In der Aerodynamik ist das Aspekt-Verhältnis eines Flügels im Wesentlichen das Verhältnis seiner Länge zu seiner Breite (Akkord). Ein hohes Aspekt-Verhältnis zeigt lange, schmale Flügel an, wohingegen ein niedriges Aspekt-Verhältnis kurze, kurze Flügel anzeigt.

Für die meisten Flügel ist die Länge des Akkords nicht eine Konstante, aber ändert sich entlang dem Flügel, so wird das Aspekt-Verhältnis als das Quadrat der durch das Gebiet des Flügels geteilten Flügelspannweite definiert, ist planform-das dem Verhältnis der Länge zur Breite für die unveränderliche Breite gleich.

Aspekt-Verhältnis von Flugzeugsflügeln

Aspekt-Verhältnis und planform können verwendet werden, um die aerodynamische Leistung eines Flügels vorauszusagen.

Für ein gegebenes Flügel-Gebiet ist das Aspekt-Verhältnis zum Quadrat der Flügelspannweite proportional, und die Flügelspannweite ist von der besonderen Bedeutung in der Bestimmung der Leistung. Wie man vorstellen kann, betrifft ein Flugzeug im Flug einen kreisförmigen Zylinder von Luft. Das Diameter dieses Zylinders ist der Flügelspannweite gleich. Eine große Flügelspannweite arbeitet an einem großen Zylinder von Luft, und eine kleine Flügelspannweite arbeitet an einem kleinen Zylinder von Luft. Für zwei Flugzeuge desselben Gewichts, aber verschiedener Flügelspannweiten muss der kleine Zylinder von Luft nach unten durch einen größeren Betrag gestoßen werden als der große Zylinder, um eine gleiche nach oben gerichtete Kraft zu erzeugen. Der sich achtern neigende Bestandteil dieser Änderung in der Geschwindigkeit ist zur veranlassten Schinderei proportional. Deshalb erzeugt die größere Geschwindigkeit nach unten einen größeren sich achtern neigenden Bestandteil, und das führt größer veranlasst ziehen sich das Flugzeug mit der kleineren Flügelspannweite und dem niedrigeren Aspekt-Verhältnis in die Länge.

Die Wechselwirkung zwischen unbeeinträchtigter Luft außerhalb des kreisförmigen Zylinders von Luft und dem nach unten bewegenden Zylinder von Luft kommt an den Flügelspitzen vor, und kann als Flügelspitze-Wirbelwinde gesehen werden.

Dieses Eigentum des Aspekt-Verhältnisses AR wird in der Formel illustriert, hat gepflegt, den Schinderei-Koeffizienten eines Flugzeuges zu berechnen

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Es gibt mehrere Gründe, warum nicht alle Flugzeuge hohe Aspekt-Flügel haben:

• Strukturell: Ein langer Flügel hat höhere sich biegende Betonung für eine gegebene Last als eine kurze, die verlangt, dass stärkere Struktur widersteht. Außerdem haben längere Flügel größere Ablenkung für eine gegebene Last, und in einigen Anwendungen ist diese Ablenkung unerwünscht (z.B, wenn der abgelenkte Flügel Querruder-Bewegung stört).
• Beweglichkeit: Ein hoher Flügel des Aspekt-Verhältnisses wird eine niedrigere Rollenrate haben als eines des niedrigen Aspekt-Verhältnisses, weil in einem Flügel des hohen Aspekt-Verhältnisses ein gleicher Betrag der Flügel-Bewegung wegen der Querruder-Ablenkung (am Querruder) auf weniger rollende Handlung auf dem Rumpf wegen der größeren Länge zwischen dem Querruder und dem Rumpf hinauslaufen wird. Ein höherer Aspekt-Verhältnis-Flügel wird auch einen höheren Moment der Trägheit haben, um zu siegen. Wegen der niedrigeren Rollenraten werden hohe Aspekt-Verhältnis-Flügel gewöhnlich auf dem Kampfflugzeug nicht verwendet.
• Parasitische Schinderei: Während hohe Aspekt-Flügel weniger veranlasste Schinderei schaffen, haben sie größere parasitische Schinderei, (schleifen Sie erwartet, sich, frontales Gebiet und Oberflächenreibung zu formen). Das ist, weil, für ein gleiches Flügel-Gebiet, der durchschnittliche Akkord (Länge in der Richtung auf das Windreisen über den Flügel) kleiner ist. Wegen der Effekten der Zahl von Reynolds ist der Wert des Abteilungsschinderei-Koeffizienten eine umgekehrte logarithmische Funktion der charakteristischen Länge der Oberfläche, was bedeutet, dass, selbst wenn zwei Flügel des gemeinsamen Bereichs mit gleichen Geschwindigkeiten und gleichen Winkeln des Angriffs fliegen, der Abteilungsschinderei-Koeffizient auf dem Flügel mit dem kleineren Akkord ein bisschen höher ist. Jedoch ist diese Schwankung wenn im Vergleich zur Schwankung in der veranlassten Schinderei mit der sich ändernden Flügelspannweite sehr klein. Zum Beispiel ist der Abteilungsschinderei-Koeffizient eines NACA 23012 Tragfläche (an typischen Liftkoeffizienten) zur Akkord-Länge zur Macht 0.129 umgekehrt proportional:

</br> </br> Eine 20-Prozent-Zunahme in der Akkord-Länge würde den Abteilungsschinderei-Koeffizienten um 2.38 Prozent vermindern.

• Nützlichkeit: Niedrige Aspekt-Verhältnisse haben ein größeres nützliches inneres Volumen, da die maximale Dicke größer ist, der verwendet werden kann, um die Kraftstofftanks, das einziehbare Fahrwerk und die anderen Systeme aufzunehmen.
• Flugplatz-Größe: Flugplätze, Hangars und andere Boden-Ausrüstung definieren eine maximale Flügelspannweite, die nicht überschritten werden kann, und genug Heben an der gegebenen Flügelspannweite zu erzeugen, muss der Flugzeugsentwerfer das Aspekt-Verhältnis senken und das Gesamtflügel-Gebiet vergrößern.

Variables Aspekt-Verhältnis

Das Verlängern der Hinterkante-Flügel-Schläge verursacht eine Abnahme im Aspekt-Verhältnis, weil das Verlängern der Schläge den Flügel-Akkord, aber ohne Änderung in der Flügelspannweite vergrößert. Diese Abnahme im Aspekt-Verhältnis verursacht eine Zunahme in der veranlassten Schinderei, die für die Leistung des Flugzeuges während des Take-Offs schädlich ist, aber während der Landung vorteilhaft sein kann.

Flugzeuge, die sich nähern oder die Geschwindigkeit des Tons manchmal überschreiten, vereinigen Flügel des variablen Kehrens. Das ist wegen des Unterschieds im flüssigen Verhalten in den transonic/supersonic und Unterschallregimen. Im Unterschallfluss ist veranlasste Schinderei ein bedeutender Bestandteil der Gesamtschinderei besonders im hohen Winkel des Angriffs. Jedoch, weil der Fluss transonic und dann Überschall-wird, zieht sich die entlang der oberen Oberflächenursache-Welle des Flügels zuerst erzeugte Stoß-Welle das Flugzeug in die Länge, und diese Schinderei ist zur Länge des Flügels - je länger der Flügel, desto länger die Stoß-Welle proportional. So wird ein langer Flügel, der mit niedrigen Geschwindigkeiten wertvoll ist, ein Nachteil mit transonic Geschwindigkeiten. Wenn das Flugzeugsdesign seine Missionsprofile mit dem Extragewicht und der Kompliziertheit eines beweglichen Flügels erfüllen kann, stellt der Schwingen-Flügel eine Lösung dieses Problems zur Verfügung.

Aspekt-Verhältnis von Vogel-Flügeln

Hohe Aspekt-Verhältnis-Flügel haben an Natur Überfluss. Die meisten Vögel, die lange Entfernungen fliegen, haben Flügel des hohen Aspekt-Verhältnisses, und mit verjüngten oder elliptischen Flügelspitzen. Das ist auf hochfliegenden Vögeln wie Albatrosse und Adler besonders bemerkenswert. Im Vergleich haben Falken der Klasse Accipiter wie der eurasische Sperber Flügel des niedrigen Aspekt-Verhältnisses (und der langen Schwänze) für die Beweglichkeit.

Siehe auch

• Planform
• Benetztes Aspekt-Verhältnis

Referenzen

• Anderson, John D. II, Einführung in den Flug, die 5. Ausgabe, den McGraw-Hügel. New York, New York. Internationale Standardbuchnummer 0-07-282569-3
• Anderson, John D. II, Grundlagen der Aerodynamik, Abschnitt 5.3 (4. Ausgabe), McGraw-Hügel. New York, New York. Internationale Standardbuchnummer 0-07-295046-3
• Clancy, L.J. (1975), Aerodynamik, Pitman Publishing Limited, Londoner internationale Standardbuchnummer 0-273-01120-0
• John P. Fielding. Einführung ins Flugzeugsdesign, Universität von Cambridge Presse, internationale Standardbuchnummer 978-0-521-65722-8
• Daniel P. Raymer (1989). Flugzeugsdesign: Eine Begriffsannäherung, amerikanisches Institut für Aeronautics and Astronautics, Inc., Washington, Bezirk. Internationale Standardbuchnummer 0-930403-51-7