Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 119
Admita que o avião do Problema 7.116 seja equipado com todos os melhores dispositivos de alta sustentação da Figura 7.28. Qual a sua mínima velocidade de estol em km/h? Calcule a distância de parada se o avião aterrissa a V0 5 l,25Vestol com CL 5 3,0 e CA 5 0,2 constantes e a força de frenagem sobre as rodas é igual a 20% do peso.
Passo 1
E aí, galera, tudo bem? MecFlu pode parecer difícil, mas cola aqui que eu vou te ajudar!
Nessa questão, temos um avião de peso e uma área de asa , voando a uma corda média de . O avião é projetado pra pousar a uma velocidade .
O enunciado nos pede então pra calcular a distância de parada do avião, considerando que a força de frenagem é 20% de seu peso. Além disso, devemos considerar os coeficientes de arrasto e sustentação constantes e como sendo e .
Mas antes da gente ir pro Passo 2, vamos lembrar que à temperatura ambiente, a massa específica do ar será .
Agora sim, vem comigo pra gente matar esse problema juntos!
Passo 2
Em primeiro lugar, vamos calcular a velocidade de pouso.
Primeiramente, indo na Figura 7.28 e considerando que o avião seja equipado com todos os melhores dispositivos de alta sustentação, achamos o coeficiente de sustentação máximo .
Agora, podemos calcular a velocidade de estol:
Logo a velocidade de pouso é:
Passo 3
Pra finalizar a questão, vamo resolver a distância de parada do avião pra essa situação.
Pra isso, vamos fazer um balanço das forças agindo no momento do pouso:
Sendo a força de arrasto e a força de frenagem, que segundo o enunciado, é do peso nas rodas.
Mas o que seria o peso agindo nas rodas? Oras, seria simplesmente a diferença entre o peso do avião e a força de sustentação que mantém ele voando.
Ou seja, a força de frenagem será dada por:
Substituindo numericamente no balanço de forças, a gente fica com:
Podemos então converter essa derivada em uma que considere a taxa de variação entre o quadrado da velocidade e a distância:
Separando as variáveis e integrando:
Substituindo que encontramos no Passo anterior:
Pronto, matamos a questão juntos!
Resposta
A velocidade de pouso é
A distância de parada do avião é