AERODINÂMICA Ramo da física que trata dos fenômenos que acompanham todo movimento relativo entre um corpo e o ar que o envolve.
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- Bianca Bastos Bugalho
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1 AERODINÂMICA Ramo da física que trata dos fenômenos que acompanham todo movimento relativo entre um corpo e o ar que o envolve. CONCEITOS 1. Massa: Quantidade de matéria que forma um corpo ; Invariável. A quantidade de 1 Kg feijão na Terra é igual a quantidade de 1 kg feijão na Lua. 2. Força: Tudo capaz de produzir ou modificar o movimento de um corpo. 3. Peso: Força da gravidade; Variável. Peso de uma pessoa é maior na Terra do que na Lua. 4. Pressão: Força por unidade de área. 5. Ação ou Reação: A toda ação corresponde uma reação de mesma intensidade e sentido contrário. 6. Densidade: Quantidade de massa por unidade de volume. Varia inversamente com o volume. Maior a densidade, menor o volume. 7. Pressão Estática: Pressão exercida dentro de um recipiente por um fluído em repouso. 8. Pressão Dinâmica: Pressão produzida pelo impacto do fluído. 9. Velocidade: Relação entre um espaço percorrido e o tempo gasto no percurso, no movimento uniforme. 10. Aceleração: Variação de velocidade que, em cada unidade de tempo, sofre um corpo em movimento. 11. Superfícies Aerodinâmicas: Superfícies que produzem pequena resistência ao avanço, mas não produzem força necessariamente útil ao vôo. 1
2 12. Vento Relativo: é o ar em movimento relacionado com um corpo também em movimento. 13. Aerofólio: Superfícies aerodinâmicas que produzem força útil ao vôo. Ex.: Hélice e Asa. 2
3 14. Perfil: Formato em corte do Aerofólio. Assimétrico: Aquele que não pode ser dividido por uma linha reta em duas partes iguais. Simétrico: Aquele que pode ser dividido por uma linha reta em duas partes iguais. 3
4 ELEMENTOS DE UM PERFIL Corda: Linha reta que liga o bordo de ataque ao bordo de fuga. Corda Média Geométrica: Aquela que divide a asa ao meio. È a média de todas as cordas da asa. Linha de Curvatura Média (Linha Média): Linha que eqüidistância o extradorso e do intradorso. Linha de Espessura: Linha que une o extradorso ao intradorso da asa. 4
5 ESCOAMENTO Movimento de um fluído gasoso ou líquido 2 tipos: a. Laminar ou Lamelar b. Turbulento ou turbilhonado 5
6 TUBO DE ESCOAMENTO Canalização por onde escoa o fluído. 2 tipos: a. Tubo real b. Tubo imaginário 6
7 EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE Quanto mais estreito for o tubo de escoamento, maior será a velocidade do fluído e vice e versa. TEOREMA DE BERNOULLI Lei de escoamento: Quanto maior for a velocidade do escoamento, maior será a pressão dinâmica e menor a pressão estática. 7
8 FORÇAS AERODINÂMICAS Vôo normal: Ar escoa pela asa com maior velocidade no extradorso do que no intradorso curvatura acentuada. Extradorso: Maior pressão dinâmica e menor pressão estática. Intradorso: Maior pressão estática e menor pressão dinâmica. Resultante Aerodinâmica: Força dirigida para para cima e para trás gerada pelo diferencial de pressão. Centro de Pressão: Centro aerodinâmico. Ponto por onde passa a Resultante Aerodinâmica. Dividida em duas componentes: Sustentação e Arrasto. 8
9 1. Sustentação: Componente da Resultante Aerodinâmica perpendicular ao vento relativo, e que sustenta o peso do avião. 2. Arrasto Componente da Resultante Aerodinâmica paralela a direção do vento relativo. Força prejudicial, e por isso deve ser a menor possível. 9
10 2.a. Arrasto Induzido Ar escoa sobre uma asa pressão estática é maior no intradorso do que no extradorso. Ar escapa do intradorso em direção ao extradorso através das pontas das asas - formação de um turbilhonamento em espiral Arrasto adicional Arrasto induzido. 10
11 2.b. Arrasto Parasita Arrasto de todas as partes do avião que não produzem sustentação. 11
12 2.c. Alongamento Grande alongamento das asas diminuição do arrasto induzido de aviões de grande rendimento. Razão entre a envergadura e a corda média geométrica. 12
13 2.d. Ângulos 2.d.1. Ângulo de Ataque Ângulo formado pela corda do aerofólio e o vento relativo. Variável podendo ser positivo ou negativo. 13
14 2.d.2. Ângulo de Incidência Ângulo formado pela corda da aeronave e o eixo longitudinal da aeronave. Invariável. 14
15 2.d.3. Ângulo de Enflexamento ângulo formado entre o eixo lateral do avião e a linha do bordo de ataque de suas asas. Variável, podendo ser negativo ou positivo. 15
16 2.d.4. Ângulo de Diedro Ângulo formado pelo plano das asas e o eixo lateral. Variável podendo ser positivo ou negativo. 16
17 2.d.5. Ângulo de Estol Ângulo crítico Possui em um perfil um coeficiente de sustentação máximo e que não deve ser ultrapassado. Caso seja ultrapassado pode perde-se bruscamente a sustentação. 2.d.6. Vôo reto horizontal Avião manter um vôo reto horizontal com velocidade constante Sustentação = Peso e a Tração = Arrasto. Menor velocidade possível avião voa com ângulo de ataque crítico velocidade de estol 17
18 18
19 DISPOSITIVOS HIPERSUSTENTADORES Conseguem aumentar consideravelmente o coeficiente de sustentação. 1. Flape: Serve para aumentar a curvatura, o arqueamento do perfil, aumentando o seu coeficiente de sustentação. 19
20 2. Slot: Aumenta o ângulo de ataque crítico do aerofólio produzindo mais sustentação e diminuindo a velocidade. Desvantagem sobre os flapes Obrigam o avião a erguer demasiadamente o nariz, prejudicando a visibilidade do piloto. 3. Spoilers: São freios aerodinâmicos. 20
21 3. Hélice: Aerofólio rotativo que produz uma força de tração sobre o avião. Torção das pás perfil forme um ângulo com a direção do vento relativo. 21
22 4. Equilíbrio: Estado de um corpo que é atraído ou solicitado por forças cuja a resultante é nula. 4.a. Estável: Corpo tende a voltar ao equilíbrio; 4.b. Instável: Corpo tende a afastar-se mais do equilíbrio; 4.c. Indiferente: Corpo continua fora do equilíbrio 22
23 Aeronaves: 3 tipos de estabilidade a. Estabilidade Longitudinal Centro de gravidade deverá ficar a frente do centro de pressão. 23
24 b. Estabilidade Lateral Esforços laterais no avião são geralmente pequenos. Fatores que influenciam na Estabilidade Lateral: Diedro, Enflexamento, Efeito de quilha e de fuselagem. 24
25 b.1. Diedro: Positivo aumenta / Negativo diminui 25
26 b.2. Enflexamento: Positivo tenderá a ser estável / Negativo tenderá a ser instável. 26
27 b.3. Efeito de quilha: Área lateral acima do CG é maior que a área lateral abaixo do CG a aeronave tende a ser estável / Área lateral abaixo do CG é maior do que a área acima do CG a aeronave tende a ser instável. 27
28 b.4. Efeito de fuselagem: Fuselagem impede que o vento lateral alcance o extradorso da asa diminui a estabilidade lateral. 28
29 c.estabilidade Direcional Equilíbrio de um avião em torno do seu eixo vertical. Fatores que influem na estabilidade direcional é o enflexamento e o efeito de quilha. 29
30 c.1. Enflexamento: Positivo Aumenta a estabilidade / Negativo Diminui a estabilidade. 30
31 c.2. Efeito de quilha: Grande área lateral atrás do CG - aumento da estabilidade / Grande área lateral a frente do CG diminuição da estabilidade. 31
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