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para estudos de aerodinamica
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7/18/2019 AERODINMICA AVIES
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AERODINMICA
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TEORIA DE VOOBJETIVO: entender a relao entre aatmosfera, a aeronave e as foras que
agem no vo da mesma; de forma atomar decises inteligentes que afetema segurana de vo, tanto de aviesquanto de !elic"#teros$
% teoria de vo relaciona&se com aaerodin'mica$
%E(O)I*+I-%
%E(O)I*+I-%: origem nas #alavras gregas.%E(/ 0 ar .)1*E/ 0 fora 2de
#ot3ncia4
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5 o estudo dos o67etos em movimento
atrav8s do ar, e das foras que #rodu9em oumudam tal movimento$
Estuda a ao do ar so6re um o67eto$
(amo da din'mica, que trata do movimentodo ar e de outros gases, com as foras agindo
so6re um o67eto em movimento atrav8s do ar,ou com um o67eto que este7a estacionrio nacorrente de ar
%E(O)I*+I-%
CONCEITOS DE AERODINMICA
% %E(O)I*+I-% est relacionada a:atmosferaao vento relativoaeronave$
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ATMOSFERA -omo uma aeronave o#era no ar as
#ro#riedades da atmosfera afetam o seucontrole e o desem#en!o;
O ar 8 uma mistura de gases com#osta#rinci#almente de nitrog3nio (78%) e oig3nio(21%). Ele segue suas #r"#rias leis;
O ar 8 um
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PRESSO ATMOSFRICA(Pa)
Maior a profundidade !aior apre""#o$
=a 0 >?,@ A6#olC 2nDvel domar4=a 0 medida em #ol$ de g$
%E(O)I*+I-%
=a
%o nDvel do mar
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%E(O)I*+I-%
uan&o !ai" a'&o !enor "er a pre""#o$
A Pa aria *o! aa'&i&ude$
PRESSO ATMOSFRICA(Pa)
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Den"idade pe"o por unidade deo'u!e$
%E(O)I*+I-%
DENSIDADE
PESO DO AR 2X
DENSIDADE 2X
METADE DO VO+,ME
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%E(O)I*+I-%
DENSIDADE(egras da densidade dos gases:
% densidade varia em #ro#oro direta com a #resso$
udanas na densidade afetam a #erformance aerodin'mica da aeronave$
% ar em grandes altitudes 8 menos denso doque em #equenas altitudes$% massa de ar quente 8 menos densa que a
massa de ar frio$
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,!idade
Fmidade 8 a quantidade de va#or dGgua no ar$
% quantidade mima de va#or que o ar #ode
a6sorver varia com a tem#eratura$ Huantomais elevada a tem#eratura do ar, mais va#ordGgua ele #ode a6sorver$% densidade do ar varia inversamente
com a umidade
*os dias midos a densidade do ar 8menor que nos dias secos$
%E(O)I*+I-%
+
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PRINC-PIO de .ERNO,++IO #rincD#io de Bernoulli esta6elece que,quando um
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PRINC-PIO de .ERNO,++I
%E(O)I*+I-%
+
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Equilbrio de Foras
E A
S
P
oras que atuam em uma aeronave
em vo:
>4Kravidade ou #eso,
L4 Mustentao,N4 Em#uo,?4 %rrasto$
%E(O)I*+I-%
+
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MOVIMENTO
A&o/ ou pro*e""o/ de &ro*a de 'u0ar oupo"i1#o$
O ar no tem fora ou #ot3ncia, eceto
#resso, a no ser quando ele est emmovimento$
Huando em movimento, no entanto, sua fora
se torna evidente$
Fm o67eto em movimento no ar inerte, temuma fora eercida so6re ele, como resultado
do seu #r"#rio movimento$
%E(O)I*+I-%
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MOVIMENTO
%E(O)I*+I-%
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O
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VE+OCIDADE
.M=EE).e .VEAO-IT1.
%celerao 8 denida como a ra9o de troca develocidade$
Fm aumento na velocidade da aeronave 8 umeem#lo de acelerao #ositiva$
% reduo de velocidade em outra aeronave 8 um
ACE+ERA2O
%E(O)I*+I-%
%E(O)I*+I-%
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+EI DO MOVIMENTO DE NE3TON
% lei fundamental que governa a ao do arnuma asa$
% #rimeira lei de *ePton : Aei da in8rcia
% segunda lei de *ePton : Aei da ora
ora 0 massa acelerao 20m$a4
% terceira lei de *ePton : Aei da ao e reao
%s tr3s leis esto relacionadas e a#licadas Q teoria
de vo$
%E(O)I*+I-%
%E(O)I*+I-%
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AEROF4+IOS
Fm aerof"lio 8 uma su#erfDcie #ro7etada#ara o6ter uma reao dese7vel do ar,atrav8s do qual esse aerof"lio se move$
%erof"lio 8 qualquer #ea de uma
aeronave, queconverta a resist3ncia do ar em fora tilao vo
%E(O)I*+I-%
%E(O)I*+I-%
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AEROF4+IOS
Diferena de presso = 0,13 Lb /pol
0,13 Lb /pol 1,!! (n" de pol e# $# p) = 18,72 Lb
18,72 Lb o &alor '$e ada p '$adrado dessa asa s$sena
%E(O)I*+I-%
%E(O)I*+I-%
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Fma #resso diferencial menor atrav8s da seode um aerof"lio, #ode #rodu9ir uma grande forade sustentao$
)entro de limites, a sustentao #ode ser
aumentada, aumentando&se o 'ngulo de ataque,rea da asa, a velocidade do
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N5,+O DE ATA%,E
-O()%: denio
+ngulo entre a corda da asa e a direo dovento relativo$
n0u'o de in*id6n*ia n0u'o de a&a7ue
%E(O)I*+I-%
%E(O)I*+I-%
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N5,+O DE ATA%,E%E(O)I*+I-%
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N5,+O DE INCID8NCIA
O 'ngulo agudo que a corda da asa formacom o eio longitudinal da aeronave$
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9REA DA ASA
% rea da asa 8 medida em #8s quadrados, einclui a #arte 6loqueada #ela fuselagem
%s foras de sustentao e arrasto que
agem so6re a asa, so #ro#orcionais Q suarea$
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FORMA DO AEROF4+IO
% forma do aerof"lio determina aquantidade de tur6ul3ncia ou atrito desu#erfDcie que ser #rodu9ido$-onseqRentemente, a forma da asaafeta sua eci3ncia$
% mel!or asa 8 aquela que est entre os doisetremos, #ara manter tanto a tur6ul3ncia quanto
o atrito de su#erfDcie nos mDnimos$
FORMA DO AEROF4+IO
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%s #ro#riedades da seo de aerof"lio diferem das#ro#riedades da asa, ou da aeronave, devido Q forma
#lana da asa$Fma asa #ode ter diversas sees de aerof"lio,desde a rai9 at8 a #onta, com diminuio gradual daes#essura, toro e en
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%s #ro#riedades da seo de aerof"lio diferem das#ro#riedades da asa, ou da aeronave, devido Q forma
#lana da asa$Fma asa #ode ter diversas sees de aerof"lio,desde a rai9 at8 a #onta, com diminuio gradual daes#essura, toro e en
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Me a asa for muito longa ela ser muito
na$
Me ela tiver 6aia ra9o de ne9a, ser
es#essa$
Fma asa com alta ra9o de ne9a, #rodu9
maior quantidade de atrito de su#erfDcie$
Fma asa com 6aia ra9o de ne9arodu9 maior uantidade de tur6ul3ncia$
FORMA DO AEROF4+IO
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% eci3ncia de uma asa 8 medida em termos dera9o entre sustentao e arrasto$
Essa ra9o varia com o 'ngulo de ataque$
*esse 'ngulo, a asa tem alcanado sua eci3nciamima$
% forma do aerof"lio 8 o fator que determina o
'ngulo de ataque no qual a asa 8 mais eciente,al8m de determinar o grau de eci3ncia$
=esquisas mostram que aerof"lios mais ecientes
t3m sua es#essura mima a cerca de um tero do6ordo de ata ue da asa$
FORMA DO AEROF4+IO
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FORMA DO AEROF4+IO
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% sustentao #rodu9ida #or um aerof"lio aumentar
com o aumento da cam6ra da asa$
-am6ra, 8 a curvatura de um aerof"lio acima ea6aio da su#erfDcie da corda$
-%B(% MF=E(IO(
-%B(% I*E(IO(-%B(% 5)I%
% cam6ra 8 #ositiva 0 variao da corda 8
eterior% cam6ra 8 negativa 0 variao da corda 8inferior
CAM.RA
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Os
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A+ON5AMENTO
5 sa6ido que, quanto maior a envergadura daasa quando com#arada com a corda, maior 8a sustentao o6tida$ Essa com#arao 8c!amada de alongamento$
Huanto maior o alongamento, maior a
sustentao$
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CENTRO DE 5RAVIDADE
O centro de gravidade #ode ser consideradocomo o #onto no qual todo o #eso de umaaeronave est concentrado$
Me uma aeronave for su#ortada no seu eatocentro de gravidade car equili6rada emqualquer #osio$O centro de gravidade tem grande relao
com a esta6ilidadeO centro de gravidade 8 determinado #elo#ro7eto geral da aeronave onde 8 calculado o#asseio do centro de #resso$
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Pe"o
Su"&en&a1#o
Arra"&o
E!pu:o
Essas quatros foras s" esto em #erfeitoequilD6rio quando a aeronave est em voreto, nivelado e desacelerada$
ESO/ S,STENTA2O/ ARRASTO e EMP,;O
-K
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%s foras de sustentao e arrasto so oresultado direto da relao entre o ventorelativo e a aeronave$
S,STENTA2O eARRASTO
Vento(elativo
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ESO/ S,STENTA2O/ ARRASTO e EMP,;O
-K
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=ara vencer o arrasto e mover a aeronave#ara frente, outra fora 8 essencial: oE=FSO 2=ro#ulso4
ARRASTOO arrasto 8 a resist3ncia do ar aos o67etosque se movem nele
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O em#uo 8 tirado da #ro#ulso, ou dacom6inao motor e !8lice$% teoria da #ro#ulso est 6aseada naterceira lei de
*ePton$
EMP,;O
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O motor Q tur6ina #rovoca o movimento da massade ar #ara trs Q alta velocidade, causando umareao #ara frente que movimenta a aeronave$
EMP,;O
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*uma com6inao motor!8lice, a !8licetem de fato, dois ou mais aerof"liosgirando, montados num eio !ori9ontal$ Omovimento das #s atrav8s do ar #rodu9
uma sustentao similar Q sustentaoso6re a asa, #or8m age em uma direo!ori9ontal, em#urrando a aeronave #arafrente$
EMP,;O
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-om a ($=$$ redu9ida, o em#uo tam68m serdiminuDdo$
%eronave #erder altitude
%rrasto 8constante
VEAO-I)%)E B%IS%
EMP,;O
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ARRASTOPARASITA
O atrito de su#erfDcie 8 o ti#o de arrasto
#arasita mais difDcil de ser redu9ido$
Os diversos com#onentes do arrasto#arasita so da mesma nature9a que o
arrasto de #erl$
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ARRASTO DO PERFI+
O arrasto de #erl #ode ser considerado comoum arrasto #arasita do aerof"lio$ Os diversoscom#onentes do arrasto #arasita so da
mesma nature9a que o arrasto de #erl$
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% ao do aerof"lio, que nos d sustentao,causa o arrasto indu9ido$
ARRASTO IND,
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% #resso so6re a asa 8 menor que a
#resso atmosf8rica, e a #resso a6aioda asa 8 igual ou maior que a #ressoatmosf8rica$
VORTE; d P & d A
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VORTE; da Pon&a da A"a
Os
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-om o aumento da
sustentao, devido oaumento do 'ngulo deataque, o arrasto indu9idotam68m aumenta$
Me o 'ngulo de ataqueaumenta, eiste maiordiferena de #resso entre oto#o e o fundo da asa$
Isso causa v"rtices maisviolentos, resultando emmais tur6ul3ncias e mais
arrasto indu9ido$
VORTE; da Pon&a da A"a
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EI;OS DE ,MA AERONAVE
(OA%E*TO
%(%KEKFI*%)%
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ESTA.I+IDADE E CONTRO+E
MANEA.I+IDADE 8 a !a6ilidade de umaaeronave, quanto Q sua dirigi6ilidade aolongo de uma tra7et"ria de vo, #ara resistiraos esforos que l!es so im#ostos$
ESTA.I+IDADE 8 a caracterDstica de umaaeronave, que tende a fa93&la voar emtra7et"ria reta e nivelada$
CONTRO+A.I+IDADE 8 a qualidade deres#osta de uma aeronave ao comando do
#iloto$
9
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ESTA.I+IDADE EST9TICA
Fma aeronave est numestado de equilD6rio,quando a soma de todasas foras que agemso6re ela, e a soma de
todos os momentos 8igual a 9ero$
Os tr3s ti#os deesta6ilidade esttica sodenidos #elacaracterDstica domovimento que se seguea cada #ertur6ao do
equilD6rio$
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E"&a=i'idade Din>!i*a
% esta6ilidade din'mica di9 res#eito ao movimentoque resulta com o tem#o$ Me um o67eto sofre umdistr6io em relao ao seu equilD6rio, o tem#o demovimento resultante, dene a esta6ilidade din'micado o67eto$
-aso a am#litude aumente com o tem#o, di9&se queo o67eto #ossui insta6ilidade din'mica$
Toda aeronave deve demonstrar o grau requerido de
esta6ilidade esttica e din'mica$
Me uma aeronave for #ro7etada com insta6ilidadeesttica e uma ligeira taa de insta6ilidade
din'mica, ela estar difDcil, se no im#ossDvel de
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ESTA.I+IDADE +ON5IT,DINA+
Huando uma aeronave tem uma tend3ncia de manter um 'ngulode ataque constante com relao ao vento relativo & ou se7a,quando ela no tende a 7ogar seu nari9 #ara 6aio e mergul!ar oulevantar seu nari9 e #erder velocidade$
OVIE*TO )E %(%KEEMT%BIAI%)O( O(IO*T%A
ESTA.I+IDADE DIRECIONA+
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ESTA.I+IDADE DIRECIONA+5 a esta6ilidade em torno do eio vertical$
O esta6ili9ador vertical 8 a su#erfDcie #rimria quecontrola a esta6ilidade direcional$
KAIMM%)% Uu KFI*%)%udana de %T do EV
e Mustentao no EV
(E-F=E(%WO )E )E((%=%KE 0 BO B%A%*-E%E*TO )I(E-IO*
fora lateral
momento de guinada
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5+ISSA5EM:5 qualquer movimento da aeronave #ara o
lado e #ara 6aio, na direo do interior dacurva$
DERRAPA5EM:5 qualquer movimento #ara cima e #arafora do centro da curva$
STA.I+IDADE DIRECIONA+
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%s asas en
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ESTA.I+IDADE +ATERA+
% su#erfDcie #rinci#al, em termos de contri6uio#ara a esta6ilidade lateral de uma aeronave, 8 a
ASA$
% esta6ilidade lateral de umaaeronave,envolve consideraes demomento de rolamento devido Q
glissada$OE*TO )E (OA%E*TOKFI*%)%
)IE)(O
E*AE-%E*TO
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E*AE-%E*TO
En
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O diedro serve #ara #ro#orcionar esta6ilidadelateral;=ode conseguir&se efeito de diedro atrav8s dacongurao e geometria da aeronave, #ara al8mdo 'ngulo de diedro;Ecesso de efeito de diedro #rodu9 /)utc! (ollX$
DIEDRO
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O efeito da geometria do diedro contri6ui #ara aesta6ilidade lateral$V$ ($ lateral na asa est su7eita a um aumento do'ngulo de ataque, e desenvolve um aumento desustentao$% asa contrria Q direo do vento est su7eita a umadiminuio do 'ngulo de ataque, e desenvolve menossustentao$%s mudanas na sustentao #rodu9em um momento
de rolagem tendendo a levantar a asa contra o vento$Huando a asa 8 en
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CONTRO+E
Huando se di9 que uma aeronave 8 controlvel, signica que ela
res#onde fcil e #rontamente ao movimento dos controles$
Mu#erfDcies de controle$
ovendo&se as su#erfDcies de controle em uma aeronave, muda&se o
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,PERF-CIES DE CONTRO+E DE VO
A" "uperf?*ie" de *on&ro'e ou de *o!ando de
@o/ "#o aerof'io" ar&i*u'ado" ou !ei"/proBe&ado" para !odi*ar a a&i&ude de u!aaeronae duran&e o @o$Mo divididas em tr3sgru#os:Kru#o =rimrioKru#o MecundrioKru#o %uiliar
,PERF-CIES DE CONTRO+E DE VO
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K(F=O =(IY(IO
%IAE(O*M, =(OF*)O(EM E AEE$ovimentam a aeronave em torno dos seustr3s eios$
,PERF-CIES DE CONTRO+E DE VO
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OMANDO DAS S,PERF-CIES DE CONTRO+E DE VO
PERF-CIES DE CONTRO+E DE VO
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5R,PO SEC,ND9RIO
-om#ensadorescomandveis-om#ensadores con7ugados
Os com#ensadores con7ugados so
similares quanto Q a#ar3ncia aoscom#ensadores comandveis,#or8m t3m diferentes #ro#"sitos$Eles so usados #ara a7udar o#iloto na movimentao das
su#erfDcies #rimrias de controle$
-om#ensadores comandveis
so #equenos aerof"liosencaiados nos 6ordos defuga das su#erfDcies decomando #rimrias$
PERF-CIES DE CONTRO+E DE VO
PERF-CIES DE CONTRO+E DE VO
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5R,PO A,;I+IAR
F+APES de ASA
SPOILERS
FREIOS AERODINMICOS
"SLATS (aerof'io au:i'iar!e')
F+APES de .ORDO de ATA%,E
SLOTS" (fenda na asa)
PERF-CIES DE CONTRO+E DE VO
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%umentam a rea da asa%umentam a sustentao na decolagemdiminuem a velocidade durante o #ouso 2(EIOM%E(O)I*+I-OM4$
F+APES
Esses aerof"lios so retrateis e se a7ustam
aerodinamicamente ao contorno da asa$
F+APES d .ORDO d ATA%,E
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F+APES de .ORDO de ATA%,E
Mo aerof"lios, que se estendem e seretraem do 6ordo de ataque das asas$ %lgunsti#os criam uma a6ertura entre o aerof"lioestendido e o 6ordo de ataque$
SPOI+ERES
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%umentam a sustentao: .M#oiler. de vo
reios aerodin'micos: /Spoiler de solo
SPOI+ERES
O #ro#"sito dos .s#oilers. 8 #ertur6ar o
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Fm .s#oiler. o #ode ser uma #equena cun!aaada ao 6ordo de ataque do aerof"lio, Esse ti#o
de .s#oiler. fa9 com que a #arte de dentro da asaestole na frente da #arte de fora, o que resulta emcontrole do aileron at8 que ocorra o estol com#letoda asa$
Fsamos etrema #reciso no #osicionamento de um .s#oiler.de 6ordo de ataque durante sua reinstalao, a#"s ter sidoremovido #ara manuteno$O #osicionamento inadequado #ode resultar em caracterDsticasadversas de estol$
SPOI+ERES
S+ATS
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So superfcies mveis de controle #resas ao 6ordo de ataque dasasas$
%,ANDO FECADO: o .slat" forma o bordo de ataque da asa$
%,ANDO na POSI2O A.ERTA 2estendido #ara frente4 : 8 criadoum eslote entre o .slat" e o bordo de ataque da asa.
S+ATS
Em baixas velocidades, isso aumenta a sustentao e mel!ora ascaracterDsticas de mane7o, #ermitindo que a aeronave se7acontrolada em velocidades diferentes das velocidades normais de#ouso$
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SLOTS
ONTRO+E e! TORNO do EI;O +ON5IT,DINA+
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ONTRO+E e! TORNO do EI;O +ON5IT,DINA+
(olamento 2ou rolagem4 ou inclinaolateral$
uno dos AI+ERONS
%ileron: =osio *eutra quando est%E(O)I*%I-%E*TE alin!ado com o 6ordo de fuga
da asa$
ONTRO+E e! TORNO do EI;O +ON5IT,DINA+
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$
AI+ERONS
ONTRO+E e! TORNO do EI;O +ON5IT,DINA+
-O*T(OAE em TO(*O do EISO VE(TI-%A
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-O*T(OAE em TO(*O do EISO VE(TI-%A
% rotao da aeronave em torno do eio vertical 8
c!amada de KFI*%)%$
Esse movimento 8 controlado #elo
+EME
-O*T(OAE em TO(*O do EISO VE(TI-%A
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-ontrole de curva e inclinao em vo$
% #rinci#al funo do leme 8 girar a aeronave emvo$
Huando uma aeronave comea a escorregar ouderra#ar, 8 a#licada uma #resso no leme #aramanter a aeronave a#roada na direo dese7ada$
-O*T(OAE em TO(*O do EISO VE(TI-%A
+EME
ONTRO+E TORNO d EI;O +ATERA+
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ONTRO+E e! TORNO do EI;O +ATERA+
PROF,NDORESFsados #ara fa9er a aeronave elevar&se oumergul!ar$
O6ter suciente sustentao das asas #aramanter a aeronave nivelada nas diversasvelocidades de vo$
NTRO+E do EI;O +ATERA+ e VERTICA+
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%eronaves com com6inao dos esta6ili9adores vertical e!ori9ontal$% em#enagem tem os seus esta6ili9adores formando um'ngulo$Mo con!ecidas como em#enagem em .V.$% #arte esta6ili9adora : EMT%BIAI%)O(EM
% #arte de comando: .RUDDERV!RS" #combi$a%o de leme e#rofundor4
PROF,NDORES E +EME COM.INADOS
COMPENSADORES
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COMPENSADORES
=ara com#ensar as foras que tendem ades6alancear o vo de uma aeronave, os ailerons,#rofundores e leme dis#em de comandos auiliarescon!ecidos como com#ensadores$
Variaes que requerem atuao nos comandos#ara correo:
=eso e a distri6uio da carga
)iversas velocidades
-om6ustDvel dos tanques
COMPENSADORES A,ST9VEIS
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CO S O S ,S S
-ontrolam o 6alanceamento de uma aeronave de forma amant3&la em vo reto e nivelado, sem atuao na coluna decomando, volante ou #edais do leme$
O movimento do com#ensador em uma direo #rovoca ade
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SERVO COMPENSADORESMo similares em a#ar3ncia e o#erao aos
com#ensadoresMo utili9ados nas grandes su#erfDcies de comando#rinci#ais%7udam na movimentao da su#erfDcie de comandomantendo&a na #osio dese7ada$%#enas o servo com#ensador se movimenta, emres#osta ao comando da ca6ine% fora do
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% articulao 8 #ro7etada de tal maneira que, quando a
su#erfDcie de comando #rimrio 8 movimentada, ocom#ensador, se move na direo o#osta$
)essa forma, foras aerodin'micas, atuando so6re ocom#ensador a7udam a movimentar a su#erfDcie de comando
#rimria$
SERVO COMANDO
OMPENSADORES COM MO+A
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OMPENSADORES COM MO+A
Mo de a#ar3ncia similar aos com#ensadores a7ustveis, #or8mservem #aradiferentes #ro#"sitos$Os com#ensadores com mola so usados com os mesmos#ro#"sitos dos atuadores !idrulicos, isto 8, a7udar na
movimentao da su#erfDcie #rimria de comando$
A+ANCEAMENTO EST9TICO e AERODINMICO
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(edu9ir a fora requerida #ara comandar uma su#erfDcie decomando$
O 6alanceamento aerodin'mico 8 geralmente conseguidoatrav8s da etenso de #arte da su#erfDcie de comando Q frenteda lin!a da do6radia$
Ftili9a o
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DISPOSITIVO DE IPERS,STENTA2O
)is#ositivos de !i#ersustentao so utili9ados em
com6inao com aerof"lios, de forma a redu9ir a velocidadede decolagem ou de #ouso, mudando as caracterDsticas deum aerof"lio durante essas fases$ES+OTE5 utili9ado como um #assadioEm grandes 'ngulos de ataque, oar
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-ontrolados da ca6ine
%umentam a cam6ra da asa e, #or conseguinte, asustentao , tornando #ossDvel a reduo da velocidade daaeronave, sem estolar$=ermitem a o6teno de curvas com grande inclinao nasa#roimaes #ara #ouso$Mo usados #rimariamente durante decolagens e #ousos
F+APS
Os ti#os de4 =A%*O,2L4 BI=%(TI)O,
2N4 /&'(ER e2?4 EMAOT%)O$
DISPOSITIVOS DE CONTRO+E DA CAMADA
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+IMITE% camada de ar so6re a su#erfDcie com menorvelocidade em relao ao
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ESTO+
DISPOSITIVOS DE CONTRO+E DA CAMADA+IMITE
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Mo vrios #ara a#licao de alta sustentao;)estacam&se em manter a alta velocidade na
camada limite; e(etardam a se#arao do
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DISPOSITIVOS DE CONTRO+E DA CAMADA+IMITE
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AERODINMICAEAI-Z=TE(OM
JET (%*KE(
M @[
-arlos enrique T!oma9
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FOR2AS %,E AT,AM SO.RE ,M E+IC4PTERO
EAI-Z=TE(O 2#alavra grega4 0 .asa rotativa.$
%s aeronaves so classicadas em:%E(O*%VEM )E %M% IS%
%E(O*%VEM )E %M% (OT%TIV%
(OTO( =(I*-I=%A
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-%BI*E
-O*E )E -%F)%
(OTO( )E -%F)%
(OTO( =(I*-I=%A
%MT(O
EMT%BIAI%)O(
EMHFI
OTO(
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AERONAVEde ASAa dedu9 sua sustentao dasu#erfDcie de um %E(OZAIO ISO;E+IC4PTEROderiva sustentao de um%E(OZAIO (OT%TIVO, denominado (OTO($
O*TE de MFMTE*T%WO & )IE(E*%M
%FKFMT% >U\
Z
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)urante qualquer ti#o de vo !ori9ontal ou vertical,eistem quatro foras atuando :
S,STENTA2O
EMP,;OPESOARRASTO
O(%M HFE %TF% E F EAI-Z=TE(O
O(%M HFE %TF% E F EAI-Z=TE(O
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-ondio .sem vento/
=lano 8 !ori9ontal & #aralelo ao solo$MFMTE*T%WO e E=FSO agem em lin!a reta #aracima$
=EMO e %((%MTO agem retos #ara 6aio$
VO PAIRADO
% soma das foras de sustentao e de em#uotem que igualar a soma das foras do #eso eem#uo, de forma a fa9er o !elic"#tero #airar$
O(%M HFE %TF% E F EAI-Z=TE(O
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-ondio .sem vento.
sustentao e em#uo agem verticalmente #aracima$=eso e arrasto agem verticalmente #ara 6aio$
!elic"#tero #aira quando:MFMTE*T%WO e E=FSO 0 =EMO e %((%MTOMe sustentao e em#uo menores que #eso earrasto, o !elic"#tero desce verticalmente
sustentao e em#uo so maiores que #eso earrasto, o !elic"#tero so6e verticalmente$
VO VERTICA+
VO PARA FRENTE
O(%M HFE %TF% E F EAI-Z=TE(O
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O #lano desenvolvido sustentao&em#uo 8 inclinado
#ara frenteEssa fora resultante sustentaoem#uo 8decom#osta em duas com#onentes:
MFMTE*T%WO atuando verticalmenteE=FSO atuando !ori9ontalmente na direo do vo$
%l8m disso agem:
=EMO 0 fora que atua #ara 6aio%((%MTO 0 fora que atua #ara trs
VO PARA FRENTE
VO RETO e NIVE+ADO
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Voo #ara frente desaceleradoMFMTE*T%WO 0 =EMOE=FSO 0 %((%MTO
ME MFMTE*T%WO ES-E)E( O =EMO, O EAI-Z=TE(OMOBE$
ME % MFMTE*T%WO O( E*O( HFE O =EMO O
EAI-Z=TE(O )EM-E$
VO RETO e NIVE+ADO
Vo com #roa e altitude constantes
ME O E=FSO ES-E)E( O %((%MTO % VEAO-I)%)EEAI-Z=TE(O %FE*T%
ME O E=FSO O( (E)FI)O, % VEAO-I)%)E )II*FI
VO +ATERA+
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O #lano desenvolvido 8 inclinado lateralmente na
direo do vo$
Inclinao do vetor sustentao&em#uo lateral total
% com#onente sustentao 2vertical4 8 reto #ara cima
=EMO reto #ara 6aio
-O=O*E*TE %-EAE(%WO, ou !ori9ontal, agora atua
lateralmente com o arrasto
%((%MTO atua #ara o lado o#osto$
VO +ATERA+
VO PARA TR9S
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O #lano desenvolvido 8 inclinado #ara trs o vetorsustentao&em#uo 8 lateral$
E=FSO 8 #ara trs
%((%MTO 8 #ara frente
MFMTE*T%WO 8 reto #ara cima
=EMO 8 reto #ara 6aio$
VO PARA TR9S
Voo #ara trs 8 eatamente o#osto ao vo #ara
frente$
TOR%,E
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% terceira lei de *ePton
Huanto maior a #ot3ncia do motor , maior o efeito dotorque$
)urante a %FTO&(OT%WO, no ! a reao de torque$
% fora que com#ensa o torque e #ro#orciona o
controle direcional #ode ser #rodu9ida #or (OTO(%FSIAI%(, locali9ado na cauda$
%
Tend3ncia que a fuselagem tende a girar na direo
o#osta$
(OTO( =(I*-I=%A2(=4
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2(=4
F*WO )O (OTO( )E -%F)%
TO(HFE2OVIE*TO )% FMEA%KE4
TOR%,E
TO(HFE
ROTOR A,;I+IAR
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(OTO( de -%F)% ou (OTO( %*TITO(HFE
-omandado #elos =E)%IM na ca6ine de comando
-om#ensao do torque e controle direcional:
5TO)OM
ROTOR A,;I+IAR
TO(HFE
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]&%S
-om#ensao do torque e controle direcional:5TO)OM
PRECESSO 5IROSC4PICA
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% centrifugao do rotor #rinci#al de um !elic"#teroatua como um girosc"#io$
PRECESSO 5IROSC4PICA
AT,A2O DO C-C+ICO
=%MMO
PRECESSO 5IROSC4PICA
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ROTOR de D,AS P9S
-ontrole cDclico de#asso
PRECESSO 5IROSC4PICA
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ROTORES TRIP9S
ovimento do cDclico muda o 'ngulo de ataque de cada #
Eixo de variao
de passo
Variao
de passo
ASSIMETRIA DE S,STENTA2O
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5 -(I%)% =EAO V^O O(IO*T%A OF VE*TO, )F(%*TE O V^O=%I(%)O, E 5 % )IE(E*% E*T(E % MFMTE*T%WO ESIMTE*TEE*T(E % ET%)E )% =Y %V%*%)% )% Y(E% )O )IM-O E %ET%)E )% =Y (ET(%_)%
SS S,S 2 O
9REA DO DISCO O, DISCO DOROTOR
OO PAIRADOHu"&en&a1#o na" p" i0ua' e!orno do di"*o
($=$$ normal do rotor e velocidade 09ero
Velocidade de (otao da #onta da #
Velocidade 8 redu9ida na medidaem que esse #onto se move #ara#osies mais #r"imas do cu6o
do rotor
ASSIMETRIA DE S,STENTA2O VENTO RE+ATIVO
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2
VO PARA FRENTE
V( 0 com6inao davelocidade de rotao do rotore do movimento #ara frente do
!elic"#tero$
% # que avana tem avelocidade com6inada da #,mais a do !elic"#tero
% velocidade da #, que recua 8 avelocidade da # menos avelocidade do !elic"#tero$
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)evido Q maior sustentao na # que avana, o!elic"#tero tende Q rolagem, a menos que algumacoisa se7a feita #ara equali9ar a sustentao duranteo vo !ori9ontal, ou quando #airando no vento$
)evido Q maior sustentao na # que avana, o!elic"#tero tende Q rolagem, a menos que alguma
coisa se7a feita #ara equali9ar a sustentao nas#s, em am6os os lados do !elic"#tero$
ASSIMETRIA DE S,STENTA2O
N5,+O DE .ATIMENTO
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MIMTE% )O (OTO( T(I&=Y
.RA2OS DE ARRASTO
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2
ao de 6atimento da #
o de 6atimento da # cria uma condio de des6alanceam
Vi6rao
#ermitir o movimento de vaiv8m no#lano !ori9ontal
=ermitem o movimento de vaiv8m da # no #lano
!ori9ontal
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VIB(%WO ES-EMMIV%
%O(TE-E)O(EM I)(YFAI-OM
(OTO(%(TI-FA%)O
N5,+O DE .ATIMENTO
N5,+O DE .ATIMENTO
MIMTE% )O (OTO( BI =Y
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%s #s 6atem como uma s" unidade$
Enquanto a # que avana 6ate #ara cima devido ao aumentode sustentao, a # que recua 6ate #ara 6aio, devido Qreduo da sustentao$
% mudana no 'ngulo de ataque em cada # #rodu9ida #oresse fato, tende a equali9ar a sustentao so6re as duasmetades do disco do rotor$
% #osio do controle cDclico de #asso no vo #ara frente,
tam68m causa diminuio do 'ngulo de ataque na # queavana, e um aumento do 'ngulo de ataque na # que recua$
Isso, somados ao 6atimento das #s equali9a a sustentaoso6re as duas metades do disco do rotor$
MIMTE% )O (OTO( BI&=Y
FORMA2O DE CONES
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5 uma es#8cie de do6ramento das #s #ara
cima, causada #ela com6inao das foras desustentao e centrDfuga$
P'anoperpendi*u'ar ao!a"&ro do ro&or
)E-OA%KE VE(TI-%A
FORMA2O DE CONES
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elic"#tero Mea ]ing da arin!a do Brasil
EFEITO SO+O
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Voo #airado e #r"imo ao solo
=roduo de um denso colc!o dear entre o solo e o !elic"#tero
5 efetivo a uma altura dea#roimadamente metadedo di'metro do disco dorotor$
% a#roimadamente N a `mil!as#or !ora em relao ao solo,o !elic"#tero deiao colc!o$
A,TOJROTA2O
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-ondio de vo durante o qual no ! fornecimento
de #ot3ncia do motor
O rotor #rinci#al 8 acionado a#enas #ela ao dovento relativo$
% transmisso do !elic"#tero ou trem de #ot3ncia 8#ro7etado #ara desenga7ar do sistema do rotor#rinci#al, #ara #ermitir que este gire livremente nasua direo original$
o
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RE5IO DEACIONAMENTO
O, DE A,TOJROTA2O
% #arte da # do rotor que #rodu9 asforas, que fa9em com que o rotor
gire, e que est entrea#roimadamente L` e @U doraio, a #artir do centro$
RE5IO DE ESTO+
Mo os L` da #arte interna da #do rotor que o#era acima do 'ngulo
mimo de ataque 2'ngulo deestol4, contri6uindo dessa formacom #ouca sustentao, #or8mconsidervel arrasto, o qual tende adiminuir a rotao da #$
RE5IO DEPROP,+SO Os NU #ara a etremidade da #
do rotor$)urante o vo #ara frente, essas regies so deslocadasatrav8s do disco do rotor #ara a esquerda
A,TOJROTA2O
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Esta6ilidade da ($=$$ do rotor: quando as foras soiguais$
% velocidade #ara frente durante a descida em auto&rotao$
% sustentao adicional indu9ida$
%rredondamento de #laneio$
Velocidade #ara frente e a de descida se a#roimamde 9ero$
(a9o ligeiramente aumentada e velocidade #ara
frente redu9ida
PO,SO
EI;OS DE VO DO E+IC4PTERO
VE(TI-%A
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Eiotransversalou lateral
Eiolongitudinal
Eio vertical
-entro de gravidade &-K
ovimento dearfagem 2#icar,ca6rar4
ovimento
direcional
ovimentode rolagem
AO*KITF)I*%A
A%TE(%A
EI;OS DE VO DO E+IC4PTERO
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O movimento em torno do eio vertical #rodu9 guinada,uma oscilao do nari9 2ou mudana de direo4 #ara adireita ou #ara a esquerda$
-ontrolado #elo #edal$
VERTICA+
EI;OS DE VO DO E+IC4PTERO
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+ON5IT,DINA+
(olagem
-ontrole #elo -_-AI-O de #asso #ara a direta ou #ara aesquerda$
uda o #asso de cada # do rotor #rinci#al durante um ciclode rotao$
EI;OS DE VO DO E+IC4PTERO
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+ATERA+
Aevantamento ou a6aiamento do nari9 2%(%KE4
-ontrole -_-AI-O de #asso, #ara frente ou #ara trs$
CONTRO+E DE VO DO E+IC4PTERO
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CONTRO+E DE VO DO E+IC4PTERO
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O movimento !ori9ontal 8controlado #ela mudana dedireo da inclinao do rotor
#rinci#al, #ara #rodu9ir umafora na direo dese7ada$
C-C+ICO
O -_-AI-O muda o 'ngulo do #asso das #sdo rotor
CONTRO+E DE VO DO E+IC4PTERO
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Aevantando o controle de#asso coletivo, aumentao #asso das #s,aumentando dessa formaa sustentao$
%6aiando o controle,diminui o #asso das #s,#rovocando uma #erda de
sustentao$
CO+ETIVO
-OAETIVO altera a #ot3ncia entregue #ara o rotor
CONTRO+E DE VO DO E+IC4PTERO
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O controle de #asso coletivo usado 7untamente com o controlecDclico$
(egular a velocidade do !elic"#tero
-_-AI-O muda o 'ngulo do #asso das #s do rotor
-OAETIVO muda a #ot3ncia entregue #arao rotor 2($=$$ e #resso de admisso4$
,SO COORDENADO DO C-C+ICO E CO+ETIVO
CONTRO+E DE VO DO E+IC4PTERO
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-ontrolando o #asso das #s do rotor, o #iloto#ode esta6elecer o vo vertical do !elic"#teroC-C+ICO
ani#ulando um comando, uma velocidade
constante #ode ser mantida, inde#endentementedo aumento ou da reduo do #asso das #s$CO+ETIVO
CO+ETIVO est sincroni9ado com o controle de#asso de rotor #rinci#al, de tal maneira que umaumento no #asso, aumenta a #ot3ncia; e umareduo no #asso redu9 a #ot3ncia$
CONTRO+E DE VO DO E+IC4PTERO
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O!ANDO F"N#$O PRI!%RIA
&'IO DIRE#$O E VE'OIDADE
O'E(IVOA'(I("DE E PRESS$O DE
AD!ISS$O
!ANE(E RP!
PEDAIS ON(RARIAR O (OR)"E
COMANDO DOS CONTRO+E DE VO DO E+IC4PTERO
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C-C+ICO
CO+ETIVO
AERODINMICA DE A+TA VE+OCIDADE
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E"&udo da na&ureKa do Lu:o de ar de a'&a e'o*idade *o! a"pe*u'iaridade" do" aie" de a'&a perfor!an*e$
OVOS PROETOS DE AERONAVES E MOTORES
TRANSPORTE DE A+TA PERFORMACE
VOOS COM VE+OCIDADES MAIS A+TAS
ERODINMICA DE A+TA VE+OCIDADE ; AERODINMICA DE .AI;A VE+OCIDAD
AERODINMICA DE A+TA VE+OCIDADE
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CONCEITOS 5ERAIS DE PADRO DE F+,;OS,PERSNICO
E! =ai:a" e'o*idade" de @oHO ar pa""a por pe7uena" !udan1a" de pre""#o"e! !udan1a da den"idade
E! 0rande" e'o*idade" de @oHA" !udan1a" de pre""#o "#o !aiore"Mudan1a" "i0ni*an&e" na den"idade do ar
E:i"&e! efei&o" de *o!pre""i=i'idade no ar$
VE+OCIDADE DO SOM
AERODINMICA DE A+TA VE+OCIDADE
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VE+OCIDADE DO SOM%o nDvel do mar, num dia #adro: cerca de [[>,@ n"s 2@[U $=$4
%,ANDO A ASA SE DES+OCA NO AR: mudanas na velocidade local-riao de #ertur6aes no
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%M% -O VEAO-I)%)E %-I% )% VEAO-I)%)E )O MO:
O
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O efeito da com#ressi6ilidade no de#ende da velocidade do ar,mas do relacionamento entre a velocidade do ar e a velocidade dosom$
Esse relacionamento 8 c!amado de nmero de %-
%- 0 velocidade verdadeira do arvelocidade do som a uma altitude #articular$
Esses regimes so denidos como se segue:
S,.SNICO & Vo com nmero de ac! a6aio deU,@`$ TRANSNICO& Vo com nmero de ac! entreU,@` e >,LU$S,PERSNICO& Vo com nmero de ac! entre >,LUe `,UU$ IPERSNICO& Vo com nmero de ac!
acima de ` UU
AERODINMICA DE A+TA VE+OCIDADE
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AVA+IA2O DOS TIPOS DE F+,;O E;ISTENTES EMCADA 9REA$
(EKIE MFBM^*I-O
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F+,;O S,.SNICO F+,;O S,PERSNICO
F+,;O S,.SNICOToda mol8cula 8 mais ou menos afetada #elo movimento de
todas as outras mol8culas, em todo o cam#o do
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F+,;O S,PERSNICO%celera ao longo de um tu6o dee#anso=rovoca r#ida queda da densidade doar
)esacelera ao longo de um tu6o decontrao-ausa queda da densidade do ar
*o AFSO MF=E(M^*I-O:
E;EMP+OS T-PICOS DE F+,;O S,PERSNICO
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Todas as mudanas na velocidade, #resso, tem#eratura,densidade e direo de
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Fm 4 O
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FORMA2OHuando des#rendida do 6ordo de ataque$Tam68m ocorre quando uma 6orda, ou 'ngulo de meio cone,ecede um valor crDtico$=er#endicular ao for L,[, L ser a#enas U,`$
ONDA DE CO%,E NORMA+ 2+*KFAO(ETO4
orma na frente de qualquer
ONDA DE CO%,E NORMA+
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orma na frente de qualquero67eto;
)iminui esse
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*a medida em que o
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>4 O
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ONDA PARA ,M AEROF4+IO S,.SNICOCONVENCIONA+
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Onda #ara um aerof"lio su6snicodes#ontado convencional$
*ari9 8 rom6o 0 onda de c!oque
normal
Fma ve9 que o
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% es#essura do aerof"lio tem umefeito
etremamente #oderoso so6re oarrasto de onda$
Onda de arrasto 8 se#arada edistinta doarrasto devido Q sustentao$
O arrasto de onda varia com oquadrado da ra9o de es#essura2es#essura mima dividida #elacorda4$Os 6ordos de ataque das formas su#ersnicas t3m que ser
alados$O centro aerodin'mico do aerof"lio `U da corda
Aocali9ao su6snica do centro aerodin'mico est #r"imo da #osiode L` da corda$
F+,;O S,PERSNICO
5
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F)%*%M HFE O-O((E (E=E*TI*%E*TE %T(%V5M )E )IVE(M%MO(%M )E O*)%:
VEAO-I)%)E*E(O )E %-=(EMMWO EMTYTI-%TE=E(%TF(% EMTYTI-%
)E*MI)%)E)I(EWO )E AFSO
TI=O E % ESTE*MWO )% O*)% O(%)%
% O(% )O OBJETOO *E(O )E %-F)%*% )E )I(EWO )E AFSO (EHFE(I)%
RE5IME DE VO TRANSNICO
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-onforme a velocidade de vo se a#roima da velocidade do som, asreas de vo su#ersnico se am#liam, e as ondas de c!oque semovem mais #r"imas do 6ordo de fuga$
% camada limite #ode #ermanecer se#arada ou #ode se re7untar,de#endendo muito da forma do aerof"lio e do 'ngulo de ataque$
Huando a velocidade de vo ecede a velocidade do som, uma ondade #roa a#arece re#entinamente na frente do 6ordo de ataque, coma regio su6snica atrs da onda
Velocidades mistas 2su6snica e su#ersnica4
Efeitos signicantes de com#ressi6ilidade$
RE5IME DE VO TRANSNICO
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%s ondas de c!oque normais se movem #ara o 6ordo de fuga$Me a velocidade de vo aumentar #ara qualquer valor su#ersnico, a
onda de #roase mover #ara mais #r"imo do 6ordo de ataque, inclinando&se mais#ara 6aio; e as ondas de c!oque normais do 6ordo de fuga se tornamondas de c!oque o6lDquas$
Fma ve9 que a maioria das diculdades do vo transnico estoassociadas com a se#arao do
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EIOM =%(% (E)FI( % I*TE*MI)%)E )% )IVE(K*-I% )%
O(% T(%*M^*I-% *% %E(O*%VE:
Mu#erfDcies nas, de #ouco alongamento e comen
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5 um #ar com#lementar de aerof"lios #equenos, de 6aio
alongamento 2#equeno es#ao em relao a corda4 montadosa 'ngulos de ataque o#ostos um ao outro, e #er#endiculares asu#erfDcie aerodin'mica$
Os aerof"lios dos geradores tam68m desenvolvemtur6il!onamentos muitos fortes$
Esses tur6il!onamentos #rovocam um
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o efeito de arrastar o ar de altaenergia da camada
O com#rimento dosv"rtices8 #ro#orcional Qsustentaodesenvolvida #elos
aerof"liosdo gerador$Os geradores de tur6il!onamentose#restam a dois diferentes#ro#"sitos:*os %IAE(O*M:retardam o #rincD#io dadiverg3ncia de arrasto em altasvelocidades, eant3m a efetividade do aileronem altas velocidades
ileiras de geradores de tur6il!onamento instalados no
5ERADORES DE T,R.I+ONAMENTO
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ileiras de geradores de tur6il!onamento instalados noleme:
#ro#orcionam a se#arao do
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im#ortantes:
Mu#erfDcies de controle de 6ordo de ataque #odem ser afetadas demaneira adversa #elas ondas de c!oque, formadas em vo acima donmero de ac! crDtico da su#erfDcie de controle$
Me o
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# , # c!oque, #ode criar alteraes muito grandes nos momentos de
articulao da su#erfDcie de controle$
Tais mudanas nos momentos de articulao, #rodu9em foras decontrole indese7veis, as quais #odem requerer o uso de um sistema decontrole irreversDvel$
Fm sistema de controle irreversDvel em#rega #ot3ncia !idrulica, ouatuadores el8tricos, #ara mover as su#erfDcies de controle, assim, ascargas de ar desenvolvidas nas su#erfDcies no #odem ser sentidas#elo #iloto$
%dequados retornos devem ser sinteti9ados #elas molas de retorno.q., contra#esos, e assim #or diante
Huando o ar
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certas redues de velocidade, as quais #rodu9em os corres#ondentesaumentos de tem#eratura$
% maior reduo de velocidade e aumento de tem#eratura, ocorremnos diversos #ontos de re#ouso da camada limite na aeronave$
Enquanto os vos su6snicos no #rodu9em qualquer interesse real,vos su#ersnicos #odem gerar tem#eraturas sucientementeelevadas, #ara tornarem&se de grande im#ort'ncia #ara a estrutura,
sistema de com6ustDvel e gru#o moto#ro#ulsor$
Tem#eraturas mais elevadas #rodu9em redues es#ecDcas naresist3ncia das ligas de alumDnio e requerem a utili9ao de ligas detit'nio e aos inoidveis$
A%,ECIMENTO AERODINMICO
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E#osies contDnuas em tem#eraturas elevadas, redu9em a resist3nciae am#liam os #ro6lemas de fal!a #or desligamento e rigide9 estrutural$
O efeito do aquecimento aerodin'mico so6re o sistema de com6ustDvel,deve ser considerado no #ro7eto de um avio su#ersnico$
IAE -%%