Strake
Strakes sind aerodynamische Baugruppen an Flugzeugen, die die Strömung über den Tragflächen bei hohen Anstellwinkeln in Kombination mit hoher Geschwindigkeit beeinflussen. Sie bestehen in einer Verlängerung der Anströmkante der Tragfläche am Übergang zwischen Tragfläche und Rumpf. Strakes werden auch LERX genannt als Akronym von der englischen beschreibenden Bezeichnung Leading Edge Root EXtension.
Wirkungsweise
(Flugrichtung von links nach rechts)
An Flügeln kleiner Streckung, z. B. Deltaflügel und Trapezflügel an Kampfflugzeugen, löst sich die Strömung bei steigendem Anstellwinkel an der Vorderkante ab und bildet einen stabilen Vorderkantenwirbel (LEV = Leading-Edge-Vortex) über/entlang der Tragfläche. Dieser erzeugt starke Unterdrücke auf der Flügeloberseite und erhöht somit den Auftrieb. Dies führt zum sog. nichtlinearen Auftrieb.
Bei hohen Anstellwinkeln liegt der Vorderkantenwirbel nicht vollständig an der Vorderkante an, sondern „biegt“ der Hauptströmung folgend über den Flügel ab. Über dem Außenflügel entstehen so genannte Rückströmzonen. Der positive Effekt des Wirbels wirkt dann nur noch auf der Innenseite des Flügels, während die Strömung an der Außenseite zusammenbricht. Dabei verringern sich Auftrieb und Steuerwirkung.
Strakes sollen diesen Zusammenbruch der äußeren Strömung verhindern und das Wirbelsystem über der Tragfläche stabilisieren. Auf der Rumpfseite wird die Vorderkante des Hauptflügels stark gepfeilt nach vorne gezogen. Diese Verlängerung ist der Strake (LERX). Bei Anströmung mit positivem Anstellwinkel löst sich sowohl am Strake als auch an der Vorderkante des Hauptflügels je ein Wirbel ab. Der Strakewirbel verdrängt dabei den „abbiegenden“ Hauptwirbel nach außen und stabilisiert ihn über dem Außenflügel. So bleiben größere Bereiche des Flügels zur Auftriebserzeugung nutzbar und die Anströmung der Steuerflächen bleibt wirksamer.
Weitere Möglichkeiten
Neben Strakes bestehen weitere Möglichkeiten, die Strömung über der Tragfläche, v. a. über dem Außenbereich, zu stabilisieren:
- Grenzschichtzaun
- Sägezahn (Aerodynamik)
- Vortexgenerator
- Absaugen/Ausblasen der Grenzschicht
- Canardflügel
Beispiele
- Verschiedene Flugzeuge mit Strakes in der aerodynamischen Auslegung
F/A-18C mit am Rumpf nach vorne laufendem ausgeprägtem Strake.
F/A-18 bei hohem Anstellwinkel mit sichtbarer Wirbelerzeugung an den Strakes.
F-16 mit sichtbarer Wirbelerzeugung an „kleinen“ Strakes zwischen Cockpit und Flügelvorderkante.
Space Shuttle mit Strakes, die sich bis zum Cockpit nach vorne erstrecken.
Die Flügel der Concorde gehen im vorderen Bereich fließend in Strakes über.
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PACIFIC OCEAN (June 6, 2011) An F/A-18E Super Hornet assigned to Strike Fighter Squadron (VFA) 81 maneuvers over the Nimitz-class aircraft carrier USS Carl Vinson (CVN 70) during an air power demonstration. Carl Vinson and Carrier Air Wing (CVW) 17 are underway in the U.S. 3rd Fleet area of responsibility. (U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist 2nd Class James R. Evans/Released)
General Dynamics F-16 Fighting Falcon at Miramar Airshow
Strömung am Strake-(Hybrid)-Flügel. Das obere Bild stellt den abgelösten Vorderkantenwirbel am normalen Flügel ohne Strake dar. Das untere Bild stellt das Strömungssystem aus beiden Wirbeln am Strakeflügel dar. Der äußere Wirbel wird stabilisiert und liegt im äußeren Bereich des Flügels.
Technicians clad in protective suits check for any hazardous gases emanating from the Space Shuttle Discovery moments after it rolled to a stop on the main runway at Edwards Air Force Base Sept. 11. The checks are required before the crews move in for recovery operations.
A U.S. Marine Corps F/A-18C Hornet assigned to the "Red Devils" of Marine Fighter Attack Squadron 232 (VMFA-232) continues on its mission after taking fuel from an Air Force KC-135 Stratotanker in the skies near Iraq while conducting a mission in Support of Operation Iraqi Freedom.
Der letzte Flug einer Concorde, 26. November 2003. Das Flugzeug (G-BOAF) über dem Flughafen Filton auf 2000 Fuß (609,6 Meter) um einen großen Bogen über Bristol zu machen bevor sie zur letzten Landung auf der Start- und Landebahn von Filton (Bristol) ansetzt. Von hier flog sowohl sie das erste Mal 1979 als auch die erste britische Concorde 1969 ab.