TEORIA DE VÔO

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TEORIA DE VÔO. ALTA VELOCIDADE. Aerodinâmica de Alta Velocidade. À medida que as aeronaves foram adquirindo a capacidade de atingir velocidades maiores, surgiram reações aerodinâmicas inesperadas como: Tendência a picar; Vibrações em toda a aeronave; - PowerPoint PPT Presentation

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  • TEORIA DE VOALTA VELOCIDADE

  • *Aerodinmica de Alta Velocidade

  • * medida que as aeronaves foram adquirindo a capacidade de atingir velocidades maiores, surgiram reaes aerodinmicas inesperadas como:

    Tendncia a picar; Vibraes em toda a aeronave; Comandos pesados, invertidos ou at inoperantes.

  • *Os problemas da alta velocidade comeavam a surgir quando as aeronaves se aproximavam da velocidade do som, da surge a conhecida barreira do som.

    Estudos da poca concluram que os problemas da alta velocidade tinham relao com a compressibilidade do ar.

  • *CompressibilidadeSubstncia Compressvel

  • *Aerodinmica de Baixa Velocidade: Baixas presses que podem ser desprezadas; Apenas pequenas variaes de volume e densidade; Estudo simplificadoAerodinmica de Alta Velocidade: Altas presses que afetam as propriedades do ar; No existe fronteira ntida entre alta e baixa velocidade; Considerar o incio da alta velocidade a 250kts ou M 0,4.Compressibilidade

  • * O som uma srie de IMPULSOS DE PRESSO.

    Para que o som se propagueTEM QUE EXISTIR MATRIA.

    A velocidade de propagao depende SOMENTE DA TEMPERATURA. Compressibilidade

  • *Durante o vo, as partes da aeronave emitem ondas de presso que afetam o ar a sua frente, estas ondas se propagam a velocidade do som.UpwashFluxo SubsnicoCompressibilidade

  • *CompressibilidadeSe a aeronave ultrapassar a velocidade do som, os impulsos de presso viajaro atrs da aeronave e no afetaro o ar frente.Fluxo SupersnicoOnda de Proa

  • *Compressibilidade0.700.740.780.820.780.740.700.850.900.951.000.950.900. 85

  • *Os efeitos de compressibilidade no esto limitados s velocidades superiores do som.

    Subsnicos (Somente fluxos subsnicos) Transnicos (Fluxos subsnicos e supersnicos) Supersnicos (Somente fluxos supersnicos) Hipersnicos ( 5 vezes a velocidade so som)Compressibilidade

  • *A velocidade na qual o primeiro ponto da aeronave atinge a velocidade do som denominada Mach Crtico.

    A passagem do fluxo subsnico para supersnico suave, porm a transio do fluxo supersnico para subsnico sempre acompanhada de uma onda de choque.Compressibilidade

  • *0.88fluxo supersnicoTurbilhonamentoOnda de Choque NormalCompressibilidade

  • *0.90fluxo supersnico0.900.940.980.980.94Compressibilidade

  • *As caractersticas da onda de choque normal so:S ocorre quando o escoamento passa do fluxo supersnico para o subsnico;A direo dos filetes de ar no modificada;Ocorre aumento de presso, temperatura e densidade, reduzindo o nmero de mach dos filetes;Ocorre reduo da energia dos filetes de ar.

    Compressibilidade

  • *Consequncias das Ondas de ChoqueEstol de compressibilidade.O estol de um aeroflio ocorre porque os filetes de ar, na camada limite, perdem energia cintica devido a viscosidade, reduzindo a sustentao e aumentando o arrasto.O mesmo ocorre com a onda de choque que interage com a camada limite, aumentando sua espessura.

  • *Estol de compressibilidade.Fluxo TransnicoFluxo SubsnicoConsequncias das Ondas de Choque

  • *Conseqncias das Ondas de ChoqueEstol de compressibilidade.A velocidade do estol subsnico aumenta com a altitude.A velocidade do estol de mach diminui com a altitude.O ponto onde estas duas velocidades se encontram denomina-se coffin corner ou canto do caixo.

  • *Conseqncias das Ondas de ChoqueAumento do ArrastoO surgimento da onda de choque faz com que se crie uma nova parcela de arrasto, denominada arrasto de onda ou arrasto de compressibilidade.Quando as ondas de choque produzem o descolamento da camada limite, o arrasto aumentado rapidamente , at atingir o mach de divergncia de arrasto.

  • *Conseqncias das Ondas de ChoqueARRASTO DE COMPRESSIBILIDADEAsa com enflechamento nulo

  • *Conseqncias das Ondas de Choque3. Variao da posio do CP.

  • *Conseqncias das Ondas de ChoqueReduo do DownwashUp WashDown WashASAPROFUNDOR

  • *Conseqncias das Ondas de ChoqueReduo do DownwashUp WashDown Wash

  • *RolloffVoando prximo ao mach crtico, uma aeronave ao guinar poder entrar em estol de choque na asa externa guinada, ocasionando um rolamento no sentido oposto guinada.Conseqncias das Ondas de Choque

  • * 6. Tuck UnderTuck Under a tendncia que a aeronave apresenta de picar. Surge da interao dos dois fenmenos vistos anteriormente, a reduo do downwash e o deslocamento do CP para trs, que aumenta o momento no sentido de picar na asa e reduz a capacidade do profundor de cabrar.Conseqncias das Ondas de Choque

  • *Conseqncias das Ondas de Choque7. Vibraes na cauda ou em todo o avioCausados pelo descolamento dos filetes provocados pelas ondas de choque.

  • * 8. Comandos duros ou InoperantesTodos os sinais produzidos pelo comando ficam acumulados na onda de choque.O comando atua diretamente nos filetes de ar descolados da superfcie.O deslocamento do CP para trs faz com que a fora necessria para movimentar os comandos aumente. Conseqncias das Ondas de Choque

  • *Conseqncias das Ondas de Choque 9. Problemas de MergulhoTodos os problemas vistos anteriormente desaparecem subitamente aps um mergulho pois ao descer na atmosfera a temperatura do ar aumenta, elevando a velocidade do som, portanto reduzindo o nmero de mach da aeronave, suficiente para reduzir abaixo do mach crtico.

  • *Vo TransnicoArrasto Predominante: induzidoArrasto Predominante: compressibilidadeTransnicoSubsnico

  • *Vo TransnicoAs tcnicas empregadas para reduzir o arrasto de compressibilidade so:EnflechamentoAeroflio de pequena espessura ou curvaturaProjeto com base na regra da rea.Geradores de vrticesEstabilizadores com incidncia varivelMach trimmer

  • *Vo TransnicoEnflechamento

  • *Vo TransnicoEnflechamentoA asa enflechada tem como objetivo reduzir o mach crtico.A asa enflechada tem a tendncia de estolar de ponta de asa.A asa enflechada produz menor sustentao.Na asa enflechada existe a possibilidade de ocorrer um pitch up.A asa enflechada pode agravar o tuck under.

  • *Vo TransnicoAeroflio e pequena curvatura ou espessuraPerfil AssimtricoPerfil Supercrtico

  • *Vo TransnicoRegra da reaNariz Caudarea

  • *Regra da reaVo Transnico

  • *Vo TransnicoGeradores de Vrtices (Vortex Generators)Os geradores de vortex so dispositivos feitos de uma asa de pequeno alongamento colocada em um local que se beneficiar com os vrtices.So asas em miniatura que como subproduto da sustentao, so criados vrtices que influenciam os filetes de ar.

  • *Geradores de Vrtices (Vortex Generators)Os vrtices captam ar fora da camada limite, que possuem mais energia cintica e o misturam com a camada limite que possui menos energia cintica.Os geradores de vrtice so posicionados para redirecionar os filetes de ar de modo a prevenir reaes adversas, desse modo aumentando a sustentao e reduzindo o arrasto.Vo Transnico

  • *Vo TransnicoGeradores de Vrtices (Vortex Generators)

  • *Vo TransnicoGeradores de Vrtices (Vortex Generators)

  • *Vo TransnicoGeradores de Vrtices (Vortex Generators)

  • *Vo TransnicoEstabilizador Horizontal com Incidncia Varivel

  • *Vo TransnicoMach TrimmerDispositivo sensvel ao nmero de mach, tem como objetivo manter a estabilidade longitudinal da aeronave, evitando o tuck under.

  • *Conseqncias do EnflechamentoReduo da sustentaoTendncia de passeio dos filetes de arTendncia de estol nas pontas das asasDutch Roll

  • *Conseqncias do EnflechamentoReduo da sustentaoA asa somente sensvel ao componente perpendicular ao bordo de ataque.Necessita ngulos de ataques maiores que as asas no enflechadas.Estola com ngulos de ataque maiores e com coeficientes menores.Proporcionam um vo mais confortvel em tubulncias.

  • *Conseqncias do EnflechamentoTendncia de passeio dos filetes de ar

  • *Conseqncias do EnflechamentoTendncia de passeio dos filetes de ar

  • *Conseqncias do EnflechamentoTendncia de estol nas pontas das asas.Ocorre devido a componente paralela ao bordo de ataque.Desloca o Cp para frente.Provoca o Pitch Up

  • *Conseqncias do EnflechamentoDutch Roll a tendncia de instabilidade apresentada pelas asas enflechadas, ocorre no incio de uma guinada, como a asa que avana produzir mais sustentao, esta asa subir, no entanto como tambm produzir maior arrasto iniciar uma guinada no sentido oposto, reiniciando o ciclo.

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