Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 75
Um pequeno avião tem uma asa com área de 30 m², um coeficiente de sustentação de 0,45 nos parâmetros de decolagem, e uma massa total de 2800 kg. Determine (a) a velocidade de decolagem desse avião ao nível do mar nas condições atmosféricas padrão, (b) a carga da asa e (c) a potência necessária para manter uma velocidade de cruzeiro constante de 300 km/h para um coeficiente de arrasto de cruzeiro de 0,035.
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem?
Bem, para o problema, assumimos primeiramente que:
1 Existem condições atmosféricas padrão.
2 O arrasto e sustentação produzidos por outras partes do avião que não sejam as asas não são consideradas.
Do problema, temos:
Passo 2
Letra a) Seguindo o mesmo raciocínio das questões anteriores, sabemos que o momento em que uma aeronave decola é quando a força de sustentação é igual ao peso total. Portanto:
Assim, podemos substituir os valores:
Passo 3
Letra b) O carregamento da asa é a elevação média por unidade de área de forma de plano, que é equivalente à razão entre a elevação e a área de forma de plano de as asas, desde que a sustentação gerada durante o cruzeiro constante seja igual ao peso da aeronave. Portanto:
Passo 4
Letra c) Quando a aeronave está navegando constantemente a uma altitude constante, a força líquida que atua na aeronave é zero e, assim, a força fornecida pelos motores deve ser igual à força de arrasto, que é:
Assim, substituindo os valores:
Observando que a potência é o produto da força e velocidade, a força propulsora necessária para superar esse arrasto é igual aos tempos de empuxo a velocidade de cruzeiro:
Então, substituindo os valores:
Resposta
Portanto:
Letra a)
Letra b)
Letra c)