Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 165
O professor instrutor dos alunos do projeto do aeroplano do Problema 9.163 não está satisfeito com a ideia de usar folha rígida de plástico para o aerofólio. Ele solicita aos estudantes que avaliem a carga total máxima esperada e a potência requerida para manter o
voo, se a folha de plástico for substituída por um aerofólio de seção convencional (NACA 23015) com a mesma razão de aspecto e ângulo de ataque. Quais são os resultados da análise?
Passo 1
Neste problema temos alguns dados de um aerofólio, em que devemos encontrar a carga útil máxima e a potência necessária.
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
Segundo os dados fornecidos, podemos calcular a área:
E a proporção do ar é:
Em um ângulo de ataque de 12°, pela Fig. 9.17, temos: e ,
onde é o coeficiente de arrasto da seção.
Logo, o coeficiente de arrasto da asa é:
O elevador é dado por:
A carga útil é então dada por:
Passo 3
Agora, o arrasto é dado por:
Logo, o impulso do motor necessário é:
E, a potência necessária é:
Faremos uma nova analise pois, até então, temos duas asas grossas. Assim, um novo cálculo dos efeitos de arrasto nos dá:
Logo, o coeficiente de arrasto da asa é:
O arrasto é dado por:
Logo, o impulso do motor necessário é:
E, a potência necessária é:
Como queremos um motor menor e uma elevação menor, o ultra leve seria ideal. Assim, analisando o motor necessário para esta aeronave é realmente menor. Logo, é mais fácil encontrar um motor de que pesa menos do que um de .
Resposta
Como queremos um motor menor e uma elevação menor, o ultra leve seria ideal. Assim, analisando o motor necessário para esta aeronave é realmente menor. Logo, é mais fácil encontrar um motor de que pesa menos do que um de .