Articles

Subsonische vliegtuigen

een Spitfire uit 1945 toont zijn rechte elliptische vleugel

De overspanning en de oppervlakte van een vleugel zijn beide belangrijk voor de liftkarakteristieken. Ze zijn gerelateerd aan de hoogte-breedteverhouding, die de verhouding is van de overspanning, gemeten van punt tot punt, tot het gemiddelde akkoord, gemeten van voorrand tot achterrand.

de aerodynamische efficiëntie van een vleugel wordt beschreven door zijn lift/sleepverhouding, waarbij een vleugel met een hoge lift voor weinig weerstand het meest efficiënt is. Een hogere beeldverhouding geeft een hogere lift / sleepverhouding en is dus efficiënter.

De weerstand van een vleugel bestaat uit twee componenten, de geïnduceerde weerstand, die gerelateerd is aan de productie van lift, en de profielweerstand, grotendeels veroorzaakt door de wrijving van de huid, waaraan het hele vleugelgebied bijdraagt. Het is daarom wenselijk dat een vleugel het kleinste oppervlak heeft dat compatibel is met de gewenste lifteigenschappen. Dit kan het best worden bereikt met een hoge beeldverhouding, en high-performance types hebben vaak dit soort vleugel.

maar andere overwegingen zoals licht gewicht, structurele stijfheid, manoeuvreerbaarheid, grondafhandeling enz.profiteren vaak van een kortere overspanning en, bijgevolg, een minder efficiënte vleugel. Kleine algemene luchtvaartvliegtuigen op lage hoogte hebben doorgaans een hoogte-breedteverhouding van zes of zeven, lijnvliegtuigen van 12 of meer en hoogperformante zweefvliegtuigen van 30 of meer.

bij snelheden boven het kritische Mach-getal begint de luchtstroom transonisch te worden, waarbij lokale luchtstroom op sommige plaatsen kleine sonische schokgolven veroorzaakt. Dit leidt al snel tot de schok kraam, waardoor een snelle toename van de weerstand. De vleugels van snelle subsonische vliegtuigen zoals straalvliegtuigen worden meestal geveegd om het begin van deze schokgolven te vertragen.

in theorie is de geïnduceerde weerstand minimaal wanneer de overspanningsverdeling van de lift elliptisch is. Een aantal factoren beïnvloeden de geà nduceerde weerstand, echter, en als een praktische kwestie een vleugel van elliptische planform, zoals die van de Supermarine Spitfire fighter van de Tweede Wereldoorlog, is niet noodzakelijkerwijs de meest efficiënte. De vleugels van straalvliegtuigen, die zeer geoptimaliseerd zijn voor efficiëntie, zijn verre van elliptisch van vorm.

de verhouding van het tipakkoord tot het wortelakkoord wordt de conische verhouding genoemd. Taper heeft het gewenste effect van het verminderen van de wortelbuigspanning door het verschuiven van de lift binnenboord, maar het is betoogd door een aantal bekende ontwerpers, waaronder John Thorp en Karl Bergey, dat een rechthoekige planvorm is het beste voor vliegtuigen van minder dan 6000 pond bruto gewicht.