Ein Flügel ist ein Anhang mit einer Oberfläche, die Heben für den Flug oder Antrieb durch die Atmosphäre, oder durch eine andere gasartige oder flüssige Flüssigkeit erzeugt. Ein Flügel ist eine Tragfläche, die eine stromlinienförmige Quer-Schnittgestalt hat, die ein nützliches Heben erzeugt, um Verhältnis zu schleppen.

Das Wort "Flügel" vom Alten skandinavischen vængr seit vielen Jahrhunderten hat sich hauptsächlich auf die ersten Glieder von Vögeln bezogen (zusätzlich zum architektonischen Gang.), Aber in letzten Jahrhunderten hat sich die Bedeutung des Wortes ausgestreckt, um Liftproduzieren-Anhänge von Kerbtieren, Fledermäusen, pterosaurs, Bumerangen, einigen Segel-Booten und Flugzeug einzuschließen.

"Flügel" kann auch eine umgekehrte Tragfläche auf einem Rennwagen bedeuten, der eine Kraft nach unten erzeugt, um Traktion zu vergrößern.

Verschiedene Arten von Pinguinen und anderem flighted oder flugunfähigen Wasservögeln wie Alken, Kormorane, Lummen, shearwaters, Eiderente und scoter Enten und tauchende Sturmschwalben sind begierige Schwimmer, und verwenden ihre Flügel, um durch Wasser anzutreiben.

Eine aerodynamische Qualität eines Flügels wird als sein Verhältnis des Hebens zur Schinderei ausgedrückt. Das Heben, das ein Flügel mit einer gegebenen Geschwindigkeit und Winkel des Angriffs erzeugt, kann eine bis zwei Größenordnungen sein, die größer sind als die Gesamtschinderei auf dem Flügel. Ein hohes Verhältnis des Hebens zur Schinderei verlangt, dass ein bedeutsam kleinerer Stoß die Flügel durch die Luft am genügend Heben antreibt.

Die Aerodynamik von Flügeln

Das Design und die Analyse der Flügel des Flugzeuges sind eine der Hauptanwendungen der Wissenschaft der Aerodynamik, die ein Zweig der flüssigen Mechanik ist. Die Eigenschaften des Luftstroms um jeden bewegenden Gegenstand können - im Prinzip - durch das Lösen gefunden werden, Navier-schürt Gleichungen der flüssigen Dynamik. Jedoch abgesehen von der einfachen Geometrie sind diese Gleichungen notorisch schwierig zu lösen. Glücklich können einfachere Erklärungen beschrieben werden.

Für einen Flügel, "um Heben" zu erzeugen, muss es in einem passenden Winkel des Angriffs hinsichtlich des Flusses von Luft vorbei am Flügel orientiert werden. Wenn das vorkommt, lenkt der Flügel den Luftstrom abwärts ab, die Luft "drehend", weil es den Flügel passiert. Da der Flügel eine Kraft im Rundfunk ausübt, um seine Richtung zu ändern, muss die Luft eine Kraft auf den Flügel ausüben, der in der Größe, aber gegenüber in der Richtung gleich ist. Diese Kraft äußert sich als sich unterscheidender Luftdruck an verschiedenen Punkten auf der Oberfläche des Flügels.

Ein Gebiet des niedrigeren-als-normal Luftdruckes wird über die Spitzenoberfläche des Flügels mit einem höheren auf dem Boden des Flügels vorhandenen Druck erzeugt. (Sieh: Tragfläche) Diese Luftdruck-Unterschiede können entweder direkt mit der Instrumentierung gemessen werden, oder sie können vom Eigengeschwindigkeitsvertrieb mit grundlegenden physischen Grundsätzen einschließlich des Grundsatzes von Bernoulli berechnet werden, der Änderungen in der Luftgeschwindigkeit zu Änderungen im Luftdruck verbindet.

Der niedrigere Luftdruck auf der Spitze des Flügels erzeugt eine kleinere Kraft nach unten auf der Spitze des Flügels als die nach oben gerichtete Kraft, die durch den höheren Luftdruck auf dem Boden des Flügels erzeugt ist. Folglich folgt eine nach oben gerichtete Nettokraft dem Flügel. Diese Kraft wird das durch den Flügel erzeugte "Heben" genannt.

Die verschiedenen Geschwindigkeiten der Luft, die am Flügel, den Luftdruck-Unterschieden, der Änderung in der Richtung des Luftstroms und dem Heben auf dem Flügel vorbeigeht, sind wirklich ein Phänomen. Es ist deshalb, möglich, Heben von einigen der anderen drei zu berechnen. Zum Beispiel kann das Heben von den Druck-Unterschieden, oder von verschiedenen Geschwindigkeiten der Luft oben und unter dem Flügel, oder von der Gesamtschwung-Änderung von abgelenkter Luft berechnet werden. Es gibt andere Annäherungen in der flüssigen Dynamik zum Beheben dieser Probleme. Alle diese Annäherungen werden auf dieselben Antworten, wenn getan, richtig hinauslaufen. In Anbetracht eines besonderen Flügels und seiner Geschwindigkeit durch die Luft können Debatten, über die mathematische Annäherung zum Gebrauch am günstigsten ist, misperceived durch Anfänger als Meinungsverschiedenheit über die Kernprinzipien des Flugs sein.

Weil ein ausführlicherer Einschluss Heben (Kraft) sieht.

Geräte, um die Gestalt eines Flügels zu ändern

Gewöhnlich haben Flugzeugsflügel verschiedene Geräte, wie Schläge oder Jalousiebrettchen dass der Versuchsgebrauch, um die Gestalt und Fläche des Flügels zu modifizieren, um seine Betriebseigenschaften im Flug zu ändern. 1948 hat Francis Rogallo den völlig schlaffen flexiblen Flügel erfunden, der neue Möglichkeiten für das Flugzeug hineingeführt hat. Nahe rechtzeitig hat Domina Jalbert flexible un-sparred Widder-Luft airfoiled dicke Flügel erfunden. Diese zwei neuen Zweige von Flügeln sind seitdem umfassend studiert und in neuen Zweigen des Flugzeuges angewandt worden, besonders die persönliche Erholungsfluglandschaft verändernd.

Ein häufiger Irrtum

Ein häufiger Irrtum ist dass, um Heben zu erzeugen, ist es für den Flügel notwendig, einen längeren Pfad auf dem Deck-im Vergleich zur Unterseite zu haben. Flügel mit dieser Gestalt sind die Norm im Unterschallflug, aber Flügel in der symmetrischen Form (oben und unten) können Heben durch das Verwenden eines positiven Winkels des Angriffs erzeugen, um Luft nach unten abzulenken. Symmetrische Tragflächen sind im Allgemeinen, weniger effizient und haben am Heben Mangel, das durch gewölbte Flügel im Nullwinkel des Angriffs zur Verfügung gestellt ist, aber werden im Kunstflug verwendet, weil sie praktische Leistung sowohl aufrecht als auch umgekehrt zur Verfügung stellen. Ein anderes Beispiel kommt aus Segelbooten, wo das Segel bloß eine dünne Membran ist und es keinen Unterschied der Pfad-Länge zwischen einer Seite und dem anderen gibt.

Für Fluggeschwindigkeiten in der Nähe von der Geschwindigkeit des Tons (transonic Flug) oder über der Geschwindigkeit des Tons (Überschallflug) werden Tragflächen mit komplizierten asymmetrischen Gestalten verwendet, um die drastische Zunahme in der Schinderei zu minimieren, die mit dem Luftstrom in der Nähe von der Geschwindigkeit des Tons vereinigt ist. Solche Tragflächen werden superkritische Tragflächen genannt.

Andere Beispiele

Die Wissenschaft von Flügeln gilt in anderen Gebieten außer dem herkömmlichen Flugzeug des festen Flügels, einschließlich:

• Drachenflieger, die Flügel vom völlig flexiblen (Parasegelflugzeuge, gleitende Fallschirme) Flügel, flexible Flügel (eingerahmte Segel-Flügel), zu starren Flügeln verwenden
• Flugdrachen, die eine riesengroße Vielfalt von Flügeln verwenden.
• Fliegende Musterflugzeuge
• Hubschrauber, die einen rotierenden Flügel mit einem variablen Wurf oder Winkel verwenden, um Richtungskräfte zur Verfügung zu stellen
• Raumfähre von NASA, die seine Flügel verwendet, um nur während seines Abstiegs zu einer Startbahn zu gleiten. Diese Typen des Flugzeuges werden spaceplanes genannt.
• Einige Rennautos, besonders Formel Autos, die umgekehrt Flügel (oder Tragflächen) verwenden, um größere Traktion mit hohen Geschwindigkeiten zur Verfügung zu stellen
• Segelboote, die Segel als vertikale Flügel mit der variablen Fülle und Richtung verwenden, um Wasser zu bewältigen

Strukturen mit demselben Zweck wie Flügel, aber entworfen für den Gebrauch in flüssigen Medien, werden allgemein Flossen oder Wasserflugzeuge, mit der Wasserdrucklehre als die Regierungswissenschaft, aber nicht Aerodynamik genannt. Anwendungen von diesen entstehen im Handwerk wie Tragflächenboote und Unterseeboote. Segelboote und Segelschiffe verwenden sowohl Flossen als auch Flügel.

Designeigenschaften

Flugzeugsflügel können etwas vom folgenden zeigen:

• Ein rund gemachter Spitzenquerschnitt
• Ein scharfer Hinterkante-Querschnitt
• Spitzengeräte wie Jalousiebrettchen, Ablagefächer oder Erweiterungen
• Hinterkante-Geräte wie Schläge oder flaperons (Kombination von Schlägen und Querrudern)
• Querruder (gewöhnlich in der Nähe von den Flügelspitzen), um das Flugzeug im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn über seine lange Achse zu rollen
• Spoiler auf der oberen Oberfläche, um das Heben zu stören und zusätzliche Traktion einem Flugzeug zur Verfügung zu stellen, das gerade gelandet ist, aber sich noch bewegt.
• Wirbelwind-Generatoren, um zu helfen, Fluss-Trennung in transonic zu verhindern, überfluten
• Flügel-Zäune, um Fluss zu behalten, haben dem Flügel angehaftet, indem sie Grenzschicht-Trennung verhindert worden ist, auszubreiten
• Winglets, um Flügelspitze-Wirbelwinde davon abzuhalten, Schinderei zu vergrößern und Heben zu vermindern
• Dieder oder ein positiver Flügel angelt zum horizontalen. Das gibt innewohnende Stabilität in der Rollenrichtung. Anhedral oder ein negativer Flügel-Winkel zum horizontalen, hat eine destabilisierende Wirkung
• Sich faltende Flügel erlauben mehr Flugzeugslagerung im beschränkten Raum des Hangar-Decks eines Flugzeugträgers
• Flügel des variablen Kehrens oder "Schwingen-Flügel", die ausgestreckte Flügel während des Flugs der niedrigen Geschwindigkeit (d. h., Take-Off erlauben und landend) und gekehrt zurück Flügel für den Hochleistungsflug (einschließlich des Überschallflugs), solcher als im F-111 Erdferkel, dem F-14 Kater, dem Panavia Tornado, dem MiG-23 der MiG-27 und die B-1B Ulan-Kampfflugzeuge

Siehe auch

• Flug

Natürliche Welt:

• Vogel-Flug
• Flugfeder
• Das Fliegen und das Gleiten von Tieren
• Kerbtier-Flug
• Liste von hochfliegenden Vögeln

Luftfahrt:

• FanWing und Flugzeug von Flettner (experimentelle Flügel-Typen)
• Flugdrache-Typen
• Ornithopter - Flugzeug des Flattern-Flügels (Forschungsprototypen, einfache Spielsachen und Modelle)
• Otto Lilienthal
• Planform
• Flügel-Konfiguration
• Flügel-Klage

Schifffahrt:

• Segel
• Kräfte auf Segeln

Links

• Wie Flügel-Arbeit - Holger Babinsky 2003
• "Die Physik des Flugs - hat" Weltner und Ingelman-Sundberg wieder besucht
• Wie Flugzeuge fliegen: Eine physische Beschreibung des Hebens
• Demystifying die Wissenschaft des Flugs - Audiosegment auf dem Gespräch von NPR von der Nationswissenschaft am Freitag
• Die Erklärungen und Simulationen der NASA
• Flug des Flügels von StyroHawk
• Sieh, wie es fliegt