Aula Aerodinâmica de Perfis

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AERODINAˆMICA BA´SICA
Caracter´ısticas Aerodinaˆmicas de Perfis
Profo Jose´ Antonio
19 de Setembro de 2013
Distribuic¸a˜o de Cp versus α
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Centro de Pressa˜o (CP)
Centro de Pressa˜o (CP) e´ o ponto de aplicac¸a˜o da Resultante
Aerodinaˆmica, ao redor do qual o Momento e´ zero.
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Passeio do CP
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Passeio do CP
O balanceamento de uma aeronave em voo depende,
consequentemente, da posic¸a˜o relativa do centro de gravidade
(CG) e da localizac¸a˜o do centro da pressa˜o (CP), experieˆncias
mostram que um avia˜o com o centro de gravidade localizado
entre 20% e 35% da corda da asa possui um balanceamento
satisfato´rio e pode voar com boas condic¸o˜es de estabilidade.
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Forc¸as em um Aerofo´lio
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Forc¸a de Sustentac¸a˜o
A forc¸a de sustentac¸a˜o por unidade de envergadura gerada pela
sec¸a˜o de um aerofo´lio pode ser calculada da seguinte forma.
L =
1
2
ρV 2∞cCl
sendo:
ρ - massa espec´ıfica do fluido;
V∞ - velocidade do escoamento;
c - corda do perfil;
Cl - coeficiente de sustentac¸a˜o do perfil.
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Forc¸a de Arrasto
A forc¸a de arrasto por unidade de envergadura gerada pela sec¸a˜o
de um aerofo´lio pode ser calculada da seguinte forma.
D =
1
2
ρV 2∞cCd
sendo:
ρ - massa espec´ıfica do fluido;
V∞ - velocidade do escoamento;
c - corda do perfil;
Cl - coeficiente de sustentac¸a˜o do perfil.
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Clxα Cdxα
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Dependeˆncia do nu´mero de Reynolds
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Momento (Pitching momment)
Devido a diferenc¸a de pressa˜o existente entre o intradorso e o
extradorso do perfil, ale´m das tenso˜es de cisalhamento atuantes
por toda a superf´ıcie do mesmo, existe a presenc¸a de um momento
que tende a rotacionar o perfil.
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Momento (Pitching momment)
Como C.P. varia com o α, e´ mais deseja´vel utilizar um centro
aerodinaˆmico fixo (C.A.), como o ponto de autuac¸a˜o da forc¸a de
sustentac¸a˜o e arrasto. O momento de pitching sobre este ponto
pode ser calculada, e e´ encontrado insens´ıvel a α. Para a maioria
dos aerofo´lios, o C.A. localiza em torno de um quarto da corda (x
= c/4).
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Momento (Pitching momment)
Ca´lculo de Momento
O momento ao redor do centro aerodinaˆmico do perfil e´ calculado
a partir da soluc¸a˜o da equac¸a˜o a seguir
mc/4 =
1
2
ρV 2∞c
2Cm
sendo:
ρ - massa espec´ıfica do fluido;
V∞ - velocidade do escoamento;
c - corda do perfil;
Cm - coeficiente de sustentac¸a˜o do perfil.
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Momento (Pitching momment)
Por convenc¸a˜o (regra da ma˜o direita), um momento que tende a
rotacionar o corpo no sentido hora´rio e´ considerado como positivo.
Perfis utilizados para a construc¸a˜o de asas possuem um
arqueamento positivo, o que acarreta em uma tendeˆncia de
rotac¸a˜o no sentido anti-hora´rio e, consequentemente, coeficientes
de momento negativos.
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Momento (Pitching momment)
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