Delta-Tragfläche

Die Avro Vulcan hat einen Deltaflügel mit doppelt geknickter Vorderkante.

Deltaflügel haben im Gegensatz zu herkömmlichen Flügelgeometrien (wie Rechteckflügel, Ellipsenflügel oder Trapezflügel) bei Flugzeugen die Form eines Dreieckes und damit griechischen Großbuchstabens Delta (Δ). Sie besitzen im Verhältnis zu ihrer Länge und Tiefe eine relativ geringe Profildicke.

Funktionsweise

Die Convair F-106 hat einen Deltaflügel mit grader Vorderkante.

Schematische Darstellung der Wirbelbildung am Deltaflügel bei einem Anstellwinkel von 15 °. Der blaue Pfeil zeigt die Strömungsrichtung an.

Bei allen Tragflügeln entsteht der Auftrieb durch eine Beschleunigung der Strömung auf der Profiloberseite. Bei herkömmlichen Flügeln wird diese Geschwindigkeitserhöhung hauptsächlich durch die Profilgeometrie erreicht: Die durch eine relativ große Profildicke bedingte Beschleunigung der Luft auf der Profiloberseite führt zu einem Unterdruck, der als Auftriebskraft (Bernoulli-Effekt) wirkt. Dabei ist eine an der Oberfläche anliegende Strömung erforderlich.

Deltaflügel erhalten ihren Auftrieb jedoch nicht durch die Profilumströmung, sondern auf Grund von Wirbeln, die sich bei Anstellung des Flügels entlang der Vorderkanten bilden. Dabei löst die Strömung von der Oberfläche ab. Das Flügelprofil spielt dann kaum mehr eine Rolle. Die Luft in der Strömung wird durch die Wirbel beschleunigt, was wiederum Auftriebskraft erzeugt.

Besonderheiten

Überziehsicherheit

Eine Besonderheit und gleichzeitig ein Sicherheitsaspekt besteht in der bleibenden Relation zwischen dem Auftrieb eines Deltaflüglers und der Fluggeschwindigkeit: Das Abnehmen der Fluggeschwindigkeit führt bei einem solchen Flugzeug nur zu einem schneller werdenden Absinken; folglich lässt sich dies durch eine entsprechende Beschleunigung leicht korrigieren und damit das Flugzeug wieder in eine normale Fluglage wie z. B. einen Geradeausflug überführen.

Hingegen würde bei Flugzeugen ohne Deltaflügel ein zu hoher Anstellwinkel oder ein Unterschreiten der Mindestgeschwindigkeit zu einem ungewollten Strömungsabriss führen (s. Abschnitt „Funktionsweise“); abseits einer gewollten Situation (wie z. B. beim Kunstflug) stellt dies jedoch eine der gefährlichsten und gefürchtetsten Flugsituationen überhaupt dar, da ein Strömungsabriss mit akuter Absturzgefahr verbunden ist und meist nur von geübten Piloten abgewendet werden kann.

Leitwerksfunktion

Meist – außer bei Entenflügeln – dient der Deltaflügel auch als Höhenleitwerk; die Klappen am Ende der Fläche werden dann entsprechend angesteuert. Weiterhin dienen diese als Querruder, wobei Höhen- und Querruderfunktion meist gemischt auf die gleichen Klappen wirken. Es gibt jedoch auch mehrere bekannte Ausnahmen wie die MiG-21 und die Douglas A-4 mit vollständigem Leitwerk.

Einsatzbereich

Deltaflügel eignen sich besonders für den Überschallbereich um Mach 1. Ihre relativ scharf gestalteten Vorderkanten und ihre große Pfeilung sollen das Auftreten von Verdichtungsstößen vermindern und ermöglichen den wirtschaftlichen Überschallflug. Im Unterschallbereich haben sie bei gleichem Auftrieb jedoch einen höheren Luftwiderstand als herkömmliche Flügel. Doch auch im höheren Überschallbereich (Mach >2) gibt es günstigere Flügelvarianten, z. B. Stummelflügel wie etwa bei der F-104 („Starfighter“).

Berühmte Deltaflugzeuge

Berühmte Flugzeuge mit Deltaflügel sind Maschinen der Baureihen Dassault Mirage (III, IV, V und 2000), Dassault Rafale, Convair B-58, North American XB-70, Suchoi T-4, MiG-21, MiG-39, Eurofighter EF 2000, Saab Draken, Saab Viggen, Saab JAS-39 Gripen, Avro Vulcan und die Passagierüberschalljets Concorde und Tupolew Tu-144. Das amerikanische Space Shuttle und die russische Buran bedienen sich ebenfalls dieser Tragflügelform.