Fundamentos de Engenharia Aeronáutica - Volume único

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A seguir é apresentado um exemplo de cálculo para a obtenção da curva de tração
requerida de uma aeronave e sua respectiva comparação com a curva de tração disponível. Em
todos os exemplos apresentados neste capítulo será utilizada a mesma aeronave de referência,
pois dessa forma o leitor terá condições de avaliar todo o desempenho dessa aeronave e
também irá adquirir o conhecimento fundamental para aplicar os conceitos aqui apresentados
em qualquer tipo de aeronave com propulsão à hélice e a qualquer aeronave destinada a
participar da competição SAE-AeroDesign.
Exemplo 4.1 – Determinação das curvas de tração disponível e requerida.
Considere que uma aeronave destinada a participar da competição SAE-AeroDesign
possui uma área de asa igual a 0,90m² e sua polar de arrasto é dada pela equação C D =
0,022+0,065C L ². Determine e mostre em uma tabela todos os pontos da curva de tração
requerida dessa aeronave para um vôo realizado em condições de atmosfera padrão ao nível
do mar com a velocidade variando em incrementos de 2m/s desde 8m/s até 30m/s. Mostre
também nesta tabela os valores obtidos para os cálculos isolados do arrasto parasita e
induzido da aeronave para esta mesma faixa de velocidade além de apresentar os dados
relativos à tração disponível considerando a utilização de uma hélice APC 13”x4”. Represente
todos os dados da tabela obtida em um gráfico indicando o ponto de máxima velocidade da
aeronave.
Dados:
W = 150N
ρ = 1,225kg/m³
Solução:
Para a aeronave em estudo, o cálculo da tração requerida e dos arrastos parasita e
induzido podem ser realizados da seguinte forma:
Para v= 8 m/s tem-se que:
A partir da Equação (4.9b) calcula-se o C L requerido para se manter essa velocidade.
C L
C
L
C
L
2 ⋅W
=
2
ρ ⋅ v
⋅ S
2 ⋅150
=
1,225 ⋅ 8
2 ⋅ 0,90
= 4,25
O respectivo coeficiente de arrasto total da aeronave é:
C
D
=
2
0,022
+ 0,065 ⋅ C
L
C
D
= 0,022
+ 0,065 ⋅ 4,25
2
C
D
=1,196