Vinglet

Vinglet on lisatiivake, mis on sobitatud lennuki jäiga kandepinna otstele kuni 90° nurga all ja mis vähendab tiiva induktiivset õhutakistust. Vingletid tiivaotstel aitavad allahelikiirusel lendamisel vähendada mootorlennuki kütusekulu, parandada purilennuki aerodünaamilist väärtust (lauglemissuhet) ning stabiliseerida külgpüsivust. Vingleti ülesanne on takistada tiivaotsa ümber tekkiva õhu voolu. Lennuki lendamise käigus voolab tiiva all olev kõrgema rõhuga õhk tiivaotsa peal asuva madalama rõhuga pinna suunas. Selle tulemusena tekib õhusõiduki edasiliikumisest põhjustatud keeris. Vinglet aitab nendest keeristest põhjustatud õhutakistust vähendada. Samas parandab ta õhusõiduki tõste- ja tõmbejõu suhet, mis suurendab kütuse tõhusust mootoriga õhusõidukitel ja suurendab maastikulennu kiirust purilennukitel. Lennuk tekitab lennates tiiva abil tõstejõu, kuid see tekitab ka õhutakistust. See õhutakistus on põhjustatud tiiva taha tekkivast kahest keerduvast õhuliikumisest. Seda tüüpi takistust nimetatakse "induktiiv-" või "keeris-" õhutakistuseks ja see võib moodustada suure osa lennuki õhutakistusest, eriti õhkutõusmise ajal. Vähendades õhutakistust, aitab vinglet suurendada lennuki tõhusust ja vähendada selle kütusekulu. Pärast esimest edukat lendu hakati mõtlema, kuidas lennuki tiibu veelgi paremaks muuta. 1897. aastal tuli Frederick W. Lanchester välja ideega muuta lennuki tiivad tõhusamaks, lisades tiiva otsa spetsiaalse plaadi. Ta arvas, et see plaat aitaks vähendada tiiva õhutakistust lennuki aeglasemal lendamisel. M. M. Munk 1921. aastal ning T. von Karman, J. M. Burgers ja W. Mangler 1930. aastatel tegid teoreetilisi uuringuid samal teemal. 1962. aastal patenteeris C. D. Cone mitteplanaarsed tiivad ning J.L. Laundry ja P.B.S. Lissaman avaldasid 1968. aastal teemakohase töö. 1970. aastate alguses Richard T. Whitcomb NASA-st projekteeris suure külgsuhtega kavandatud mitteplanaarsed tiivaotsad ja katsetas neid, mida nimetatakse vinglettideks. Ta leidis, et vingletid vähendasid õhutakistust umbes 20 protsendi võrra ning parandasid tõste- ja tõmbejõu suhet 9 protsendini võrreldes sirge tiiva jätkuga. Peagi võeti need kasutusele mitmetes lennukites, seahulgas Rutani VariEze ja Learjet 28/29. Boeing 747-400 vingletil on madalam dihedraalne nurk kui Whitcombi vingletil ning sellest ajast alates on eri tüüpi vertikaalseid, kallutatud ja horisontaalseid tiivaotste pikendusi kasutatud äri- ja sõjalennukitel. Tiivaotsade seadmed vähendavad õhutakistust, mille tulemusel suureneb õhusõiduki tõhusus ja väheneb kütusekulu. Kütusesäästu ulatus sõltub lennuprofiilist, kuid kaubanduslikud kogemused vinglettide ümberehitustega erinevatel mudelitel näitavad, et kütuse kokkuhoid on vahemikus 1,5–6 protsenti. See vähendab otseselt ka lennufirmade tegevuskulusid. C. J. Bargsten and M. T. Gibson, NASA innovation in aeronautics: select technologies that have shaped modern aviation. in NASA technical memorandum. National Aeronautics and Space Administration, NASA Headquarters, 2011. Accessed: Apr. 09, 2023. [Online]. Available: https://lf5422.files.wordpress.com/2011/11/nasa_innovation_in_aeronautics.pdf National Research Council, Assessment of Wingtip Modifications to Increase the Fuel Efficiency of Air Force Aircraft. Washington, D.C.: National Academies Press, 2007. Accessed: Apr. 09, 2023. doi: 10.17226/11839. R. T. Whitcomb, ‘A design approach and selected wind tunnel results at high subsonic speeds for wing-tip mounted winglets’, L–10908, Jul. 1976. Accessed: Mar. 23, 2023. [Online]. Available: https://ntrs.nasa.gov/citations/19760019075