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Winglets sind die an den Enden der Tragflächen von Flugzeuge angebrachten Anbauten, die Wirbelschleppen vermindern und damit die Effizienz eines Flugzeugs steigern.

Anordnung

Boeing_737-33A_-_Air_Plus_Comet_-_001.jpg Diese zeigen entweder nach oben, wie etwa bei:

Oder sie sind nach oben und unten ausgerichtet, wie etwa bei

Oder sie sind verlängerte, horizontal gepfeilte Flügelspitzen: R54e.jpg

Funktion und Aufgabe

Boeing 747 Flügel.jpg mit "klassischem" (eckigem) Winglet]] An der Tragflächenhinterkante bilden sich Wirbel, da Luft von der Unterseite der Tragflächen, wo Überdruck vorliegt, um die Tragflächenenden herum nach oben fließt, wo Unterdruck herrscht. Die Wirbel sind an der Flügelspitze am stärksten und rollen sich (je nach Flugzustand) zu einem mehr oder weniger starken Randwirbel auf. Die Wirbel induzieren am Ort des Flügels eine Abwärtsgeschwindigkeit, wodurch der induzierte Luftwiderstand entsteht. Winglets reduzieren nun den Einfluss dieser Wirbel, indem sie den Randwirbel zerteilen (ein Teil geht am Flügel-Winglet-Übergang ab, ein Teil an der Wingletspitze) und durch ihre Profilgebung nach außen ablenken. Die Gesamtstärke der Wirbel bleibt dabei gleich. Winglets sollen damit den Treibstoffverbrauch zwischen 5 und 10 Prozent senken.

Zusätzlich verringern Winglets die Abrissgeschwindigkeit, also die Geschwindigkeit, die mindestens vorhanden sein muss, um einen für das Flugzeug nutzbaren Auftrieb an der Tragfläche zu erzeugen.

Winglets müssen für jedes Flugzeug unter Berücksichtigung der Flügelfläche und der voraussichtlichen Fluggeschwindigkeiten angepasst werden. Zum Beispiel entwickelt die zusätzliche umströmte Fläche bei hohen Geschwindigkeiten mehr zusätzlichen Reibungs- und Druckwiderstand, als sie an induziertem Luftwiderstand einspart.

Geschichtliches

Auch wenn der Eindruck entsteht, dass Winglets eine moderne Erfindung sind, so gab es bereits vor dem zweiten Weltkrieg Fluggeräte mit ähnlichen Flügelendstücken. Die Grundidee der Winglets wurde sogar schon 1897 patentiert. Im Gegensatz zu diesen ursprünglichen Endscheiben an den Flügeln besitzen heutige Winglets spezielle Profile, was den Effekt deutlich verbessert.

Ursprung und Form

Auch wenn sie anders aussehen, sind Winglets von den Flügelspitzen der Vögel abgeschaut. Lange Schwungfedern (Welche auf diesem Foto sehr gut zu erkennen sind), die fächerförming und in der Höhe gestaffelt gespreizt werden, sorgen bei Vögeln für bessere aerodynamische Eigenschaften. Versuche haben ergeben, dass schlaufenförmige Tragflächenenden, so genannte Spiroids, eine weitere Treibstoffersparnis von bis zu 10 % ermöglichen.

Die bislang größten Winglets finden sich bei der Boeing 737-800 mit 2,40 Metern Höhe.

Kritische Betrachtung

Relativ unumstritten ist die Meinung unter Aerodynamikern, dass ein optimal entwickelter Flügel keine Winglets benötigt. Dies wird zum Beispiel dadurch gestützt, dass Winglets oft an bestehenden Flugzeugen in späteren Versionen nachgerüstet werden, um die sich nicht mehr auf dem neuesten Stand befindliche Aerodynamik des Flügels aufzuwerten. (Z.B. B737-600/700/800/900, B747-400)

Eine andere kritische Anmerkung: Die durch das Winglet erzeuge Erhöhung der Streckung des Flügles kann als direkter Grund für den verringerten induzierten Widerstand angesehen werden. Daher hätte auch stattdessen beim Entwurf die Streckung des Flügels erhöht werden können.

Weblinks

Aerodynamik | Luftfahrttechnik

Winglet | Ailerette | ウィングレット | Sayap lawi | Winglet

 

This article is licensed under the GNU Free Documentation License. It uses material from the "Winglet".

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