Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 167
Um avião leve tem uma envergadura efetiva de 10 m e corda de 1,8 m. Ele foi originalmente projetado para usar um aerofólio de seção convencional (NACA 23015). Com este aerofólio, sua velocidade de cruzeiro em um dia-padrão próximo do nível do mar é 225 km/h. Uma conversão para um aerofólio de seção de escoamentolaminar (NACA 662215)
é proposta. Determine a velocidade de cruzeiro que poderia ser atingida com o novo aerofólio para a mesma potência.
Passo 1
Nesse problema, temos um avião leve, em que devemos encontrar a velocidade de cruzeiro atingida em um novo desing de aerofólio.
Para a resolução da questão, já temos alguns dados e através deles podemos fazer os cálculos:
Uma informação que devemos ter é que, assim como em casos aerodinâmicos, a força de arrasto é igual ao empuxo, por estarem na mesma direção.
Quanto a sustentação, como é uma componente perpendicular ao movimento do objeto, se iguala ao peso. Assim, temos
Passo 2
Temos os seguintes dados:
Logo, a área e o AR são: e .
Para o aerofólio NACA 23015, temos e , onde é o oeficiente de arrasto da seção. Assim, o coeficiente de arrasto da asa é dado pela seguinte equação:
Portanto, a força de arrasto é:
Logo, o impulso do motor necessário é .
A energia necessária é: .
Passo 3
Fazendo para o aerofólio NACA 66, temos e .Logo, o coeficiente de arrasto da asa é:
A energia necessária é:
Então a nova velocidade é:
Prontinho!!