Exercícios Resolvidos de Força de Sustentação

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Enunciado

(Adaptada) Admita que um certo avião seja equipado com os melhores dispositivos de alta sustentação da figura abaixo. Qual a sua mínima velocidade de estol em km/h? Este avião pesa 180 kN e tem uma área de asa de 160 m² e uma corda média de 4 m. Sabendo que o avião é projetado para pousar a V 0 = 1,2 5 × V e s t o l , qual é a velocidade de aterrissagem apropriada em km/h?

Dados: ρ a r ,   n i v e l   d o   m a r = 1,225   k g / m 3

Passo 1

E aí! Vamos começar calculando a velocidade de estol. A fórmula dela é

V e s t o l = 2 P ρ C L ,   m a x A p

Conhecemos o peso e a área projetada e massa específica do ar. O gráfico dado no enunciado vai ajudar a gente a encontrar o coeficiente de sustentação máximo. Mas qual seria esse valor?

Vamos ter em mente que no enunciado não foi dito qual o tipo do aerofólio (se é flap saliente, flap com fenda, etc..). Mas foi dito que é o disposivo de mais alta sustentação. Ou seja, é aquele com maior C L no gráfico. Logo

Pelo gráfico, C L ,   m a x = 4,0

Substituindo para encontrar velocidade de estol

V e s t o l = 2 P ρ C L ,   m a x A p ⇒ 2 ( 180000 ) 1,225 × 4 × 160

V e s t o l = 21 , 4   m / s

Passo 2

Agora é possível calcular a velocidade de aterrissagem. No enunciado foi dito que

V 0 = 1,2 5 × V e s t o l

V 0 = 1,2 5 × 21 , 4 = 26 , 8   m / s  

Finalmente, vamos converter para km/h

V 0 = 26 , 8 m s 1   k m 1000   m 3600   s 1   h

V 0 = 96,5 k m h

Essa é a velocidade de aterrisagem!

Resposta

V e s t o l = 21,4   m / s

V 0 = 96,5 k m h

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