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Geometria do Avião, Forças Aerodinâmicas
Prof. Diego Pablo
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Geometria do Avião
- Asa
- Hélice
- Spinner
- Carenagem da Roda
- Roda
- Trem de Pouso do Nariz
/ Bequilha
- Trem de Pouso Principal
- Trem de pouso
- Fuselagem
- Estabilizador Vertical ou
Deriva
- Estabilizador Horizontal
- Profundor
- Leme de Direção
- Empenagem
- Flape
- Aileron
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Geometria do Avião
- Asa
- Hélice
- Spinner
- Carenagem da Roda
- Roda
- Trem de Pouso do Nariz
/ Bequilha
- Trem de Pouso Principal
- Trem de pouso
- Fuselagem
- Estabilizador Vertical ou
Deriva
- Estabilizador Horizontal
- Profundor
- Leme de Direção
- Empenagem
- Flape
- Aileron
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Geometria do Avião
Freios Aerodinâmicos
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Geometria do Avião
Superfícies Aerodinâmicas: Produzem pequena resistência
ao avanço, mas não produzem força útil ao voo
Spinner
Carenagem da Roda
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Geometria do Avião
Aerofólios: Produzem forças úteis ao voo
Hélice, Asa, Estabilizador
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Geometria do Avião
Elementos de uma Asa
Bordo de fuga
Corda
Bordo de
ataque
Ponta da asa
Raiz da asa
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Geometria do Avião
Área da Asa
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Geometria do Avião
Alongamento
Envergadura
b
b²
ou
S
CMG
Corda Média
Geométrica
Área da Asa
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Geometria do Avião
Perfil
Perfil assimétrico
Perfil simétrico
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Geometria do Avião
Elementos de um Perfil
Extradorso
Bordo de
Ataque
Linha de Curvatura Média
Bordo de
Fuga
Corda
Intradorso
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Geometria do Avião
Ângulo de Incidência
Corda
Ângulo de
Incidência
Eixo Longitudinal
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Geometria do Avião
Diedro: Ângulo formado entre o plano da asa e o plano horizontal
Diedro
Positivo
Diedro
Diedro
Negativo
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Geometria do Avião
Enflechamento: Ângulo formado entre o eixo lateral e o bordo
de ataque das asas
Enflechamento Positivo
Enflechamento Negativo
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Geometria do Avião
Ângulo de Atitude: Ângulo entre o eixo longitudinal e a linha
do horizonte
Ângulo de Atitude
Horizonte
Indicador de Atitude
ou
Horizonte Artificial
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Forças Aerodinâmicas
Resultante Aerodinâmica
Maior velocidade
Vento Relativo
Maior Pressão Dinâmica
Menor Pressão Estática
Centro de
Pressão
Menor velocidade
Menor Pressão Dinâmica
Maior Pressão Estática
Resultante
Aerodinâmica
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Forças Aerodinâmicas
Ângulo de Ataque
Corda
Vento Relativo
α
Ângulo de Ataque
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Forças Aerodinâmicas
Ângulo de Ataque
Perfil Assimétrico
RA
RA
CP
CP
Avanço do
Centro de Pressão
Vento Relativo
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Forças Aerodinâmicas
Ângulo de Ataque
Perfil Simétrico
RA
RA
CP
CP
Vento Relativo
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Forças Aerodinâmicas
Sustentação e Arrasto
RA
L
Vento
Relativo
D
L = Lift
= Sustentação
D = Drag = Arrasto
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Forças Aerodinâmicas
Sustentação e Ângulo de Ataque
L
L
L
L=0
Vento
Relativo
α=0
α>0
L=0
α<0
L=0
α=0
Ângulo de Ataque de Sustentação Nula
L
α<0
L
Vento
Relativo
α<0
α < Ângulo de Ataque de Sustentação Nula
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Forças Aerodinâmicas
Ângulo de Ataque Crítico
Ultrapassado o Ângulo de Ataque Crítico
Vento
Relativo
L máx
Vento
Relativo
Turbilhonamento
L
D
Ângulo de Ataque Crítico
Ângulo de Estol
Ângulo de Sustentação Máxima
Ângulo de Perda
D
α > Ângulo de Ataque Crítico
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Forças Aerodinâmicas
Fórmula da Sustentação
Densidade do Ar
Sustentação
Velocidade
1
L=
ρV²S C L
2
Coeficiente de
Sustentação
Área da Asa
C L depende de:
- Formato do Aerofólio
(espessura, curvatura, etc)
- Ângulo de Ataque
Sustentação
depende de:
Sustentação
é proporcional a:
- Densidade do Ar
- Velocidade
- Área da Asa
- Coeficiente de Sustentação
- Densidade do Ar
- Quadrado da Velocidade
- Área da Asa
- Coeficiente de Sustentação
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Forças Aerodinâmicas
Arrasto
Vento
Relativo
D
Vento
Relativo
Vento
Relativo
D
D
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Forças Aerodinâmicas
Fórmula do Arrasto
Densidade do Ar
Arrasto
Velocidade
1
D=
ρV²S C D
2
Coeficiente de
Arrasto
Área da Asa
C D depende de:
- Formato do Aerofólio
(espessura, curvatura, etc)
- Ângulo de Ataque
Arrasto
depende de:
- Densidade do Ar
- Velocidade
- Área da Asa
- Coeficiente de Arrasto
Arrasto
é proporcional a:
- Densidade do Ar
- Quadrado da Velocidade
- Área da Asa
- Coeficiente de Arrasto
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Forças Aerodinâmicas
Arrasto Induzido
Baixa
Pressão
Alta
Pressão
Baixa
Pressão
Alta
Pressão
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Forças Aerodinâmicas
Arrasto Induzido
Reduzindo os efeitos do Arrasto Induzido
Alongamento
Tanque de Ponta de Asa
Quanto menor a velocidade,
maior o arrasto induzido
Winglets
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Forças Aerodinâmicas
Arrasto Parasita: Arrasto do avião quando a sustentação é
nula
Dp = Arrasto Parasita
Ângulo de Ataque de
Sustentação Nula
Área Plana
Equivalente
Vento
Relativo
Vento
Relativo
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Exercícios
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Exercícios
A superfície aerodinâmica é aquela que sempre produz:
a) Pequena resistência ao avanço
b) Grande resistência ao avanço
c) Pequena resistência ao avanço e sustentação
d) Pequena resistência ao avanço e reações úteis
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Exercícios
A força de sustentação deve-se a:
a) Diferença de pressão entre o extradorso e o intradorso
da asa
b) Movimento do ar na asa, tornando o avião mais leve
que o ar
c) Diferença entre a pressão dinâmica e a estática em
torno da asa
d) Impacto do ar contra a asa
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Exercícios
O ângulo formado entre a corda e a trajetória chama-se:
a) Ângulo de ataque
b) Ângulo de incidência
c) Ângulo de trajetória
d) Ângulo de atitude
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Exercícios
Assinalar a resposta errada:
a) Centro de Pressão é o ponto de aplicação da resultante
aerodinâmica
b) Resultante aerodinâmica é a força resultante de todas
as forças aerodinâmicas que agem numa asa
c) Numa asa atuam a resultante aerodinâmica, a
sustentação e o arrasto
d) Sustentação é a componente da resultante
aerodinâmica perpendicular à direção do vento relativo
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Exercícios
A resultante aerodinâmica é imaginariamente dividida em duas
forças chamadas sustentação e arrasto. É correto afirmar que:
a) A sustentação é a componente vertical da resultante
aerodinâmica
b) O arrasto é a componente paralela à direção do vento
relativo
c) A sustentação não pode ter valores negativos
d) O arrasto pode ser positivo, negativo ou nulo
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Exercícios
O coeficiente de sustentação torna-se máximo no:
a) Ângulo de sustentação nula
b) Ângulo de ataque positivo
c) Ângulo de estol
d) Ângulo de ataque negativo
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Exercícios
O estol ocorre quando:
a) A pressão deixa de aumentar no intradorso da asa
b) O turbilhonamento no extradorso faz com que a
sustentação diminua rapidamente
c) A pressão no extradorso torna-se igual à do intradorso
d) A velocidade do vento relativo cai a zero, anulando a
sustentação
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Exercícios
Quando um aerofólio atinge o ângulo de ataque crítico, temos as
seguintes condições:
a) CL máximo e o CD mínimo
b) CL mínimo e o CD máximo
c) CL máximo e o CD máximo
d) CL mínimo e o CD mínimo
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Exercícios
A resistência ao avanço induzido é produzida pelo:
a) Avanço do perfil
b) Formato do perfil
c) Atrito com o ar
d) Turbilhonamento na ponta da asa