Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 152
The X-43 model A scramjet aircraft in Fig. C9.8 is small
W 5 3000 lbf, and unmanned, only 12.33 ft long and 5.5 ft
wide. The aerodynamics of a slender arrowhead-shaped
hypersonic vehicle is beyond our scope. Instead, let us
assume it is a fl at plate airfoil of area 2.0 m2. Let Ma 5 7 at
12,000 m standard altitude. Estimate the drag, by shockexpansion theory. Hint: Use Ackeret theory to estimate the
angle of attack
Passo 1
Saaaalve, tranquilo? Vamos lá resolver mais uma questão juntos?! 😊
Escreva a expressão para o coeficiente de elevação em termos de número de Mach e força de elevação da seguinte forma:
Aqui, é a força de elevação, é a pressão do fluxo livre, é a relação de calor específica do ar e é o produto da extensão e do comprimento da corda do aerofólio, neste caso considerado como a área da placa plana.
A partir dos dados da atmosfera padrão no Apêndice A, A pressão de fluxo livre a uma altitude de é,
Passo 2
A teoria de Ackeret nos diz que o coeficiente de elevação para uma placa plana em vários ângulos de ataques é expresso como:
Aqui, é o ângulo de ataque e é o número Mach de fluxo livre.
Substituindo valores na equação (1)
Passo 3
Calcule o coeficiente de arrasto para uma placa plana usando a equação,
Passo 4
Substitua para , e para .
Passo 5
Escreva a expressão para o coeficiente de arrasto em termos de número de Mach e força de arrasto da seguinte maneira:
Substituindo valores
Assim, a força de arrasto usando a teoria da expansão é .