Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 73
O avião Cessna 172 tem uma área de asa de , uma razão de aspecto de 7,38 e um coeficiente básico de arrasto . Sua hélice, cujos dados estão na Figura 11.16, tem um diâmetro de . Se o avião pesa e voa a a de altitude padrão, calcule (a) a rotação apropriada da hélice, em rpm, e (b) a potência necessária. A hélice é eficiente? [Dica: A eficiência é boa, mas não é a melhor.
Passo 1
Opa, beleza?
Bora resolver essa questão juntos!
Começamos o nosso problema sabendo que na altitude de , a densidade do ar é:
Calculando o coeficiente de elevação:
Substituindo os dados:
Calculando o coeficiente de arrasto:
Calculando o empuxo:
Passo 2
Letra a)
Para a hélice apropriada, utilizamos a figura e os dados de desempenho de uma hélice usada na Aeronave Cessna 172.
Experimentando a melhor eficiência de 83%, neste ponto, :
Substituindo os dados:
Calculando o empuxo:
A partir dos dados de substituto do impulsor livre com 0,04 para , substituindo os dados:
O empuxo calculado é muito pequeno quando comparado a . Portanto, precisamos de um coeficiente de empuxo maior e menor. Portanto, é necessário iterar mais para obter o resultado apropriado.
Com :
Substituindo os dados:
Calculando o empuxo:
A partir dos dados de substituto do impulsor livre com 0,04 para , substituindo os dados:
O empuxo calculado é quase igual a . A resposta está OK.
Portanto, a velocidade da hélice apropriada é .
Passo 3
Letra b)
A partir da figura de dados de desempenho para uma hélice usada na Aeronave Cessna 172, o valor correspondente para o coeficiente de potência é .
Portanto, a energia necessária é,
Substituindo os dados:
E acabamos!
Até a próxima questão!