domingo, 23 de agosto de 2015

Infraestrutura Aeroportuária - Introdução à Mecânica de Locomoção


A Aeronave


Aeronave é a designação geral dos aparelhos, artefatos ou máquinas que usam a atmosfera como meio de navegação. 


Classificação das aeronaves com base em suas características mecânicas





O Avião 


É um veículo que voa graças à força de sustentação obtida pelo efeito dinâmico de suas asas sobre o ar, ou seja, pela ação mútua de forças ente o ar, um fluído compressível, e o avião, um corpo sólido em movimento. 


Composição do avião: 

  • Asas (fixas): geram as forças de sustentação ;
  • Superfícies fixas e móveis : conferem estabilidade e controle da aeronave;
  • Sistema propulsor: fornece tração ou empuxo necessário ao deslocamento no ar;
  • Fuselagem: corpo que liga as estruturalmente as outras partes do avião e abriga a tripulação, carga, passageiros, sistemas de controle, instrumentos e sistemas de trem de pouso. 

Noções de mecânica do voo 


Um corpo que se movimenta imerso em um fluído ( no caso, o ar, altamente compressível), troca impulso com esse meio. Ou seja, o movimento relativo entre o ar e o corpo, gera forças nesse corpo na mesma medida em que o corpo acelera (impulsiona) a massa de ar no qual está imerso. 
O corpo em movimento ou submetido ao escoamento sofre tanto a ação de forças normais á sua superfície, de pressão, bem como forças tangenciais de atrito. A força total resultante depende das características do escoamento, da forma do corpo e da sua posição em relação ao escoamento. Costuma-se dividí-las em dois componentes:

  • Sustentação: atua em direção ortogonal à da velocidade. É a força que sustenta o avião em voo, contraindo seu peso.

  • Arrasto: atua em direção paralela à velocidade. É uma resistência aerodinâmica que tem que ser vencida pela tração dos motores ou no caso de voo descendente, também pela componente do peso. 

Aerofólios

  • Partes do avião destinadas a produzir sustentação (mas que geram também arrasto) como asas, estabilizadores, leme, hélices e outras.  
  • Têm forma achatada, alongada e perfil (secção transversal) típico. 





Elementos do aerofólio e seu perfil






*na apostila está explicado cada um dos elementos do aerofólio. 


Forças 

  • Forças normais: de pressão em relação à pressão do escoamento livre.
  • Forças tangenciais: de atrit e cisalhamento de camada de ar. 

Quantificação das forças atuantes em um aerofólio 


  • Fórmula





  •  Elementos da fórmula






  • Características obtidas experimentalmente, onde é possível se obter valores aproximados: 



  • Valores exatos do gráfico: 







  • Exemplos 






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