Der Winkel zwischen einer gewählten Referenzlinie am Flügel (häufig Viertel-Sehne oder Vorderkante) und einer Linie senkrecht zur Längs- oder Querachse des Flugzeugs, verwendet zur Beschreibung der Pfeilung; positive Pfeilung bedeutet in der Regel, dass die Hinterkante gegenüber der Wurzel nach hinten versetzt ist.

Prinzip

Durch Pfeilung wird die Komponente der Anströmgeschwindigkeit normal zur Flügelkante reduziert, wodurch das Auftreten von Kompressibilitätseffekten (kritische Mach-Zahl) und die Bildung von Stauchungsstößen im Transsonischen verzögert werden, gleichzeitig entsteht eine spanwise Strömung, die Ablöseverhalten und Auftriebsverteilung beeinflusst.

Demonstration

Transsonische Verkehrsflugzeuge nutzen moderate bis hohe Pfeilung, um die kritische Mach-Zahl zu erhöhen und eine effiziente Reise nahe dem Transsonischen zu ermöglichen; Pfeilung verursacht jedoch spanwise Strömung, die ohne Maßnahmen wie Verwindung, Washout oder Wing-Fences zu Tip-Stall führen kann.

Fehlanwendung

Die Annahme, Pfeilung senke immer den Widerstand; bei niedrigen Geschwindigkeiten kann Pfeilung die Auftriebsverteilung verschlechtern und spanwise Strömungsverluste erhöhen; zudem führt die Verwechslung der Referenzlinie (Vorderkante vs Viertel-Sehne) zu falschen aerodynamischen und geometrischen Vergleichen.

Konsequenz

Angemessene Pfeilung ermöglicht höhere Reisegeschwindigkeiten durch Beherrschung des transsonischen Wellenwiderstands, erfordert jedoch konstruktive Maßnahmen zur Beherrschung spanwise Strömung, verändert Steuerkräfte und bringt strukturelle Anforderungen in Bezug auf Biegung und Torsion mit sich.

Umkehrung

Vorwärtsgepfeilte Flügel (negative Pfeilung) können Auftriebsverteilung und Manövrierfähigkeit bei hohen Anstellwinkeln verbessern, erhöhen jedoch das Risiko der aeroelastischen Divergenz und erschweren die Kontrolle infolge nach innen gerichteter spanwise Strömung.

Abgrenzung

Definiert für konventionelle Planformflügel und abhängig von der gewählten Referenzlinie; der aerodynamische Nutzen nimmt bei stark verjüngten oder Delta-Planformen ab, und Pfeilung interagiert stark mit Mach-Zahl, Streckung und Dicke-zu-Sehnen-Verhältnis.

Semantische Spannung

Wechselwirkt und kann im Widerspruch zu Dihedral-, Verjüngungs- und Streckungszielen stehen: Pfeilung verbessert transsonisches Verhalten, kann jedoch das Verhalten bei niedrigen Geschwindigkeiten verschlechtern, während Dihedral und Verjüngung zur Einstellung der lateralen Stabilität und Auftriebsverteilung eingesetzt werden.

Synthese

Der Pfeilungswinkel ist ein geometrisches Gestaltungsmerkmal, das zwischen transsonischer Leistungsfähigkeit und Nieder-geschwindigkeits-/Handlingeigenschaften vermittelt: Er verzögert Kompressibilitätseffekte und Wellenwiderstand bei Geschwindigkeit, bringt jedoch spanwise Strömung und strukturelle Kompromisse mit sich, die durch aerodynamische und aeroelastische Maßnahmen zu beherrschen sind.