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Desempenho de Aeronaves (NEA16) Equações de Movimento / Voo reto nivelado (parte 1) Prof. Joel Laguárdia joel.laguardia@fumec.br Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Equações de Movimento Suposições: § A aeronave é representada por um ponto (CG) § São desprezados os efeitos de curvatura da Terra § A gravidade é constante nas altitudes de voo consideradas § Análise da translação do avião § São desprezados os efeitos de curvatura da Terra A gravidade é constante nas altitudes de voo consideradas A aeronave é representada por um ponto (CG) São desprezados os efeitos de curvatura da Terra A gravidade é constante nas altitudes de voo consideradas A aeronave é representada por um ponto (CG) São desprezados os efeitos de curvatura da Terra A aeronave é representada por um ponto (CG) São desprezados os efeitos de curvatura da Terra A aeronave é representada por um ponto (CG) São desprezados os efeitos de curvatura da Terra A aeronave é representada por um ponto (CG)A aeronave é representada por um ponto (CG) Análise da translação do aviãoAnálise da translação do avião A gravidade é constante nas altitudes de voo consideradasA gravidade é constante nas altitudes de voo consideradasA gravidade é constante nas altitudes de voo consideradasA gravidade é constante nas altitudes de voo consideradas Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Equações de Movimento § Voo horizontal: plano longitudinal de simetria § Voo em subida Caminho de voo em curva * C Voo horizontal: plano longitudinal de simetriaVoo horizontal: plano longitudinal de simetria Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Equações de Movimento § Vista lateral: a aeronave em subida com um ângulo de rolamento § Vista frontal na seção A-A’ A A’ p la n o ve rtica l A p la n o A Vista lateral: a aeronave em subida com um Vista lateral: a aeronave em subida com um Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Equações de Movimento § Paralelo à linha de voo: § Perpendicular à linha de voo: Plano Vertical Plano Horizontal § Perpendicular à linha de voo: Eq 6.1 Eq 6.2 Eq 6.3 Perpendicular à linha de voo: Paralelo à linha de voo: Perpendicular à linha de voo: Paralelo à linha de voo:Paralelo à linha de voo: Eq 6.1 Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Equações de Movimento Movimento não acelerado x Movimento aceleradoMovimento não acelerado x Movimento aceleradoMovimento não acelerado x Movimento aceleradoMovimento não acelerado x Movimento aceleradoMovimento não acelerado x Movimento aceleradoMovimento não acelerado x Movimento aceleradoMovimento não acelerado x Movimento acelerado Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Desempenho de voo não acelerado § Quais as suposições que devem ser feitas nas equações de movimento?Quais as suposições que devem ser feitas nas equações de movimentoQuais as suposições que devem ser feitas nas equações de movimentoQuais as suposições que devem ser feitas nas equações de movimentoQuais as suposições que devem ser feitas nas equações de movimentoQuais as suposições que devem ser feitas nas equações de movimento Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Aeronave 1 – Gulfstream IV Motores Rolls-Royce Tay 611-8 com alta razão de by-pass * * valores utilizados meramente para fins didáticos Royce Tay 611 8 com alta razão de by pass Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Tração Requerida Suponha uma aeronave em voo reto nivelado, a uma velocidade e uma altitude . Qual é a tração necessária para manter a aeronave nessa condição? Exemplo: Suponha a Aeronave 1 (GulfstreamIV) esteja voando a 10000 ft com seu peso máximo de decolagem. Calcule a tração requerida para as seguintes velocidades: 97.2 knots, 272.1 knots e 544,3 knots para manter a aeronave nessa condiçãopara manter a aeronave nessa condição Suponha uma aeronave em voo reto nivelado, a uma velocidade para manter a aeronave nessa condição? Suponha uma aeronave em voo reto nivelado, a uma velocidade Suponha uma aeronave em voo reto nivelado, a uma velocidade Suponha uma aeronave em voo reto nivelado, a uma velocidade e uma altitude GulfstreamIV seguintes GulfstreamIV) GulfstreamIV esteja seguintes velocidades esteja voando velocidades voando a 10000 ft com : 97.2 knots, 272.1 knots e 544,3 knots a 10000 ft com : 97.2 knots, 272.1 knots e 544,3 knots seu peso : 97.2 knots, 272.1 knots e 544,3 knots a 10000 ft com seu Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Tração Requerida Por que o gráfico tem essa forma? Regiões de predominância O que acontece aqui? Por q o gráf co te on ece aqu Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Tração Requerida cruzeiro lento cruzeiro normal cruzeiro rápidoestol T ra çã o R e q u e ri d a T ra çã o R e q u e ri d a T ra çã o R e q u e ri d a cruzeiro lento Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Tração Requerida T ra çã o R e q u e ri d a T ra çã o R e q u e ri d a Estabilidade de Velocidades T ra çã o R e q u e ri d a T ra çã o R e q u e ri d a Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Tração Requerida Aproximação Analítica Exemplo: Suponha que a Aeronave 1 (GulfstreamIV) esteja voando a 10000 ft com seu peso máximo de decolagem. Calcule a tração requerida minima, a L/D máximo e a velocidade para voar em tal condição. Como , , e variam com a altitude? Como variam , variam , e com a altitude? Suponha máximo para Suponha que a máximo de decolagem AeronaveAeronave GulfstreamIV Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Parâmetros Fundamentais → Parâmetros que têm grande importância nas análises de desempenho de uma aeronave. Exemplo de relações já observadas: Outras relações importantes: Exemplo de relações já observadas:Exemplo de relações já observadas:Exemplo de relações já observadas: Parâmetros que têm grande importância nas análises de desempenho de uma aeronave. Exemplo de relações já observadas: Parâmetros que têm grande importância nas análises de desempenho de uma aeronave.Parâmetros que têm grande importância nas análises de desempenho de uma aeronave.Parâmetros que têm grande importância nas análises de desempenho de uma aeronave.Parâmetros que têm grande importância nas análises de desempenho de uma aeronave.Parâmetros que têm grande importância nas análises de desempenho de uma aeronave. Outras relações importantes: Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Parâmetros Fundamentais Eficiência aerodinâmica A obtenção dessas relações leva em consideração que o voo é reto nivelado não acelerado? Assumindo voo reto nivelado: Eficiência aerodinâmicaEficiência aerodinâmicaEficiência aerodinâmica A obtenção dessas relações leva em consideração que o voo é reto nivelado não acelerado A obtenção dessas relações leva em consideração que o voo é reto nivelado não acelerado A obtenção dessas relações leva em consideração que o voo é reto nivelado não acelerado A obtenção dessas relações leva em consideração A obtenção dessas relações leva em consideração Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Parâmetros Fundamentais Assumindo voo reto nivelado: Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Parâmetros Fundamentais Assumindo voo reto nivelado: Qual a relação entre essas velocidades?Qual a Qual a relação Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Parâmetros Fundamentais Exemplo: Para a Aeronave 1 (GulfstreamIV), calcule os valores máximos de , e . Calcule também as velocidades de voo na qualcada uma dessas condições ocorrem para um cruzeiro a 10000 ft. Calcule a razão entre o arrasto devido à sustentação e àquele que não depende da sustentação em cada uma das situações. máximosvalorescalcule osGulfstreamIV), GulfstreamIVGulfstreamIVGulfstreamIV de , Calcule também as velocidades de voo na qual cada uma dessas condições ocorrem para um cruzeiro a 10000 ft. Calcule a razão entre o arrasto devido à sustentação e àquele que não depende da sustentação em cada uma das situações. razão entre o arrasto devido à sustentação e àquele que não depende da sustentação em cada uma das situações. razão entre o arrasto devido à sustentação e àquele que não depende da sustentação em cada uma das situações. Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Tração Disponível Ø relacionada com o motor Aeronaves a hélice Aeronaves a jatoAeronaves a héliceAeronaves a héliceAeronaves a hélice Aeronaves a jatoAeronaves a jato Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Velocidade Máxima Voo em altitude constante Ajuste de manete em 1 Que curva é essa? 1 max Manete toda a frente Para uma aeronave a jato ? ? Como calcular a velocidade máxima da aeronave? Manete toda Que curva é essaQue curva é essa? Para uma aeronave a jatoPara uma aeronave a jato 1 Ajuste de manete em 1 Ajuste de max Como calcular a velocidade máxima da aeronaveComo calcular a velocidade máxima da aeronaveComo calcular a velocidade máxima da aeronave ? Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Velocidade Máxima Como varia com ? Como varia com ? Como varia com e ? Como varia com a altitude? Exemplo: Para a Aeronave 1 (GulfstreamIV), calcule as velocidades máximas a nível do mar, a 20000 ft e a 30000 ft. O que acontece com a velocidade máxima quando se aumenta a altitude de voo? Por quê? Como varia com Para a ? Como Como Como Como varia com O que acontece com a velocidade máxima quando se aumenta a altitude de vooO que acontece com a velocidade máxima quando se aumenta a altitude de voo ), calcule O que acontece com a velocidade máxima quando se aumenta a altitude de voo as velocidades O que acontece com a velocidade máxima quando se aumenta a altitude de voo velocidades áximasvelocidades máximas Desempenho de Aeronaves Equações de Movimento / Voo reto nivelado Exercícios 5.1 5.2 5.3 5.55.5
