نقش وینگلت در طراحی هواپیما

وینگلت یا به انگلیسی Winglet به بخش انتهایی بال هواپیما گفته می شود که بصورت عمودی به سمت بالا و یا در بعضی موارد به هر دو سمت بالا یا پایین کشیده می شود گفته می شود. 5 درصد انتهایی ریشه بال هواپیما نقطه کور به حساب می آید که باعث ایجاد اغتشاش و گرداب می شود.

مهمترین تاثیر مکانیزم وینگلت کاهش جریان های گردابه ای نوک بال و در نتیجه نیروی پسا است اما برای درک بهتر قبل از توضیحات بیشتر بهتر هست که درباره گرداب یا vortices بروی بال صحبت کنیم.

گرداب:
به تصویر زیر دقت کنید

به حلقه های هوایی که می بینید گرداب گفته میشه که در بحث وینگلت ما درباره گرداب بروی بال صحبت می کنیم نه توسط موتور.

بال های هواپیما که باعث به پرواز در آمدن هواپیما و ایجاد نیروی لیفت می شوند خودشون هم نیز در بعضی موارد باعث ایجاد نیروی درگ نیز می شوند. زمانی که هواپیما در حال اوج گیری یا حرکت با زاویه حمله مثبت می باشد دو نوع فشار مختلف روی بال ایجاد می شود.

در قسمت بالای سطح بال فشاری کم تر از فشار اتمسفر قرار دارد و در قسمت پایین بال هواپیما فشاری معادل یا بیشتر از اتمسفر وجود دارد و به دلیل اینکه جریان هوا همیشه از سمت فشار زیاد به فشار کم حرکت می کند باعث به پرواز در آمدن هواپیما می شود.

در همین زمان جریان هوا تمایل داره که به سمت بدنه متمایل شود و از انتهای بال نیز خارج شود علاوه بر این همین حرکت هوا از پایین به سمت بالا باعث ساخته شدن یک تونل یا گردابه می شود که در انتهای بال قرار میگیرد. این تونل یا گردابه زمانی که زاویه حمله افزایش پیدا می کند قدرت و شدت آنها نیز بیشتر می شود.

در حالت معمول نیروی درگی که توسط آنها ساخته می شود کم هست.

 
وینگلت:

ناسا طبق آزمایشی هایی که انجام داد در دهه 80 دست به طراحی وینگلت زد و از سال 2008 وینگلت به هواپیما های مسافربری نیز سرایت کرد و شرکت ها در طراحی های خود از آن استفاده کردند.

وینگلت ها در واقع بال های کوچکی هستند که در انتهای ریشه بال قرار میگیرند و نیروی لیفت کمی تولید می کنند. البته خیلی کوچک نیستن برای مثال وینگلت های ایرباس 380 حدود 4/7 متر می باشند.

وینگلت ها جریان هوای حلقوی یا همان گردابه ای که دور انتهای بال ایجاد می شود را به سمت بدنه هدایت می کند و از ایجاد نیروی درگ جلوگیری می کند که به مصرف سوخت تا 3 درصد کمک می کند و البته توجه داشته باشید که 3 درصد مصرف سوخت قابل توجه هست.

همچنین وینگلت باعث کمتر شدن میزان توربولانس و تکان های هواپیما هم می شود.

وینگلت های جدید بوئینگ 737MAX مصرف سوخت را تا 1.8 درصد نسبت به وینگلت های معمول بهبود داده است

طرحی هوشمندانه ای که در اواسط سال 2012 برای نخستین بار رونمایی شد . این سری از بالک های جدید رادیکال موسوم به Split-Tip Scimitar که طرح آن از آگوست 2011 مطرح بوده و پس از انجام آزمایشات مربوط به تونل باد معرفی شد ، تا حدودی مشابه بالک های استفاده شده در هواپیمای مکدانل داگلاس MD-12 می باشد . استفاده از این بالک ها در هواپیمای بوئینگ 737 مکس علاوه بر کاهش وزن و بهبود عملکرد بال ، موجب کاهش 5/1 درصدی مصرف سوخت گردیده است.

برتری حاصل از استفاده از این بالک ها کاملا وابسته به طول مسیر طی شده در پرواز می باشد ؛ به طوری که این بهبود و بهینه سازی موثر بر مصرف سوخت در یک پرواز 500 ناتیکال مایلی به میزان 1 درصد (در سرعت 790 ماخ و با 162 مسافر) و در یک پرواز 3000 ناتیکال مایلی به میزان 81 درصد (با همان شرایط) خواهد بود . گفتنی ست که این بالک ها در صورت سفارش مشتری ، قابل نصب و استفاده در 800-737 های نسل جدید می باشند .