Hohenleitwerk bei tlberschallgeschwindigkeit

11.241 Grundsatzliches. Die Beeinflussung des Hohenleitwerkes durch die davor liegenden Flugzeugteile (Fliigel und Rumpf) ist bei Oberschallgeschwindigkeit im allgemeinen erheblich verschieden gegen – iiber dem Fall der Unterschallgeschwindigkeit. Dieser Unterschied riihrt daher, daB bei ‘Dberschallgeschwindigkeit nach Abb. 11.32 die Stromung an einem Punkt des Hohenleitwerkes nur durch diejenigen Teile des Flugzeuges beeinfluBt werden kann, welche im Vorkegel dieses Punktes liegen. Hierunter verstehen wir nach Abb. 8.37 den Machschen Kegel mit dem halben Offnungswinkel ji, der stromaufwarts von dem be – trachteten Aufpunkt liegt, und dessen Achse parallel zur Anstromungs-
richtung ist. Dabei gilt nach Gl. (8.87):

tan и — ; —

І Mai, – 1

Dieser Vorkegel schneidet aus dem Flugzeug den EinfluBbereich heraus welcher auf das Hohenleitwerk einwirkt; man vgl. hierzu Abb. 8.37. In Abb. 11.32 ist dieser EinfluBbereich des Hohenleitwerkes fur zwei ver- schiedene Mach-Zahlen eingetragen (Mach-Linien m1 bzw. m2). Mit wachsen – der Mach-Zahl wird der EinfluBbereich kleiner, d. h., es ist zu erwarten, daB mit wachsender Mach-Zahl die Beein – flussung des Hohenleitwerkes insbeson – dere durch den davor liegenden Flugel geringer wird. Ferner erkennt man aus Abb. 11.32 auch, daB der Abstand des Hohenleitwerkes vom Flugel eine uber – ragende Bedeutung fur die GroBe der Beeinflussung hat. Bei konstanter Mach-Zahl, /a = const, erfahrt das nahe hinter dem Flugel Uegende Hohenleit­werk eine geringere Beeinflussung als das weiter entfernt liegende.

Bei den Berechnungsverfahren fur

die Ermittlung des Abwindes am Ort

des Hohenleitwerkes werden gegemiber

den entsprechenden Verfahren bei in – Abb* 1132* Zur Beeinflussung des Hohen-

leitwerkes durch Fltigel und Rumpf bei

kompressibler Stromung zusatzhche tberschallgeschwindigkeit.

Gberlegungen dadurch erforderlich, daB

nach Abb. 11.32 je nach der Mach-Zahl der EinfluBbereich des Hohen­leitwerkes nur einen Teil des Flugels (mj oder den ganzen Flugel (m2) umfaBt.

Der physikahsche Charakter des Abwindfeldes, welches von einem mit Gberschallgeschwindigkeit angestromten Tragfliigel erzeugt wird, moge zunachst quahtativ an Hand von Abb. 11.33 erlautert werden. Der hier mit seiner Zirkulationsverteilung dargestellte Rechteckfliigel nach Abb. 8.57a erzeugt Abwarts – und Aufwartsgeschwindigkeiten nur in den beiden Mach-Kegeln, welche von den beiden vorderen Eckpunkten aus – gehen. Da in dem mittleren Flugelteil von der Breite b* eine rein zwei- dimensionale Stromung herrscht, welche nach Abb. 3.22 hinter dem Flugel keine Abwartsgeschwindigkeit erzeugt, so bleibt in Abb. 11.33 der dreieckige Bereichl ohne Abwind (<xw — 0). Von den dreieckigen Flachen-
stucken an den Fliigelenden, in welchen die Zirkulation abfallt, gehen vom Fliigel wie bei inkompressibler Stromung freie Wirbel nach hinten ab. Auf diese Weise ergeben sich im Bereich II hinter dem Fliigel Ab – wartsgeschwindigkeiten (ocw < 0). In den beiden Bereichen III dagegen, welche die auBeren Halften der beiden Mach-Kegel mnfassen, herrschen

Abb. 11.33. Induziertes Abwind – und Aufwindfeld in der Umgebung eines mit Oberschallgeschwindig – keit angestrdmten Rechteckfltigels (schematisch).

Abb. 11.34. Perspektivische Darstellung des induzierten Abwind- und Aufwindfeldes in der Fltigel – ebene (z = 0) hinter einem mit Oberschallgeschwindigkeit (Маоо = У2) angestrdmten Rechteck – fltigel vom Seitenverhftltnis Л = 2,5, nach [22].

Aufwartsgeschwindigkeiten (<xw > 0). In dem ganzen Bereich IV, das ist vor dem Fliigel und neben dem Fliigel auBerhalb der beiden Mach-Kegel, ist ocw = 0.

Das soeben beschriebene induzierte Geschwindigkeitsfeld, das von einem mit Uberschallgeschwindigkeit angestromten Rechteckflligel erzeugt wird, ist in Abb. 11.34 perspektivisch dargestellt.

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