindung reduziert bei Windkraftanlagen durch Stabilisierung der Nachlaufströmung die Lärmerzeugung.

Allgemein gelingt es mit der Erfindung, die Strömungs-Instabilität in der Karman'schen Wirbelstraße erfolgreich zu bekämpfen, es sinkt damit auch der Strömungswiderstand.

Die Tragflügelprofile, hier stellvertretend für die eingangs bereits dargestellten weiteren Anwendungsfälle definiert, an denen die Erfindung wirksam wird, werden durch folgende Eigenschaften charakterisiert: Die Flügelhinterkante hat im Gegensatz zu einem konventionellen Tragflügelentwurf eine endliche Dicke. Die Ober- und Unterseiten - Saug- und Druckseiten des Flügels - der Profilhinterkante sind divergent. Auf der Unterseite ist zur Hinterkante hin ein kleiner Radius oder ein stumpfer bis rechter Winkel ausgebildet. Der Tragflügel kann jedoch auch ein konventionelles Profil mit einer dünnen Hinterkante sein, an dem nachträglich eine verdickte Hinterkante oder ein kleiner nach unten ragender Winkel angebracht wurde.

Durch diese divergente Hinterkante kommt es zu einer veränderten Abflußbedingung für die Strömung. Diese führt zu einer Auftriebserhöhung des Profils und dabei jedoch auch zu einer leichten Widerstandserhöhung. Bei geeigneter Profilauslegung ist aber wegen der besseren Gleitzahl - dem Verhältnis von Auftrieb zu Widerstand - die Bilanz des neuen Profilentwurfs positiv.

Gleichzeitig kommt es zu periodischen Ablösungen (Karman'sche Wirbelstraße) an dieser im Vergleich zu einem herkömmlichen Profil aufgedickten Profilhinterkante. Dieses Phänomen wird auch in geringerem Maß an konventionellen Profilen beobachtet, die ja auch keine wirklich spitz auslaufende Hinterkante haben, sondern immer noch eine endliche Dicke an der Hinterkante aufweisen. Das führt zu Vibrationen und Lärmentwicklung. Die dafür verantwortliche periodische Ablösung läßt sich im Spektrum der Geschwindigkeitsschwankungen des Nachlaufs eines solchen Profils als diskrete Frequenz nachweisen.

Die Erfindung besteht nun darin, die quasi zweidimensionale Geometrie der Hinterkante, der hinteren Fläche, des Profils, welche periodische Strömungsvorgänge begünstigt, schwingungsstabilisierend zu verändern, ohne die günstigen Eigenschaften der Hinterkantengestaltung des Profils zu verlieren. Dies wird erreicht, in dem die zweidimensionale Geometrie der Hinterkante in geeigneter Weise in eine dreidimensionale Geometrie überführt wird. Dabei werden die aerodynamischen und strukturmechanischen Eigenschaften nicht negativ beeinflußt.

Die erfindungsgemäße widerstandsvermindernde dreidimensionale Hinterkante eliminiert die periodischen Vorgänge fast vollständig. Dies ist durch Messungen im Windkanal nachgewiesen worden. Besonders bei kleinem Anstellwinkel, bei dem die periodische Ablösung besonders ausgeprägt ist, ist der widerstandsvermindernde Effekt der dreidimensionalen Hinterkante besonders wirksam. Durch die Erfindung wird die Entstehung der periodischen Ablösung derart gestört, daß die Nachlaufdelle in der Geschwindigkeitsverteilung am Flügelprofil verkleinert wird und somit der Widerstand des Profils verringert wird. Durch Kraftmessungen mit einer Windkanalwaage ist diese Widerstandsverminderung ebenfalls bestätigt worden. Durch den relativ einfachen Aufbau der Erfindung eignet sich diese auch zu einer Nachrüstung an einem bereits vorhandenem Flügel.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung mit theoretischen Erläuterungen und diversen Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 Polaren mit zweidimensionaler und dreidimensionaler Hinterkante,

Fig. 2 Strömungsverlauf und Spektren der Geschwindigkeitsschwankungen an der Flügelhinterkante,

Fig. 3-5 Hinterkante mit erfindungsgemäßen Einschnitten,

Fig. 6-8 Hinterkante mit erfindungsgemäßen druckseitig angeordneten Elementen,

Fig. 9-14 Gurney-Flaps in erfindungsgemäßen Varianten,

Fig. 15-16 Flügel mit nachträglich aufgebrachter erfindungsgemäßer Hinterkante,

Fig. 17 Abgeknickte Hinterkante mit Loch - Perforation,

Fig. 18 Abgeknickte Hinterkante mit Wellung in Spannweitenrichtung,

Fig. 19 Flügel mit abgeknickter Hinterkante und Versteifungen.

Fig. 1 zeigt die Meßergebnisse einer Widerstandspolare eines Flügels mit dreidimensionaler Hinterkante (Strich-Punkt-Linie) im Vergleich zu einer Widerstandspolare eines Flügels mit zweidimensionaler Hinterkante (durchgezogene Linie). Auf der Abszisse ist der Auftrieb L und auf der Ordinate der Widerstand D der jeweiligen Flügel aufgetragen. Bei konstantem Auftrieb L₀ sinkt der Widerstand D eines mit dreidimensionaler Hinterkante ausgerüsteten Flügels um den Betrag ΔD ab.

Fig. 2 zeigt schematisch das im Nachlauf des Flügels mit dreidimensionaler Hinterkante gemessene Spektrum der Geschwindigkeitsschwankungen (oberes Teilbild c) im Vergleich zu dem Spektrum des Nachlaufs des Flügels mit zweidimensionaler Hinterkante (unteres Teilbild c). Die Spektren wurden mittels Fourier-Analyse aus den Daten von Hitzdrahtmessungen der Geschwindigkeitsverteilung (Teilbild b) im Nachlauf der untersuchten Flügelprofile ermittelt. Gegenüber einem Flügel mit zweidimensionaler Hinterkante wird die diskrete Frequenz f₀, die die periodische Strömungsablösung einer nicht erfindungsgemäß ausgebildeten Hinterkante - unten im Teilbild c) mit einer Frequenzdarstellung von 0-10 kHz - kennzeichnet, bei einem Flügel mit dreidimensionaler Hinterkante, hier weisen im Teilbild a) die Pfeile auf die erfindungsgemäßen Schlitze und im oberen Teilbild c) sind die zugehörigen Frequenzen zu sehen, nahezu vollständig unterdrückt. Dieser Effekt ist über die gesamte Spannweite des Flügels ausgeprägt, besonders direkt hinter dem Schlitz, der die zweidimensionale Hinterkante in eine dreidimensionale Struktur abändert.

Die Gestaltung der dreidimensionalen Hinterkante zeichnet sich dadurch aus, daß die vormals durchgehend ausgeführte Hinterkante durch Unterbrechung in eine neue Form überführt wird. Dies kann durch Einschnitte in die bestehende Gestaltung der Hinterkanten erfolgen.

Einige mögliche Gestaltungen der erfindungsgemäßen Einschnitte sind in den folgenden Fig. 3-5 dargestellt, in Fig. 3 als rechteckiger, in Fig. 4 als trapezförmiger und in Fig. 5 als sanft gerundeter Einschnitt, der jeweils an der Druckseite des Profiles, in der Regel der Unterseite des Tragflügels eines Flugzeuges, in die Hinterkante eingelassen ist und sich von der Hinterkante in die Flügeltiefe erstreckt, wobei die Länge des Einschnittes etwa 3%-5% der Flügeltiefe nicht übersteigt. Der Anteil der Schnittiefe in Bezug auf die Höhe der Hinterkante wird der Wirbelbildung entsprechend angepaßt und überschreitet ein Maß von etwa 3% der Flügeltiefe nicht. Die Einschnitte in der Hinterkante nach Fig. 3-5 können auch nach vorne aufgeweitet sein, um durch eine Düsenform die Strömungsverluste zu vermindern.

Außerdem besteht die Möglichkeit, durch Aufsetzen von kleinen Strukturen auf das bestehende Profil die gewünschte Gestaltung zu erreichen. Dadurch wird eine mechanische Schwächung der Hinterkante vermieden.

Die nach unten weisenden Elemente in Fig. 6 können ihrerseits einen Winkel zu der verdickten Hinterkante oder der abgewinkelten Hinterkante einnehmen. Diese Gestaltung ist perspektivisch in Fig. 7 und als Seitenansicht A zu Fig. 7 in Fig. 8 dargestellt; die Elemente sind unter einem spitzen Winkel γ nach unten - zur Druckseite - angestellt.

Ähnliche Ausführungsformen sind möglich, wenn es sich um eine abgewinkelte Hinterkante (Gurney-Flap) handelt. Mögliche Gestaltungen der Einschnitte für diese Konfiguration sind in den Fig. 9, mit vertikalen, rechteckigen Einschnitten, Fig. 10, mit dreieckigen Einschnitten, Fig. 11, mit gerundeten oder welllenförmigen Einschnitten dargestellt.

Es ist von besonderem Interesse, die Abströmung der Gurney-Flap nicht ungünstig zu verändern. Dies wird dadurch erreicht, daß die dreidimensionale Hinterkante eine mittlere effektive Höhe hat, die derjenigen der bisherigen zweidimensionalen Gurney-Flap entspricht. Dies wird durch zusätzliche Ansätze, gemäß Fig. 12 beispielsweise als Dreiecke, oder gemäß Fig. 13 komplexere Ansätze mit leichten Einschnitte in die sonst zweidimensionale Hinterkante, erreicht. Dies ist in Fig. 14, mit einem Anstell-Winkel γ, als vertikaler Teilschnitt 14-14 durch eine Gestaltung gemäß Fig. 13, abgebildet.

Bei nachträglicher Anbringung einer abgeknickten Hinterkante an ein vorhandenes Flügelprofil ist es vorteilhaft, diese auf die Oberseite des Flügels (Fig. 15) aufzukleben. Da die Grenzschicht auf der Oberseite des Flügelprofils dicker ist, stört eine kleine Stufe, wie sie durch das Aufbringen, bzw. Aufkleben eines abgewinkelten Blechs auftritt, nicht so stark. Ferner ist es vorteilhaft, ein solches abgewinkeltes Blech etwas nach hinten versetzt aufzukleben, sodaß die Abwinkelung nicht direkt am Fügelendprofil liegt, da dann der negative Effekt der Profilendkantendicke des ursprünglichen Profils nicht so sehr ins Gewicht fällt (Fig. 16, eine Seitenansicht des Profiles gemäß Fig. 15).

Bei Anwendung z. B. in Strömungsmaschinen kann es erwünscht sein, die abgeknickte Hinterkante durchgehend aus einem Stück zu fertigen, um eine hohe Zuverlässigkeit des Bauteils zu erreichen. Außerdem ist es günstig, die erhöhte Steifigkeit und Festigkeit zu nutzen, die sich durch die größere Dicke der Flügelhinterkante ergibt. Dann sind Schlitze in der Flügel-Hinterkante jedoch ungünstig, weil sie die Steifigkeit vermindern, als Kerben wirken, und Ermüdungsbrüche begünstigen können. Trotzdem muß erreicht werden, daß die Nachlaufströmung hinter der Flügelhinterkante so dreidimensional verändert wird, daß eine strömungsmechanische Instabilität (Karman'sche Wirbelstraße) nicht mehr auftritt. Dieses Ziel kann durch verschiedene Konfigurationen erreicht werden. Fig. 17 zeigt eine abgeknickte Hinterkante, die durch Lochung perforiert ist.

Eine Dreidimensionalität der Hinterkanten-Abströmung kann auch durch eine zusätzliche gewellte Hinterkante (Fig. 18) erreicht werden.

Besonders günstig ist eine Konfiguration, bei der die Anforderungen nach guter Steifigkeit, Festigkeit und Nachlaufströmungs-Stabilisierung kombiniert erfüllt sind. Eine solche Hinterkanten-Konfiguration zeigt Fig. 19. Die dreidimensionale Störung der Nachlaufströmung wird durch druckseitig in Richtung der Hauptströmung angeordnete Stege erreicht, die an die abgeknickte Hinterkante - hier als Gurney-Flap ausgebildet - anschließen und mit ihr mechanisch verbunden sind. Eine solche Struktur kann z. B. durch Gießen oder durch galvanische Abtragungs-Formung hergestellt werden. Sie kann auch als vorgeformte Einheit, z. B. aus Faserkunststoff gefertigt, auf einen Flugzeugtragflügel von unten aufgebracht werden.

Claims

1. Flügelprofil, an dem sich bei Anströmung durch ein Fluid eine Unterdruckseite und eine Druckseite ausbildet, insbesondere Flugzeugtragflügel, Schaufel von Verdichtern, Pumpen oder Turbinen, und das eine verdickte oder divergente Hinterkante aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterkante mit Mitteln zur Störung einer periodischen Strömungsablösung ausgestattet ist.

2. Flügelprofil, an dem sich bei Anströmung durch ein Fluid eine Unterdruckseite und eine Druckseite ausbildet, insbesondere Flugzeugtragflügel, Schaufel von Verdichtern, Pumpen oder Turbinen, und das als Hinterkante zur Druckseite hin eine Abwinkelung (Gurney- Flap) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwinkelung mit Mitteln zur Störung einer periodischen Strömungsablösung ausgestattet ist.

3. Flügelprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel ausgewählt sind aus einer Gruppe von Mitteln, umfassend: an der Druckseite vor der Hinterkante angeordnete oder sich bis dorthin erstreckende Einschnitte oder Stege, zur Druckseite und/oder von der Hinterkante weg sich erstreckende Einzelelemente, Perforationen der Abwinkelung, in vertikaler Richtung druckseitig und zugleich horizontal sich erstreckende sägezahnförmige oder wellenförmige Elemente.

4. Flügelprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel sich über eine Länge bzw. Höhe von bis zu etwa 5% der, durch den Abstand von Vorderkante zur Hinterkante eines Flügels definierten, Flügeltiefe erstrecken.

5. Flügelprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Mittel als rechteckige, dreieckige, trapezförmige oder abgerundete wellenförmige Einschnitte oder Elemente ausgebildet sind.

6. Flügelprofils nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch senkrecht oder unter einem Winkel schräg zur Druckseite weisende Einzelelemente.

7. Flügelprofil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege als der Hinterkante vorgelagerte Rippen ausgestaltet sind, ausgerichtet in Strömungsrichtung.