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2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST
Matéria:– Escoamento em torno de perfis: sustentação e entrada em
perda.
– Esquemas de controlo de separação da camada limite
Escoamentos exteriores
2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST
Escoamento em torno de perfis
Sequências do MFM: Dynamics/Dependence of forces on Reynolds number and
geometry: Lift and Drag forces
Boundary layer/Separation: Leading edge separation Effects of boundary conditions on separation
2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST
Resistência de atrito (ou viscosa) dominante e pequena
Escoamento em torno de perfis
Baixa curvatura das linhas de corrente –> gradientes de pressão adversos baixos: não há separação
Perfil simétrico com ângulo de incidência nulo (Re7000)
2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST
Curvatura das linhas de corrente elevada –> pressão mínima baixa –> gradientes de pressão adversos elevados: separação
Escoamento em torno de perfis
Resistência de forma importante
Ângulo de ataque de 5º (Re7000) - mesmo perfil
2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST
Curvas aerodinâmicas de perfis:
Escoamento em torno de perfis
- Ângulo de ataque
22U
LCL
22U
DCD
Entrada em perda – depende Re
2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST
Matéria:– Escoamento em torno de perfis: sustentação e entrada em
perda.
– Esquemas de controlo de separação da camada limite.
Escoamentos exteriores
2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST
Bibliografia:– White – Fluid Mechanics: Última parte cap. 7
Escoamentos exteriores
2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST
Mostre que, na ausência de vento, em voo planado o ângulo da trajectória com a horizontal é dado por
tan = D/L
(D – resistência; L – sustentação) Considere um planador com uma massa de 200 kg, 12 m2 de
asa, alongamento (corda/envergadura) de 11, e perfis NACA009, estime:
a) A velocidade de entrada em perda;
b) O menor ângulo com a horizontal de voo planado
c) A maior distância que pode planar partindo duma altitude de 1.200 m.
Escoamentos exteriores: Problema
2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST
Mostre que, na ausência de vento, em voo planado o ângulo da trajectória com a horizontal é dado por
tan = D/L
(D – resistência; L – sustentação)
Escoamentos exteriores: Problema
Resposta:
mg sen
L
D
mgmg cos
sin
cos
mgD
mgL
Para que a trajectória seja rectilínea e a velocidade
constante:
2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST
Considere um planador com uma massa de 200 kg, 12 m2 de asa, alongamento (corda/envergadura) de 11, e perfis NACA009, estime:
a) A velocidade mínima do avião (de entrada em perda);
Escoamentos exteriores: Problema
LAC
LV
2
max
cos2min
LAC
mgV
25,1max
LC
AV
LCL
2
21
018,0max
DC
max
1tanL
D
C
C º 87,0
m/s 6,16
LAC
mg
cos2
6102,1Re Vc m 1112c
2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST
Considere um planador com uma massa de 200 kg, 12 m2 de asa, alongamento (corda/envergadura) de 11, e perfis NACA009, estime:
b) O menor ângulo com a horizontal de voo planado
Escoamentos exteriores: Problema
L
D
C
C1tan
Ang. Ataque Coef. Res. Coef. Sust.Ang. traj.4 0,004 0,04 0,578 0,01 0,8 0,71
12 0,015 1,16 0,74
2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST
Distância horizontal percorrida:
Considere um planador com uma massa de 200 kg, 12 m2 de asa, alongamento (corda/envergadura) de 11, e perfis NACA009, estime:
c) A maior distância que pode planar partindo duma altitude de 1.200 m.
Escoamentos exteriores: Problema
sin
cos
Vv
Vv
z
x
zv
ht
V
vx
vz
Tempo de descida:
hv
vtvl
y
xx coth
km 618,120cot minmax hl