Vortexul marginal (în limba engleză vortex vârful aripii sau plural vârful aripii vârtejuri ) este vortexul care este creat la sfârșitul unei aripi sau o lamă a unei aeronave producătoare de ridicare . Se mai numește și Tourbillon al lui Prandtl .
Vortexul marginal se explică prin mișcarea aerului care trece din zona de suprapresiune ( suprafața inferioară ) în zona negativă ( suprafața superioară ) și prin devierea rezultată în jos a fluxului. În comparație cu aerul situat în afara aripii, care nu este deviat, această componentă de viteză descendentă are ca rezultat o înfășurare a vortexului la capătul aripii, de unde și numele său de vortex marginal.
Vorticitatea marginală este o parte importantă a ceea ce se numește turbulență de veghe, care este un fenomen periculos dacă un avion intră în turbulența lăsată de un avion precedent. Acest lucru a determinat FAA să definească distanțele minime dintre avioane în funcție de greutățile respective la decolare, aterizare și în zbor. Legea Biot și Savart măsoară viteza indusă de vortex vârful într - o anumită intensitate.
Un vârtej poate apărea și pe părți care formează unghiuri cu planul aripilor, cum ar fi de exemplu clapele atunci când sunt coborâte. O imagine a vortexului marginal este uneori vizibilă prin condensarea vaporilor de apă care se formează în condiții de presiune scăzută. Acesta este în special cazul avioanelor de luptă care suferă o accelerație puternică sau cu un unghi ridicat de incidență. Sau avioanele care decolează sau aterizează în aer umed. Această condensare nu trebuie confundată cu traseele de condensare cauzate de vaporii de apă care scapă din motoare.
Vortexul marginal este mai puțin puternic pe avioanele cu aripi de raport mare, cum ar fi planorele. Cu toate acestea, rămâne periculos mai ales la viteză mică (în timpul apropierii, pentru avioanele de zbor). Este mai mare la avioanele cu aripi cu aspect redus, cum ar fi avioanele de luptă. Condensarea vaporilor de apă din jeturile de putere, declanșată de particulele fierbinți de funingine din arderea kerosenului în atmosfera foarte rece, se învârte în jurul vortexului marginal sub influența acestuia.
Cele Aripioarele (aripioarele aripă) tind să diminueze importanța vortexului vârful prin transformarea unei părți din energia sa , pentru a reduce tragere și consumul de combustibil. Se spune că măresc raportul de aspect aerodinamic.
Un EA-6 Prowler cu condensări la vârfurile aripilor, dar și la suprafața superioară (partea superioară a aripii).
Condensare în jurul clapelor coborâte ale unei aeronave comerciale.
F / A-18C lăsând contrailuri în porțiunile de joasă presiune ale vârtejurilor de la capetele acestor aripi.
F / A-18C cu condens de turbulență pe lamelele de atac aripii.
Tourbillon marginal pe un Cessna 182 în tunelul vântului.
Vortex marginal vizibil în bombele de fum aruncate de un C-17 Globemaster III .
Urme de turbulență în jurul elicelor unui avion al cărui motor se învârte.
Boeing 747 aterizând în Basel
Păsările migratoare folosesc efectul turbionară marginal prin adoptarea unui V în formă de formare . Cu excepția celei de plumb, care este înlocuită în mod regulat, toate păsările beneficiază de o ușoară ridicare suplimentară cauzată de păsările care o precedă în formație.
Un vârtej marginal se dezvoltă din vârfurile vârfurilor lamei turbinelor eoliene cu axă orizontală . Este sursa zgomotului suflat de la turbinele eoliene (100 decibeli în vârful catargului), precum și a pierderilor de performanță.
În hidrotehnică, inginerii marini studiază cavitația vârtejului marginal care vine de la capătul elicelor și al cărui impact asupra tracțiunii elicelor sub apă este semnificativ. În Franța, din 1991 până în 1995, Departamentul de Cercetare și Tehnologie a alocat resurse semnificative pentru a studia fenomenul.