Feder-inspirierte Flugzeugklappen könnten die Flugleistung verbessern

Flugzeuggefieder könnte das nächste große Ding in der Luftfahrt sein. Vogelflügel sind mit überlappenden Reihen von federigen Büscheln konturiert, die sich von der Nähe der Schulter ausbreiten. Diese "Deckfedern" helfen Vögeln, sich durch die Luft zu manövrieren. Sie könnten auch die Leistung von Flugzeugen verbessern. Das Auskleiden von Flugzeugflügeln mit Reihen leichter Klappen, die Deckfedern nachahmen, kann den Auftrieb erhöhen, den Luftwiderstand verringern und ein Abreißen verhindern, berichten Forscher am 28. Oktober in den Proceedings of the National Academy of Sciences. Helfen Sie uns, indem Sie an unserer 15-Fragen-Leserbefragung teilnehmen. Viele Flugzeuge haben bereits Klappen und Spoiler an ihren Flügeln. Aber im Gegensatz zu diesen Komponenten würden sich die bioinspirierten Klappen passiv ausfahren, wenn die Flügel auf einen hohen Anströmwinkel von Luft treffen, ein Szenario, das als hoher Anstellwinkel bekannt ist. "Sie werden nicht von einem Motor oder einem hydraulischen Aktuator gesteuert", sagt die Ingenieurin Aimy Wissa von der Princeton University. "Und außerdem sind sie überall auf den Flügeln, nicht nur hinten oder vorne." In Windkanalexperimenten untersuchten Wissa und ihre Kollegen, wie mehrere Reihen von Klappen den Luftstrom um Profile beeinflussten. Sie stellten fest, dass die Klappen den Luftstrom auf zwei Arten beeinflussten. Klappen, die nahe am vorderen Teil eines Profils platziert waren, halfen dabei, den Luftstrom um es näher am Flügel zu halten, was den Auftrieb verbesserte und den Luftwiderstand verringerte. Das Hinzufügen weiterer Klappenreihen verstärkte den Effekt. Sie stellten auch fest, dass das Installieren einer einzigen Klappenreihe in der Nähe des hinteren Teils eines Profils verhinderte, dass Hochdruckluft in der Nähe des hinteren Randes zum Flügel vorrückte. Das ist wichtig, weil in diesem Bereich ein Unterdruck benötigt wird, um Auftrieb zu erzeugen. Das Team von Wissa stellte fest, dass das Hinzufügen von fünf Klappenreihen zu Profilen den Auftrieb um bis zu 45 Prozent verbesserte und den Luftwiderstand um 31 Prozent verringerte. Nachfolgende Tests mit ferngesteuerten Flugzeugen zeigten auch, dass die Klappen das Abreißen minderten, ein Phänomen, das einen plötzlichen Auftriebsverlust bei hohen Anstellwinkeln beinhaltet, und den Anstellwinkelbereich des Flugzeugs um 9 Prozent erweiterte. Die Klappen verbesserten auch die Flugstabilität, merkt Wissa an. Dieser erweiterte Bereich könnte besonders hilfreich sein beim Fliegen durch starke Böen oder bei sehr kurzen Landungen auf Landebahnen. Ohne die Klappen könnten Sie solche Manöver nicht sicher abschließen, sagt Wissa. "Aber jetzt können Sie."