Fundamentos de Engenharia Aeronáutica - Volume único

518
Tabela 1 – Simulação para escolha da asa e do perfil.
ASA PERFIL S (m 2 ) AR Polar de Arrasto C D =Cdo+KCL 2 T D (N)
1 Selig 1223 0,9690 6,98
2
C D =0,01998+0,0611C L 34,67
1 EPPLER 423 0,9690 6,98
2
C D =0,01980+0,0611C L 37,07
1 Eplig S Ex E In 0,9690 6,98
2
C D =0,01990+0,0611C L 38,99
2 Selig 1223 0,9994 7,19
2
C D =0,02470+0,0597C L 34,34
2 EPPLER 423 0,9994 7,19
2
C D =0,02460+0,0594C L 35,96
2 Eplig S Ex E In 0,9994 7,19
2
C D =0,02465+0,0594C L 37,80
3 Selig 1223 0,9795 7,33
2
C D =0,02012+0,0583C L 34,64
3 EPPLER 423 0,9795 7,33
2
C D =0,02000+0,0583C L 36,51
3 Eplig S Ex E In 0,9795 7,33
2
C D =0,02006+0,0583C L 38,11
4 Selig 1223 0,9660 7,00
2
C D =0,01994+0,0610C L 34,82
4 EPPLER 423 0,9660 7,00
2
C D =0,01980+0,0610C L 37,13
4 Eplig S Ex E In 0,9660 7,00
2
C D =0,01987+0,0610C L 39,06
A variável T D presente na Tabela 1 representa a mínima tração disponível que garante
a decolagem da aeronave no limite de pista estipulado pela equipe (59m). Como será
mostrado oportunamente no presente relatório, a hélice escolhida fornece uma tração
disponível média durante a decolagem de 34,35N, portanto, é possível observar nos resultados
que apenas uma das doze propostas estudadas possibilita atingir a meta inicial de 140N
desejada pela equipe.
Como forma de atender a expectativa, a equipe escolheu a asa e o perfil que permitem
a decolagem com o menor valor de tração disponível, assim, a forma geométrica adotada para
a asa é a mista modelo 4 com o perfil Selig 1223.
A seguir são apresentados todos os cálculos aerodinâmicos para o modelo escolhido,
neste ponto é importante citar que estes mesmos cálculos foram realizados para todas as
configurações estudadas e resultaram na Tabela 1.
2.2 – Aerodinâmica do perfil e da asa finita
Para a realização dessa análise, estudar o Capítulo 2 do Volume 1 do Livro
Fundamentos de Engenharia Aeronáutica – Aplicações ao Projeto SAE-AeroDesign
O perfil Selig 1223 escolhido pela equipe possui boas qualidades para geração de
sustentação para a faixa de Reynolds geralmente encontrada em aeronaves que participam do
AeroDesign, 300000 ≤ Re ≤ 500000, no qual o c l máximo para este perfil é da ordem de 2,3
com um ângulo de estol próximo de 13º. Esse coeficiente de sustentação proporciona ótimas
qualidades de desempenho da aeronave, permitindo normalmente uma elevada capacidade de
carga útil e uma decolagem com um comprimento de pista reduzido.
Porém, é importante citar que as qualidades aerodinâmicas do perfil diferem
consideravelmente das qualidades de uma asa finita ou de um avião como um todo. Assim, a
equipe realizou a correção dessas características considerando as dimensões finitas da asa.
O processo de correção foi realizado a partir da determinação do coeficiente angular
da curva C L x α da asa com a aplicação da Equação (1) segundo modelo apresentado por
Anderson [2].
a =
a0
+ (57,3⋅
a / π ⋅ e ⋅ AR)
1
0
(1)