Springen naar inhoud

Winglets aan vliegtuigvleugels


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Wimpie44

    Wimpie44


  • >250 berichten
  • 429 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 06 april 2007 - 20:22

Is er een verklaring te geven waarom de opstaande Winglets aan de uiteinden van de vleugels van vliegtuigen een verminderd brandstof verbruik veroorzaken en waarom de geluidssterkte (geproduceerd door de motoren) die gemeten wordt in de omgeving waar het vliegtuig vliegt of opstijgt/daalt lager uit zou vallen ?

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 08 april 2007 - 15:30

De lucht stroomt netjes over de vleugel heen met minimale weerstand. Echter, aan het uiteinde houdt de vleugel zomaar op, waardoor de laminaire luchtstroom over de vleugel overgaat in een turbulente luchtstroom, wat nogal wat weerstand geeft. Door de vleugel netjes af te laten buigen zal de turbulente luchtstroom vermindert worden en daarmee ook de weerstand.

Gezien winglets een vrij recente uitvinding zijn (zo'n tien jaar) zal de aerodynamica vrij complex zijn. Verder werken winglets alleen brandstofbesparend bij de wat langere vluchten.

De tweede vraag durf ik niet met zekerheid te beantwoorden, maar ikvermoed dat het vermogen dat de motor levert lager is bij een vliegtuig dat winglets heeft, omdat de luchtweerstand lager is.

Ik ben geen expert in aerodynamica, dus misschien dat iemand als shimmy mij kan aanvullen of corrigeren.
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton

#3


  • Gast

Geplaatst op 08 april 2007 - 16:28

Winglets verminderen de tipwervels. En aangezien tipwervels wel wat energie vragen om te ontstaan, zullen winglets ervoor zorgen dat er minder energie verloren gaat naar de opwekking van deze wervels.
Winglets zorgen dus voor efficientie van het energiegebruik. (en werken dus brandstofbesparend)

Over die geluidsreductie weet ik niets. Maar het kan wel zijn dat deze tipwervels voor geluidsproductie zorgen, en winglets dit dus tegengaan.


Jeroen.

#4

shimmy

    shimmy


  • >1k berichten
  • 1123 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 april 2007 - 19:57

Dat winglets bij zouden dragen aan het verminderen van geluid hoor ik voor het eerst. In de omgeving van het opstijgen zou ik zelf eerder het tegenovergestelde verwachten. Er wordt door de vleugel in die fase (rol op de baan) nog amper lift gegenereerd en het effect van de winglet op de geïnduceerde weerstand is dan ook klein. Daar staat tegen over dat het gewicht van het vliegtuig en de parasitaire weerstand wel toe zijn genomen met het plaatsen van de winglet. Het zal niet veel verschillen maar ik denk dat het gevraagde motor vermogen bij de start dus juist groter is met winglets.

#5


  • Gast

Geplaatst op 08 april 2007 - 22:10

Citaat van Wikipedia:

De blended winglets, rechtopstaande vleugeluiteinden, leveren KLM op langere afstanden een brandstofbesparing op van tussen de 2,5 en 3 procent. Ook zorgen ze ervoor dat de toestellen minder geluid produceren. Volgens KLM loont het door de steeds duurdere kerosine om te investeren in de blended winglets.

#6

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 09 april 2007 - 07:56

Boeing vermeldt het ook op zijn website:

http://www.boeing.co...f_winglets.html

En twee technische websites:

http://www.b737.org.uk/winglets.htm
http://www.mh-aeroto...ls/winglets.htm
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton

#7


  • Gast

Geplaatst op 09 april 2007 - 08:29

Winglets beschrijving op Boeing.com vermeldt ook als voordeel:

Reduce community noise by 0.5 to 2.1 EPNdB (Effective Perceived Noise Level in Decibels) on takeoff and slight improvement on approach

#8

Wimpie44

    Wimpie44


  • >250 berichten
  • 429 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 april 2007 - 08:39

Als de lift performance van een vliegtuig verbeterd, dan heb je minder stuwkracht nodig. De motoren produceren dan wat minder stuwkracht bij dezelfde lift performance. Wat minder stuwkracht, resulteert in wat minder geluid van de motoren.

#9

shimmy

    shimmy


  • >1k berichten
  • 1123 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 april 2007 - 09:58

Maar, welke performance verbeterd en waar meet je deze afname in geluid?
Uit de eerste technische link van Bart maak ik op dat waar staat verbeterde Takeof performance gedoeld wordt op de verbetering in climb performance. Maximun Takeof weight gaat omhoog op die velden die "climb limited" zijn (lage obstakels) en niet die velde die runway lengt limited zijn. Dat geloof ik ook wel omdat de klim natuurlijk de vluchtfase is waar de meeste lift wordt gevraagd. Dat betekend dus dat je tijdens de klim de keuze hebt tussen minder vermogen of sneller hoog. Beide resulteren inderdaad in minder geluid, maar dan wel voor die waarnemer die wat verder van de baan staat. Ik stel me nog steeds voor dat je bij de start zelf nog steeds meer vermogen nodig hebt om van de zelfde baan te vertrekken met winglets.
Ik weet niet of ik gelijk heb, maar ik weet wel dat als boeing zelf op zijn commerciële site een geluidsverbetering noemt dat dat dan die verbetering is in de meest gunstige meet opstelling.

#10

Wimpie44

    Wimpie44


  • >250 berichten
  • 429 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 10 april 2007 - 16:40

Als het vleugelontwerp van de B737 direct optimaal geweest zou zijn, zouden winglets niet nodig zijn. Hetzelfde geldt voor A320, A350 en A380 als voorbeeld. Een ontwerp wordt op een gegeven moment bevroren omdat je anders met een projekt niet verder kan. Later kom je er dan achter dan sommige zaken beter kunnen, en dan krijg je of ombouw-sets of een optie om dit bij een productiemodel meteen mee te nemen, of wordt het standaard in een nieuw model.

Als je een B777 van de huidige generaties van winglets zou voorzien, zou dat op de performance van de B777 niet tegoede komen, erger de performance kan slechter worden.

M.a.w. winglets zijn geen algemene manier om winst te boeken, het is een manier om iets wat niet optimaal ontworpen is, eenvoudiger aan te kunnen passen. In het uiterste geval zou je een ander vleugelontwerp moeten maken.

De winglets hebben bij een B737NG tot gevolg dat je dezelfde klim kan inzetten met minder motor vermogen. Minder motor vermogen is minder geluid, minder slijtage. Op kruishoogte kan je met minder motorvermogen dezelfde kruissnelheid aanhouden, daardoor wordt het vliegbereik dus groter.

De wervelingen bij de vleugeluiteinden kunnen afhankelijk van het vleugelontwerp meer of minder wervelingen veroorzaken. De wervelingen hebben als gevolg meer drag, er moet dus meer weerstand overwonnen worden. Door het toevoegen van de winglets neemt het gewicht van het vliegtuig toe. Het compenseren van de wervelingen heeft minder weerstand tot gevolg om dezelfde performance in horizontale vlucht, bij klimmen en in zekere mate ook bij dalen te realiseren. De betere performance betekent dus dat je hetzelfde presteert met minder motor vermogen.

De absolute waarden in dB zeggen niets over de ervaring hoe je dB's via je gehoor verwerkt. Je gehoor wekt bij 10 dB verschil de indruk dat er een verdubbeling of halvering van vermogen optreedt. Voor het gehoor is de perceptie dus 3 dB. EPNdB metingen zijn genormeerd. Het is logisch dat je in een verkoop verhaal het beste voorbeeld neemt.

#11

shimmy

    shimmy


  • >1k berichten
  • 1123 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 10 april 2007 - 17:16

De winglets hebben bij een B737NG tot gevolg dat je dezelfde klim kan inzetten met minder motor vermogen. Minder motor vermogen is minder geluid, minder slijtage.


Dat kan zo zijn, maar dan beschouw je voor wat betreft het vertrek nog steeds alleen de klim fase.
Als het vliegtuig aan het begin van de baan staat met snelheid 0 heeft hij nog geen enkel voordeel van de winglet maar al wel de extra massa. Omdat je toch op het zelfde punt van de baan af wilt roteren vraagt dit mogelijk om een hoger start vermogen.

Je kunt je wel afvragen of het toevoegen van winglets niet een verlaging van de rotatie snelheid mogelijk maakt. Met een lagere vereiste snelheid op het rotatiepunt zou er weer wat minder startvermogen worden gevraagd. In de praktijk is dit echter niet het geval of het verschil is minder dan een knoop. Dit blijkt althans zo te zijn bij een 747-400, standaard uitgevoerd met 2 winglets maar mag bij 1 ontbrekende winglet vertrekken met de zelfde V-rotatie.

Veranderd door shimmy, 10 april 2007 - 17:16


#12

Wimpie44

    Wimpie44


  • >250 berichten
  • 429 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 10 april 2007 - 20:09

citaat:

If winglets are so good, you may wonder why all 737s don’t have them. In fact 85% of all new 737s are now built with winglets, particularly the 800 and 900 series and of course all BBJs. It comes down to cost versus benefits. Winglets cost about $725,000USD and take about 1 week to install which costs an extra $25-80,000USD. Once fitted, they add 170-235kg (375-518lbs) to the weight of the aircraft, depending upon whether they were installed at production or a retrofit. The fuel cost of carrying this extra weight will take some flying time each sector to recover, although this is offset by the need to carry less fuel because of the increased range. In simple terms, if your average sector length is short (less than one hour) you wont get much the benefit from winglets - unless you need any of the other benefits such as reduced noise or you regularly operate from obstacle limited runways.

There is a small difference in rotation rate for aircraft with winglets installed and, as a result, the crew needs to be cautious of pitch rate. There is approximately a ½ unit take-off trim change between non-winglet and winglet aircraft so the green band is slightly different for winglet aircraft. Finally, the dry “maximum demonstrated” crosswind limit is slightly reduced with winglets to 34kts. According to APB this is because “the FAA will only let us document the max winds experienced during flight test... so if we had been able to find more crosswind, then the 33kts might have been more. There appears to be no weather cocking effect due to winglets.”

#13

shimmy

    shimmy


  • >1k berichten
  • 1123 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 10 april 2007 - 20:26

Ik zie niet in wat dit citaat toe voegt.
Als ik kijk naar de vet gedrukte zinnen zeg je in de eerste alinea dat het vliegtuig zwaarder wordt van winglets en dat is ook juist het uitgangspunt waar ik mijn stelling op baseer.
In de tweede alinea gaat het over de rotation rate, ofwel met hoeveel graden per seconde breng je de neus tijdens het roteren omhoog. Blijkbaar roteert de machine met winglets makkelijker hetgeen voor een vlieger die gewend is om met het zelfde type zonder winglets te vliegen het gevaar met zich mee brengt dat hij "over roteert" met een mogelijke tailstrike tot gevolg. Om dit op te lossen wordt het vliegtuig meer voorover getrimd zodat er fysiek een groter stuurkracht nodig is om de neus omhoog te trekken.
Een zuiver vliegtechnisch verhaal dus dat los staat van de performance.

#14

shimmy

    shimmy


  • >1k berichten
  • 1123 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 10 april 2007 - 20:56

Na nog eens terug lezen denk ik het misverstand te begrijpen. Ik bedoel met rotatiesnelheid: op welk moment beweegt het vliegtuig snel genoeg ten opzichte van de omringende lucht om veilig te kunnen roteren. Dat heeft directe invloed op het benodigde startvermogen omdat je beperkte baan lengte hebt.
Jouw citaat gaat over de hoeksnelheid bij rotatie, zoals gezegd heeft dat geen invloed op de performance.

#15

Wimpie44

    Wimpie44


  • >250 berichten
  • 429 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 april 2007 - 08:04

De gewichtstoename van een vliegtuig met blended winglets is relatief beperkt, tov een vliegtuig zonder. Het vleugeloppervlak dat extra draagvermogen toevoegt, neemt ook toe, de spanwijdte van het effectief dragend oppervlak van de vleugel is groter geworden. Er is een verschil tussen toestellen die af fabriek winglets gemonteerd hebben als optie of toestellen die later zijn aangepast (omgebouwd).

Bij de geluidsproductie en geluidsbelastingsmetingen gaat men uit van het geprojecteerde oppervlak dat aan een bepaalde geluidsbelasting wordt blootgesteld. Die metingen zijn genormeerd.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures