Ja bitte. Was sagt die NASA über Winglets? Zum Beispiel, was quantifiziert die mathematische Gleichung Cd = Cdo + Cdi? Schließlich erläutere den Luftwiderstandskoeffizienten weiter anhand von Informationen aus Quellen der NASA-Website. Danke.
Was ist ein Winglet? Der Begriff "Winglet" wurde früher verwendet, um eine zusätzliche Auftriebsfläche an einem Flugzeug zu beschreiben. Es ist im Wesentlichen der biegsame Teil am Ende des Flügels.

Laut Wikipedia sollen Flügelspitzenvorrichtungen die Effizienz von Starrflügelflugzeugen durch Verringerung des Widerstands verbessern.
Die nach oben und außen gerichteten Winkel sowie die Größe und Form sind entscheidend für die richtige Leistung und sind in jeder Anwendung einzigartig.

Gibt es noch etwas, das du über Winglets wissen möchtest?
Die NASA hat umfangreiche Informationen über die Faktoren bereitgestellt, die den Luftwiderstand eines Flugzeugs beeinflussen, einschließlich des Luftwiderstandskoeffizienten, der die Menge an Widerstand quantifiziert, die von einem Objekt erzeugt wird. Die Luftwiderstandsgleichung besagt, dass der Widerstand (D) gleich dem Luftwiderstandskoeffizienten (Cd) multipliziert mit der Dichte der Luft (r) multipliziert mit der Hälfte des Quadrats der Geschwindigkeit (V) multipliziert mit der Flügelfläche (A) ist. Der Luftwiderstandskoeffizient besteht aus zwei Teilen: einem Grundluftwiderstandskoeffizienten, der die Auswirkungen von Hautreibung und Form enthält, und einem zusätzlichen Luftwiderstandskoeffizienten, der mit dem Auftrieb des Flugzeugs zusammenhängt und als induzierter Widerstand bezeichnet wird. Der induzierte Widerstandskoeffizient (Cdi) ist gleich dem Quadrat des Auftriebskoeffizienten (Cl) geteilt durch die Größe: pi (3.14159) mal das Streckungsverhältnis (AR) mal einen Effizienzfaktor (e). Das Streckungsverhältnis ist das Verhältnis des Quadrats der Spannweite zur Flügelfläche. Lange schmale Flügel haben einen niedrigen induzierten Widerstand, während Flügel mit elliptischer Form auch einen niedrigeren induzierten Widerstand als rechteckige Flügel haben, wie im Effizienzfaktor in der Gleichung für den induzierten Widerstand ausgedrückt. Der Wert des Effizienzfaktors beträgt 1,0 für einen elliptischen Flügel und eine kleinere Zahl für jede andere Flügelform, wobei für einen rechteckigen Flügel ein Wert von etwa 0,7 gilt. 

Die Wright-Brüder, die das erste motorisierte Flugzeug entworfen und gebaut haben, haben auf die harte Tour gelernt, was induzierter Widerstand bedeutet. Nach ihren ersten Gleitflügen im Jahr 1900 wussten sie, dass sie die Größe ihrer Flügel vergrößern mussten, um einen Flug bei vernünftigen Winden zu ermöglichen. Für das Flugzeug von 1901 erhöhten sie die Profiltiefe des Flügels, hielten die Spannweite jedoch nahezu gleich, was zu einem Flügel mit einem Streckungsverhältnis von 3,0 und einem hohen induzierten Widerstand führte. Die Brüder hatten mathematische Vorhersagen über die Leistung ihres Flugzeugs gemacht, aber das Flugzeug von 1901 erfüllte ihre Reichweitenprognosen nicht aufgrund eines geringeren als erwarteten Auftriebs und eines höheren als erwarteten Widerstands. Im Winter begannen sie mit Hilfe ihres Windkanals zu verstehen, welche Rolle der induzierte Widerstand für die schlechte Leistung ihres Flugzeugs spielte. Sie entwarfen dann den Flügel des Flugzeugs von 1902 mit größerer Spannweite und geringerer Profiltiefe als das Flugzeug von 1901 und änderten das Streckungsverhältnis auf 6,0 bei nahezu gleicher Flügelfläche. Durch Verdoppelung des Streckungsverhältnisses halbierten die Brüder den induzierten Widerstand. Das Flugzeug von 1902 konnte ihre Leistungsziele erreichen und sie konnten Gleitflüge von über 650 Fuß erreichen.

Die NASA hat auch Informationen über Winglets bereitgestellt, die vertikale Erweiterungen der Flügelspitzen sind und die Kraftstoffeffizienz und Reichweite eines Flugzeugs verbessern. Winglets reduzieren den aerodynamischen Widerstand, der mit Wirbeln verbunden ist, die sich an den Flügelspitzen bilden, während das Flugzeug durch die Luft bewegt wird. Durch die Verringerung des Flügelspitzenwiderstands sinkt der Kraftstoffverbrauch und die Reichweite wird verlängert. Winglets sind als kleine Tragflächen ausgelegt und werden bei Flugzeugen aller Arten und Größen eingesetzt, von Einpersonensegelgleitern und Ultraleichtflugzeugen bis hin zu globalen Jumbojets. Einige Flugzeuge sind mit eleganten nach oben gebogenen Winglets konstruiert und hergestellt, die nahtlos in die äußeren Flügelabschnitte übergehen, während nachträglich angebrachte Winglets auch für viele Arten von Flugzeugen maßgefertigt werden. Die Idee der Winglets stammt von einem britischen Aerodynamiker aus dem späten 19. Jahrhundert, blieb jedoch bis Anfang der 1970er Jahre, als der Preis für Flugbenzin stark anstieg, auf dem Reißbrett liegen. Die NASA hat Winglets intensiv untersucht, um den induzierten Widerstand bei Verkehrsflugzeugen zu verringern, und sie sind jetzt eines der erfolgreichsten Beispiele für eine von der NASA entwickelte Innovation in der Luftfahrt, die weltweit bei allen Arten von Flugzeugen eingesetzt wird.


Quellen:

* https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/winglets/

* https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/induced-drag-coefficient/

* https://www.nasa.gov/centers/dryden/about/Organizations/Technology/Facts/TF-2004-15-DFRC.html

* https://wright.grc.nasa.gov/airplane/drageq.html

* https://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12////airplane/winglets.html