Turbulator

Vortexgenerator beim BAE Harrier

Ein Turbulator oder Turbulenz- oder Vortexgenerator bezeichnet in der Aerodynamik eine kleine, künstlich aufgebrachte Oberflächenstörung, die einem drohenden Strömungsabriss kontrolliert vorbeugen soll. Sie sind zumeist auf der Tragflächenoberseite von Flugzeugen zu finden.

Astir CS mit Zackenband an der Flügelunterseite

Löst sich eine Strömung von der Oberfläche ab, reicht im Allgemeinen ihr Energiegehalt nicht mehr aus, um gegen den vorliegenden Druck anzuströmen. Rein laminare Strömung besitzt auf Grund ihrer parallelen Strömungsfilamente nicht die Möglichkeit, Energie aus der freien Anströmung aufzunehmen, sondern nur Energie abzugeben. Nach einer gewissen laminaren Laufstrecke beginnt diese Strömungsform daher aus Energiemangel langsam instabil zu werden; es entstehen innerhalb der Strömung stärker werdende Schwingungen, bis die Strömung mehr oder weniger plötzlich turbulent wird.

In diesem turbulenten Zustand ist die Strömung auch wieder in der Lage, Energie aus der freien Anströmung aufzunehmen und so gegen größere Drücke anzuströmen.

Turbulatoren sind daher kleine, künstlich aufgebrachte Oberflächenstörungen, welche meistens die laminare (Grenzschicht-)Strömung turbulent machen sollen, um einer drohenden Ablösung vorzubeugen. Eingesetzt werden sie beispielsweise vor Querrudern bei Segelflugzeugen. Ebenso kann durch Turbulatoren auch bei bereits turbulenten Strömungen zusätzliche Energie aus der freien Anströmung in die Grenzschicht transportiert werden, um z.B. Ablösungen vor Querrudern bei Verkehrsflugzeugen zu verhindern.

Es kann sich hierbei um bewusst aufgebrachte Stolperdrähte, Blechecken oder vieles anderes mehr handeln. Da sie dazu bis in die freie Strömung herausragen müssen, ist ihre Höhe von der Dicke der Grenzschicht abhängig und es muss immer ein gewisser Zuwachs des Reibungswiderstands in Kauf genommen werden. Eine weitere Möglichkeit, die Grenzschichtströmung zum Umschlagen zu bringen, ist der Ausblasturbulator. Das ist eine Reihe von feinen Bohrungen, durch die Luft quer zur Strömungsrichtung in die Grenzschicht eingeblasen wird.

Weitere Möglichkeiten

Turbulator in Form eines Blechwinkels auf der Nase eines Rennwagens von 1970

Neben Vortexgeneratoren bestehen weitere Möglichkeiten, die Strömung über der Tragfläche bzw. der Außenhaut zu stabilisieren:

• Sägezahn (Aerodynamik)
• Grenzschichtzaun
• Absaugen/Ausblasen der Grenzschicht
• Vortex Wirbelrohr Schaltschrank Kühler
• Strake
• Canardflügel