Aerodinâmica de Asas em Regime Incompressível

Apresentação em tema: "Aerodinâmica de Asas em Regime Incompressível"— Transcrição da apresentação:

1 Aerodinâmica de Asas em Regime Incompressível
AED-11 BESUNTS

2 M𝑒𝑠𝑚𝑜 𝛼 0 ALONGAMENTO ↓𝐴𝑅:↓ 𝛼 𝑒𝑓𝑒𝑡𝑖𝑣𝑜 ∴ ↓ 𝐶 𝐿 𝛼
𝐶 𝐿 𝛼 = 2𝜋 1+ 2 𝐴𝑅 𝑟𝑎 𝑑 −1 𝒂 𝟎 =𝟐𝝅 Teórico Experimental 𝑨𝑹→∞ 2,000𝜋 1,894𝜋 𝑨𝑹=𝟒 1,333𝜋 1,273𝜋 𝑨𝑹=𝟐 1,000𝜋 0,890𝜋 M𝑒𝑠𝑚𝑜 𝛼 0 ↓𝐴𝑅:↓ 𝛼 𝑒𝑓𝑒𝑡𝑖𝑣𝑜 ∴ ↓ 𝐶 𝐿 𝛼

3 ALONGAMENTO ↓𝐴𝑅:↓ 𝛼 𝑒𝑓𝑒𝑡𝑖𝑣𝑜 ∴ ↓ 𝐶 𝐿 𝛼 𝐶 𝐿 𝛼 = 𝑎 0 1+ 2 𝐴𝑅 𝑟𝑎 𝑑 −1
𝐶 𝐿 𝛼 = 𝑎 𝐴𝑅 𝑟𝑎 𝑑 −1 𝒂 𝟎 =𝟏,𝟖𝟗𝟒𝝅 Esperado Exp IC 95% 𝑨𝑹=𝟒 1,263𝜋 1,273𝜋 ±0,067𝜋 𝑨𝑹=𝟐 0,947𝜋 0,890𝜋 ±0,080𝜋 ↓𝐴𝑅:↓ 𝛼 𝑒𝑓𝑒𝑡𝑖𝑣𝑜 ∴ ↓ 𝐶 𝐿 𝛼

4 ↓𝐴𝑅:𝑒𝑠𝑡𝑜𝑙 𝑚𝑎𝑖𝑠 𝑠𝑢𝑎𝑣𝑒 𝑑𝑎 𝑟𝑎𝑖𝑧 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑝𝑜𝑛𝑡𝑎
ALONGAMENTO ↓𝐴𝑅:↓ 𝐶 𝐿 ,↓ 𝛼 𝑒𝑓𝑒𝑡𝑖𝑣𝑜 ↓𝐴𝑅:𝑒𝑠𝑡𝑜𝑙 𝑚𝑎𝑖𝑠 𝑠𝑢𝑎𝑣𝑒 𝑑𝑎 𝑟𝑎𝑖𝑧 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑝𝑜𝑛𝑡𝑎

5 ↓𝐴𝑅:𝑒𝑠𝑡𝑜𝑙 𝑚𝑎𝑖𝑠 𝑠𝑢𝑎𝑣𝑒 𝒆𝒔𝒕𝒐𝒍 𝒆𝒔𝒕𝒐𝒍

6 ALONGAMENTO ↓𝐴𝑅:↓ 𝑥 𝐶𝐴 𝑨𝒍𝒐𝒏𝒈𝒂𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒙 𝑪𝑨 𝑪 𝒆𝒙𝒑𝒆𝒓𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒂𝒍 (%) 𝑰𝑪 𝟗𝟓% 𝑨𝑹→∞
𝒙 𝑪𝑨 𝑪 𝒆𝒙𝒑𝒆𝒓𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒂𝒍 (%) 𝑰𝑪 𝟗𝟓% 𝑨𝑹→∞ 26,87 ±1,50 𝑨𝑹=𝟒 24,57 ±3,49 𝑨𝑹=𝟐 21,37 ±5,03 ↓𝐴𝑅:↓ 𝑥 𝐶𝐴

7 Alongamento 𝐶 𝐷 𝑖 = 𝐶 𝐿 2 𝜋AR 1+𝛿 = 𝐶 𝐿 2 𝜋𝑒AR
𝐶 𝐷,1 = 𝐶 𝐷,2 + 𝐶 𝐿 2 4𝜋𝑒 Mesmo 𝛼→ ↓𝐴𝑅→ ↑ 𝐶 𝐷 𝑖

8 Alongamento ↑𝐴𝑅→ ↑𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑂𝑠𝑤𝑎𝑙𝑑 𝐴𝑅=∞ Alongamento eexp eteórico -
𝐴𝑅=4 0,600 ± 0,035 0,92 [16] 𝐴𝑅=2 0,613 ± 0,050 Alongamento 𝑪 𝑫𝒊 Experimental 𝑪 𝑫𝒊 Teórico 𝐴𝑅=∞ - 𝐴𝑅=4 0,1326 0,0865 𝐴𝑅=2 0,2596 0,1730

9 ENFLECHAMENTO 𝑈 ∞,𝑒𝑓 = 𝑈 ∞ 𝑐𝑜𝑠Λ 𝐶 𝑒𝑓 =𝐶𝑐𝑜𝑠Λ

10 ENFLECHAMENTO ↓𝐶 𝐿𝛼 →↑𝜆 Influência da Camada Limite Enflech CLα teo
CLα exp IC 95% 0º 1,39 π 1,62 π ±0,21 45º 1,09 π 1,14 π ±0,07 ENFLECHAMENTO ↓𝐶 𝐿𝛼 →↑𝜆 Influência da Camada Limite

11 ENFLECHAMENTO ↑𝑋 𝑐𝑎 →↑𝜆 𝑋 𝑐𝑎 𝑐 = 𝐴𝑅 6 (1+2𝜆) (1+𝜆) 𝑡𝑎𝑛Λ (Teoria Pot)
Exp IC 95% 0º 0,25 0,26 ±0,03 45º 1,5 1,14 ±0,01 ↑𝑋 𝑐𝑎 →↑𝜆 𝑋 𝑐𝑎 𝑐 = 𝐴𝑅 6 (1+2𝜆) (1+𝜆) 𝑡𝑎𝑛Λ (Teoria Pot)

12 ENFLECHAMENTO ↑𝐶 𝐷𝑖 →↑𝜆

13 ENFLECHAMENTO ↓𝑒→↑𝜆 𝑒=4,61 1−0,045𝐴 𝑅 0,68 𝑐𝑜𝑠 Λ 0,15 −3,1 Enflech Teo
Exp 0º 0.8691 0,26 45º 0.6105 0,401 ↓𝑒→↑𝜆 𝑒=4,61 1−0,045𝐴 𝑅 0,68 𝑐𝑜𝑠 Λ 0,15 −3,1

14 ENFLECHAMENTO 𝐷𝑜𝑤𝑛𝑤𝑎𝑠ℎ 𝐶 𝐿𝑙𝑜𝑐𝑎𝑙 Não estola completamente
(circulação não homogênea) ENFLECHAMENTO 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Coordenada ao longo da semi-envergadura (y/s) 1.2 C o e f i c n t d S u s a ç ã L l ( / ) Enflechamento ( Fi ) Fi = 0 graus Fi = 30 graus Fi = 45 graus 𝐷𝑜𝑤𝑛𝑤𝑎𝑠ℎ 𝐶 𝐿𝑙𝑜𝑐𝑎𝑙 (maior nas pontas) Ponta

15 ENFLECHAMENTO Proximidade (Exp): Efeitos de placa plana e camada limite.  Cl  = 30o  = 0o

16 ENFLECHAMENTO Coeficiente de arrasto local influencia o coeficiente de arrasto total Ponta da asa estola primeiro (distribuição de circulação), 𝐶 𝐷 local aumenta de forma abrupta (pontas – arrasto de pressão – efeito de ângulo de ataque) Raiz continua a apresentar 𝐶 𝐷 mais baixo (não atingiu estol)→ 𝐶 𝐷 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 < 𝐶 𝐷 𝑟𝑒𝑡𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟

17 ENFLECHAMENTO  = 450 < 𝐶 𝑀 (maior módulo) na região linear
Estol→ deslocamento do centro de pressão em direção ao bordo de ataque da asa Efeito de pitch–up devido ao deslocamento do centro de pressão (redução do módulo do coeficiente de momento)  = 450

18 E o pitch-up? Cm   = 0o  = 45o Teo. Exp.

19 AFILAMENTO Estol (EXP): Asa retangular (λ = 1)  Estol na raiz
Asa intermediária (λ = 0.5)  Estol praticamente uniforme Asa pontiaguda (λ = 0.2)  Estol de ponta de asa

20 AFILAMENTO Vórtice de ponta de asa  αi ↑ intensidade do vórtice→ ↑𝛼 𝑖
↑ 𝛼 𝑖 →↓ 𝛼 𝑜 → 𝐶 𝐿𝑒𝑠𝑡

21 AFILAMENTO ↑ 𝐶 𝐿 →Início do estol

22 AFILAMENTO 𝐶 𝑑𝑖 → Mínimo em 𝜆≈0,45 𝐶 𝑑 → pequena variação

23 AFILAMENTO ↑𝜆→↑ 𝐶 𝐿

24 AFILAMENTO 𝐶 𝑀 depende de L e de 𝑋 𝑐𝑝 Relação não direta

25 Alongamento (Aplicação)
Autonomia e Alcance; Redução do Arrasto Induzido; Otimização do Cruzeiro; Complexidade Estrutural Robustez e fatores de carga elevados; Redução do momento de inércia e aumento da manobrabilidade

26 Alongamento (Aplicação)
AR = 8,56 – Range ~ Km AR = 7,5 – Range ~ Km

27 Afilamento (Aplicação)
Correção da distribuição de sustentação ao longo da asa; Redução do Esforço Estrutural na raiz; Controle de regiões supersônicas e subsônicas sobre a superfície da asa Facilidade de Manufatura

28 Afilamento (Aplicação)
CASOS ESPECIAIS Asa em forma de disco Afilamento maior do que 1 Asa elíptica

29 Enflechamento (Aplicação)
Redução do arrasto no regime transônico e baixo supersônico; momento cabrador no estol; utilização de efeitos de compressibilidade Aumento do Cl máximo e do Cl alpha; Momento picador no estol

30 Enflechamento (Aplicação)
Redução do arrasto no regime transônico e baixo supersônico; momento cabrador no estol; utilização de efeitos de compressibilidade Aumento do Cl máximo e do Cl alpha; Momento picador no estol

31 Enflechamento (Aplicação)
Estol de raiz; instabilidade em rolagem; carregamentos estruturais severos na ponta de asa Estol de ponta de asa (perda da superfície de controle); estabilização da rolagem POSITIVO NEGATIVO

32 Enflechamento (Aplicação)
GEOMETRIA VARIÁVEL Otimização para regime de cruzeiro e pouso/decolagem; aumento da complexidade da aeronave; massa adicional elevada devido ao sistema de variação de geometria; específico para aeronaves militares

33 Facilidade de Manufatura
Torção (Aplicação) Correção da distribuição de sustentação ao longo da asa; Impedir estol de ponta de asa; garantir rolagem de aeronaves sem superfícies de controle Facilidade de Manufatura