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Catégorie :Category: mViewer GX Creator Lua TI-Nspire
Auteur Author: Desempenho
Type : Classeur 3.6
Page(s) : 14
Taille Size: 1.20 Mo MB
Mis en ligne Uploaded: 19/06/2017
Uploadeur Uploader: anthology69 (Profil)
Téléchargements Downloads: 1
Visibilité Visibility: Archive publique
Shortlink : http://ti-pla.net/a1055536

Description 

RESPOSTAS TEÓRICAS



NOTA INTRODUTÓRIA:

Estas notas foram feitas por alunos. Apesar tentarmos disponibilizar a informação o
mais correcta possível é provável que existam erros, gralhas e omissões. O objectivo
destas notas é auxiliar o estudo mas não devem ser o único elemento de preparação das
avaliações. Estas notas estão ainda desprovidas de autores na medida em que qualquer
um pode modificá-las desde que tenha certeza nas modificações efectuadas. Assim ao
longo do tempo tornar-se-ão cada vez mais fiável. Uma versão original ficará alojada no
Aeroserver a actual no Aerofórum para poder ser alterada. 2010




Num perfil aerodinâmico, explique em que consistem e como se determinam:
a) Linha média do perfil, corda, espessura e flecha.
b) Centro de pressões e centro aerodinâmico.


a)
Linha média do perfil – Linha que une o bordo de ataque e o bordo de fuga passando
por todos os pontos equidistantes ao intradorso e extradorso


Corda – Segmento de recta que une o bordo de ataque e o bordo de fuga


Espessura – Distância máxima entre o intra e extradorso


Flecha – Distância máxima entre a linha média e a corda




b)
O centro de pressões é um ponto sobre a corda em relação ao qual o momento de
picada é nulo. O centro de pressões desloca-se para o bordo de ataque à medida que
aumentamos o ângulo de ataque.
O centro aerodinâmico corresponde ao ponto em relação ao qual o momento de
picada não varia com o ângulo de ataque.




CENTRO DE GRAVIDADE E ECONOMIA DE COMBUSTÍVEL




O facto de o centro de gravidade (CG) e o centro de pressão (CP) não
coincidirem gera um momento que tem de ser compensado. Normalmente essa
compensação é conseguida através de uma força (F) gerada pela acção do ar sobre um
perfil invertido instalado na traseira da aeronave.

Quanto menor for a distância d, menor é o momento a ser compensado e como
tal mais económico será o voo. Para tal usa-se um sistema de posicionamento do
combustível de forma a alterar a posição do CG.




Explique a influência do facto de um avião se deslocar, a velocidade e altitude de
pressão constantes, de uma zona de baixas pressões para uma zona de altas
pressões sobre o consumo de combustível numa dada distância.


Ao voar a altitude de pressão constante significa que a sua altitude geométrica
varia consoante o avião atravessa zonas de alta ou baixa pressão. Sabendo que a pressão
diminui com a altitude, o ponto para o qual o avião mantém a altitude de pressão situa-
se numa altitude geométrica superior nas zonas de alta pressão e inferior no caso das
zonas de baixa pressão. Assim, ao passar de uma zona de baixa pressão para uma zona
de alta pressão, para manter a altitude de pressão, o avião terá que subir, o que
conduzirá a maiores gastos de combustível.
O que entende por resistência parasita? A que se deve o seu aparecimento e em
que fases do voo de uma aeronave é este tipo de resistência mais importante? De
que forma se pode reduzir a sua ordem de grandeza?


A resistência parasita é constituída por todas as formas de resistência que não
contribuem para a sustentação da aeronave. As componentes mais importantes são a
resistência de pressão e o atrito superficial.
A resistência de pressão depende da forma do perfil alar e é minimizada através
da diminuição da secção transversal do perfil. Já o atrito superficial depende da área do
perfil alar e da sua rugosidade. Quanto maior for a superfície alar maior será o atrito
superficial gerado, assim como quanto maior for a rugosidade da superfície também
maior será esse atrito.
Outra maneira de reduzir o atrito superficial é retardar ao máximo a transição da
camada limite de laminar para turbulenta já que nesta última o coeficiente de atrito é
superior.
De uma maneira geral a resistência parasita aumenta com a velocidade e como
tal tem maior importância para altas velocidades.
O que entende por resistência induzida? A que se deve o seu aparecimento e em
que fases do voo de uma aeronave é este tipo de resistência mais importante? De
que forma se pode reduzir a sua ordem de grandeza?


A resistência induzida está associada à formação de vórtices de ponta de asa.
Considerando uma asa finita ocorrerão escoamentos marginais (na ponta da asa) devido
à diferença de pressões entre intradorso e extradorso. Estes escoamentos darão origem a
vórtices que serão tão mais intensos quanto maior for a diferença de pressões entre intra
e extradorso.
A formação destes vórtices requer energia e como tal podemos associá-los ao
trabalho de uma força de resistência, a resistência induzida.
A resistência induzida será tanto maior quanto maior for a sustentação já que
deste modo teremos uma diferença de pressões superior, o que aumentará a intensidade
dos escoamentos e consequentemente a formação de vórtices. A resistência induzida
tem maior importância a baixas velocidades já que o ângulo de ataque terá de ser
superior.
Uma forma de reduzir este tipo de vórtices é a aplicação de winglets. Para além
disso podemos usar uma asa elíptica já que para este tipo de asa o Coeficiente de
Oswald é máximo (1).




Qual a justificação para a utilização de superfícies rugosas como forma de reduzir
a resistência aerodinâmica? Por que motivo não se trata de uma solução de
utilização mais generalizada em aeronaves? Justifique


A utilização de superfícies rugosas como forma de reduzir a resistência
aerodinâmica é observada por exemplo nas bolas de golfe.
Uma superfície rugosa induz a transição da camada limite de laminar para
turbulenta. Deste modo o aparecimento de uma camada limite turbulenta ocorre mais
cedo. Numa camada limite turbulenta observa-se a formação de vórtices que irão
retardar a separação da camada limite devido à reenergização do fluído mais próximo da
superfície. Esta reenergização ocorre devido à mistura de camadas superiores (mais
energéticas, maior velocidade) com camadas inferiores (menos energéticas, menor
velocidade). Ao retardar a separação da camada limite iremos assistir à diminuição do
atrito de pressão que tem como causa a diferença de pressões entre o bordo de ataque e
o bordo de fuga do objecto. Assim, apesar de a rugosidade aumentar o atrito superficial,
diminui a resistência de pressão, o que pelo menos no caso das bolas de golfe resulta
numa menor resistência total.
Esta solução não é aplicada de uma forma mais generalizada em aeronaves já
que ao contrário das bolas de golfe é possível desenhar um perfil alar com uma forma
fluida resultando numa menor resistência de pressão sem os inconvenientes de um
maior atrito superficial causado pela rugosidade.




Como se explica que, por um lado, numa camada limite turbulenta exista maior
mistura de fluido entre camadas adjacentes e que, por outro, junto à parede sólida,
exista um gradiente transversal de velocidade mais intenso do que numa camada
laminar?


Numa camada limite turbulenta existe maior mistura de fluido entre camadas
adjacentes e como tal as camadas junto à parede sólida têm maior velocidade do que no
caso de uma camada limite laminar. Sabendo que devido à condição de não
escorregamento a velocidade imediatamente junto à parede é nula então podemos
concluir que nessa zona o gradiente transversal de velocidades é superior ao encontrado
numa camada limite laminar.




Qual a origem da resistência de atrito superficial no escoamento de ar em torno de
um corpo sólido? Qual a influência do facto de o escoamento da camada limite do
ar ser laminar ou turbulento no valor dessa resistência?


A origem da resistência de atrito superficial deve-se à condição de não
escorregamento na parede que obriga as partículas de fluído a desacelerar a sua
velocidade até velocidade nula quando entram em contacto com o corpo. Estas por sua
vez vão induzir reduções da velocidade nas partículas imediatamente adjacentes,
criando tensões de corte entre elas o que leva a uma desaceleração do corpo.
Nas camada limite turbulenta teremos uma maior resistência do que numa
camada limite laminar. Isto porque na camada turbulenta assistimos a um maior
gradiente de velocidades (explicado na questão anterior) junto à superfície o que leva a
maiores tensões de corte e consequentemente maior atrito.




Explique como varia o coeficiente de atrito com o Número de Reynolds?


O coeficiente de atrito diminui com o aumento do número de Reynolds. Isto
porque a espessura da camada limite está constantemente a aumentar. Assim temos a
mesma diferença de velocidades para uma maior altura o que resulta num gradiente
transversal de velocidades menor, correspondendo a menores tensões de corte e por
conseguinte menor resistência de atrito superficial.


Considere um escoamento de alta velocidade (M=0,6) em torno de um perfil com
separação da camada limite próximo do bordo de fuga, a jusante do ponto onde se
dá a transição de regime laminar para turbulento.
a) Quais as principais diferenças entre o escoamento separado e o escoamento
fora da zona de separação.
b) O que se alteraria caso a separação ocorresse na zona de escoamento da
camada limite laminar.


NOTA: POR RESPONDER




Explique em que consiste o efeito de compressibilidade e de que forma introduz
erro na indicação da velocidade de um instrumento. Justifique.


O efeito de compressibilidade consiste na alteração da densidade do ar no tubo
de pitot devido à pressão a que está sujeito. Este efeito aumenta com o aumento da
velocidade do avião e é particularmente importante para velocidades próximas de Mach
1. Devido ao erro de compressibilidade a CAS é sempre superior à sua EAS. Corrigindo
a C...

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