Winglets sind die an den Enden der Tragflächen von Flugzeuge angebrachten Anbauten, die Wirbelschleppen vermindern und damit die Effizienz eines Flugzeugs steigern.
Anordnung
Diese zeigen entweder nach oben, wie etwa bei:
- Airbus A330, Airbus A340 oder Airbus A350
- Boeing 727-200 (nachrüstbar), 737NG (nicht serienmäßig, bei 737-600 und 737-900 nicht verfügbar), Boeing BBJ, Boeing 757 (nachrüstbar, bis jetzt nur bei Continental Airlines und Icelandair), Boeing 747-400 und Boeing 787-3 (werden von Boeing wegen ihres fließenden Übergangs Blended Winglets genannt, bis auf die der Boeing 727 und 747, welches klassische "eckige" Winglets sind)
- Bombardier CRJ
- Embraer ERJ 170/175/190/195
- Tupolew Tu-204, Tupolew Tu-214 und Tupolew Tu-334
- Iljuschin Il-96.
Oder sie sind nach oben und unten ausgerichtet, wie etwa bei
- der Airbus A320-Familie, Airbus A300-600R, Airbus A310-300 oder Airbus A380 (werden von Airbus wegen ihrer relativ geringen Größe Wingtips genannt, wobei das korrekt übersetzt einfach Flügelspitze heißt)
- McDonnell-Douglas MD-11.
Oder sie sind verlängerte, horizontal gepfeilte Flügelspitzen:
- Boeing 767-400, Boeing 777-200LR, Boeing 777-300ER, Boeing 747-8, Boeing 787-8, 787-9 und 787-10 und Boeing 737-800 P8-A (diese horizontal gebogene Flügelendstücke werden von Boeing Raked Wingtips genannt)
- Fairchild-Dornier 728 Envoy 7.
Auch wenn der Eindruck entsteht, dass Winglets eine moderne Erfindung sind, so gab es bereits vor dem zweiten Weltkrieg Fluggeräte mit ähnlichen Winglets. Die Grundidee der Winglets wurde sogar schon 1897 patentiert. Im Gegensatz zu diesen ursprünglichen Endscheiben an den Flügeln besitzen heutige Winglets spezielle Profile, was den Effekt deutlich verbessert.
Funktion und Aufgabe
An der Tragflächenhinterkante bilden sich Wirbel, da Luft von der Unterseite der Tragflächen, wo Überdruck vorliegt, um die Tragflächenenden herum nach oben fließt, wo Unterdruck herrscht. Die Wirbel sind an der Flügelspitze am stärksten und rollen sich (je nach Flugzustand) zu einem mehr oder weniger starken Randwirbel auf. Die Wirbel induzieren am Ort des Flügels eine Abwärtsgeschwindigkeit, wodurch der induzierte Luftwiderstand entsteht. Winglets reduzieren nun den Einfluss dieser Wirbel, indem sie den Randwirbel zerteilen (ein Teil geht am Flügel-Winglet-Übergang ab, ein Teil an der Wingletspitze) und durch ihre Profilgebung nach außen ablenken. Die Gesamtstärke der Wirbel bleibt dabei gleich. Winglets sollen damit den Treibstoffverbrauch zwischen 5 und 10 Prozent senken.
Zusätzlich verringern Winglets die Abrissgeschwindigkeit, also die Geschwindigkeit, die mindestens vorhanden sein muss, um einen für das Flugzeug nutzbaren Auftrieb an der Tragfläche zu erzeugen.
Winglets müssen für jedes Flugzeug unter Berücksichtigung der Flügelfläche und der voraussichtlichen Fluggeschwindigkeiten angepasst werden. Zum Beispiel entwickelt die zusätzliche umströmte Fläche bei hohen Geschwindigkeiten mehr zusätzlichen Reibungs- und Druckwiderstand, als sie an induziertem Luftwiderstand einspart.
Ursprung und Form
Auch wenn sie anders aussehen, sind Winglets von den Flügelspitzen der Vögel abgeschaut. Lange Schwungfedern, die fächerförming und in der Höhe gestaffelt gespreizt werden, sorgen bei Vögeln für bessere aerodynamische Eigenschaften. Versuche haben ergeben, dass schlaufenförmige Tragflächenenden, so genannte Spiroids, eine weitere Treibstoffersparnis von bis zu 10 % ermöglichen.
Die bislang größten Winglets finden sich bei der Boeing 737-800 mit 2,40 Metern Höhe.
Kritische Betrachtung
Weblinks
- b737.org.uk Skizze des Luftstroms mit und ohne Winglets
- mandhsoaring.com (PDF) sehr detaillierte Erklärung (englisch; 136 KB)
- Verminderung des induzierten Strömungswiderstandes nach dem Vorbild der Natur
