Winglet

Ein Winglet ist eine kleine, senkrecht oder schräg angebrachte Finne an der Flügelspitze, üblicherweise 4 bis 10 Fuß hoch je nach Flugzeugtyp. Es funktioniert, indem es den Flügelspitzenstrudel unterbricht, den rotierenden Luftwirbel, der entsteht, wenn Hochdruckluft unter dem Flügel um die Spitze herum zum Niederdruckbereich oben strömt. Dieser Strudel kostet Treibstoff. Das Winglet leitet die Luftströmung um und schwächt den Strudel, wodurch der induzierte Widerstand unter typischen Reiseflugbedingungen um 4 bis 6 Prozent sinkt. Das führt direkt zu niedrigerem Treibstoffverbrauch und größerer Reichweite.

Winglets gibt es in mehreren Ausführungen. Das klassische Winglet steht nahezu senkrecht; gekrümmte Winglets haben eine sanfte Kurve von der Flügeloberfläche zur Spitzenvorrichtung; Sharklets verbinden Winglets mit dem Rumpf; Split-Scimitar-Winglets teilen die Luftströmung zwischen Ober- und Unterseite; klappbare Winglets sind nach unten schwenkbar für Bodenlagerung an Gates. Jede Variante optimiert die Wirbelwechselwirkung unterschiedlich. Bei Turboprop-Flugzeugen sind die Gewinne oft geringer als bei Düsenflugzeugen, da der Propellerstrahl die Flügelspitzenströmung bereits aufwirbelt.

Die Montage erfordert gründliche Strukturanalyse. Das Winglet fügt Gewicht hinzu, üblicherweise 200 bis 400 Pfund pro Flugzeug, und erhöht das Flügelbiegemoment an der Wurzel, für das die Flügelstruktur ausgelegt oder verstärkt sein muss. Wartungsleute inspizieren Winglets auf Risse, Korrosion und Beschädigungen durch Bodenverkehr oder Seitenwindrollout. Die Befestigungspunkte sind Spannungskonzentrationsbereiche, die planmäßige Endoskopprüfung rechtfertigen. Winglets sind bei neueren Flugzeugen üblicherweise aus Verbundstoff oder bei älteren Konstruktionen aus Aluminium, wobei jedes Material unterschiedliche Reparaturverfahren erfordert.

Die Wirtschaftlichkeit hängt von Flugstrecke und Treibstoffpreis ab. Bei Kurzstreckenflügen unter zwei Stunden rechtfertigen die Treibstoffeinsparungen oft nicht die Anschaffungskosten und das Zusatzgewicht. Bei Transkontinental- und Transozeanflügen amortisiert sich die Investition innerhalb weniger Jahre. Fluggesellschaften haben bestehende Flotten mit nachrüstbaren Winglets von Supplemental-Type-Certificate-Herstellern nachgerüstet, besonders bei Schmalrumpfflugzeugen wie der 737 und A320, wo sich Winglet-Optionen als kostengünstig erwiesen haben.

Der Begriff Winglet erschien in den 1970er-Jahren, als Luftfahrtingenieure Flügelspitzenvorrichtungen systematisch untersuchten. Frühere Konstruktionen hießen Fence Tips oder Raked Wingtips. Winglet wurde zur Standardbezeichnung, weil die Vorrichtung das Verhalten eines kleinen Flügels nachahmt, ohne die strukturelle Belastung einer echten Flügelverlängerung. Die Physik ist subtil: Das Winglet erzeugt keinen Auftrieb im klassischen Sinn, modifiziert aber das Druckfeld so, dass sich der Flügelspitzenstrudel nicht so stark ausbildet, wodurch der induzierte Widerstand sinkt, der aus der Auftriebserzeugung selbst entsteht.