Aerodynamik eines klappenden Flügels mit Schlagabweichung im Vorwärtsflug

In dieser Arbeit haben wir numerisch die Auswirkungen der Schlagabweichung auf die aerodynamische Leistung des dreidimensionalen klappenden Flügels im Vorwärtsflug bei einer niedrigen Reynolds-Zahl untersucht. Sechs Abweichungsbewegungsmuster mit unterschiedlichen Amplituden der Schlagabweichung wurden analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die verschiedenen Muster einen erheblichen Einfluss auf die aerodynamischen Kräfte des klappenden Flügels ausüben, wobei der Effekt bei höheren Werten der Abweichungsamplitude deutlicher ausgeprägt ist. Bei den meisten Mustern verbessert die Schlagabweichung entweder einseitig den Auftrieb oder die Schubleistung. Der maximale Auftrieb und Schub des Flügels mit Abweichungsbewegung kann 37 % bzw. 35 % größer sein als der des Flügels ohne Abweichungsbewegung. Eine detaillierte Analyse typischer Strömungsmerkmale unterstreicht die entscheidende Rolle der Abweichungsbewegung bei der Erzeugung aerodynamischer Kräfte. Schließlich werden zwei künstlich geschaffene innovative Abweichungsbewegungsmuster vorgeschlagen, die eine außergewöhnliche Fähigkeit aufweisen, den Schub um bis zu 123 % zu erhöhen oder die umfassende aerodynamische Leistung erheblich zu verbessern. Diese Ergebnisse bilden eine theoretische Grundlage für die Gestaltung von Hochleistungs-Mikro-Luftfahrzeugen mit klappenden Flügeln.