A Aerodinâmica é o estudo do movimento de fluidos gasosos

   A Aerodinâmica é o estudo do movimento de fluidos gasosos, relativo as suas propriedades, caraceteristicas  e as forças que exercem em corpos sólidos neles imersos.

   A aerodinâmica passou a ganhar importancia industrial com o surgimento dos aviões e dos automóveis. Eles precisavam se locomover tendo o menor atrito possível com o ar, sendo assim, mais rápidos e gastariam menos combustíveis.

   No início o desenvolvimento da aerodinamica,esteve ligado ao desenvolvimento de hidrodinamica que apresentavam problemas similares.

   Na época ainda nao existiam túnel de vento, eram usados tanques de água circulantes.

   O estudo dos fenômenos que envolvem a aerodinâmica é de fundamental importancia para o projeto global da aeronave.

   Os estudos da aerodinâmica é fundamental para o projeto de aeronaves.

   Os aspectos estudados para definir a configurção aerodinâmica, são amplamente utilizados para uma melhor análise de desempenho e estabilidade, como também para o cálculo estrutural,porque existem muitas soluçôes de compromissos entre um bom projeto aerodinâmico e um excelente projeto total da aeronave.

   Precisamos realizar um estudo completo e correto dos fenomenos que envolvem a aerodinâmica.

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A física da forma de sustenção.

   A força de sustentação representa a maior qualidade que uma aeronave possui em comparaçao com os outros tipos de veóculos e define a habilidade de um avião se manter em voo.

   A força da sustentação é utilizada como forma de vencer o peso da aeronave e assim garantir o voo.

   Alguns princípios físicos fundamentais podem ser aplicados para se compreender como a força de sustentação é criada, podemos citar principalmente a 3º Lei de Newton e o princípio de Bernoulli.

   Quando uma asa se desloca através do ar, o escoamento se divide em uma parcela direcionada para a parte superior e uma para a parte inferior da asa.

Figura 1.

   Se o angulo da asa entre a direção do escoamento for positivo,o ar é forçado a mudar de direção, o escoamento na parte inferior da asa é forçado para baixo. Como reação dessa mudança de direção do escoamento na parte inferior da asa, ela é forçada para cima, a asa aplica uma força para baixo no ar, e o ar aplica na asa uma força na mesma intensidade para empurrar a asa para cima.

"3º Lei de Newton: Para qualquer força de ação aplicada, existe uma reação de mesma intensidade, direção e sentido oposto."

E assim, a criação da força de sustentação é explicada.

  O angulo da asa pelo qual o escoamento é defletido por uma superficie geradora de sustentação é chamado de ângulo de ataque induzido.

   A força de sustentação também pode ser explicada através do princípio de Bernoulli. " Se a velocidade de uma partícula de um fluido aumenta enquanto ela escoa ao longo de uma linha de corrente, a pressão dinâmica do fluido deve aumentar e vise-versa."

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É explicada através da circulação do escoamento ao redor do aerofólio.

   Esses conhecimentos, nos permitem entender por que os aviões conseguem voar. Na parte superior da asa, a velocidade do ar é maior ( as partículas percorrem uma distância maior no mesmo intervalo de tempo quando comparadas á superfície inferior da asa), a pressão estática na superfície superior é menor do que na superfície inferior, o que cria uma força de sustentação de baixo para cima.

figura 2

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Teoria do perfil aerodinâmico.

Um perfil aerodinâmico é projetado com a finalidade de obter uma reação aerodinâmica a partir do escoamento do fluido ao seu redor.  A nomenclatura dessa superfície, usamos os termos aerofólio ou perfil aerodinâmico.

Figura: característica geométricas de um perfil aerodinâmica.

 A linha de arqueamento média representa a linha que define o ponto médio entre todos os pontos que formam as superfícies superior e inferior do perfil.

 A linha da corda representa a linha reta que une os pontos iniciais e final da linha de arqueamento média.

 A expessura representa a altura do perfil medida perpendicularmente á linha da corda.

A razão entre a máxima espessura do perfil e o comprimento da corda é chamada de espessura do perfil.

 O arqueamento representa a máxima distância  que existe entre a linha de arqueamento média e a linha da corda do perfil.

Ângulo de ataque:

O ângulo de ataque  α é o termo utilizado pela aerodinâmica para definir o ângulo formado entre a linha de corda  do perfil e a direção do vento relativo. Representa um parâmetro que influi decisivamente na capacidade de geração de sustentação do perfil.  O aumento do ângulo de ataque proporciona um aumento da força de sustentação até um  certo ponto no qual esta, diminui bruscamente. Este ponto conhecemos  como estol. O aumento do ângulo de ataque também proporciona o acréscimo da força de arrasto gerada.  A dependência  da sustentação e do arrasto com o ângulo de ataque podem ser medidas pelos coeficientes adimensionais denominados coeficiente de sustentação e coeficiente de arrasto, Normalmente o ângulo de ataque crítica é em torno de 15° para a maioria dos perfis aerodinâmico, porém com a utilização de uma série de dispositivos hipersustentadores adicionais, consegue-se aumentar esse valor de ângulo que podem variar de 20° a  45°.

Figura: Definição do ângulo de ataque do perfil.

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Ângulo de incidência:

 O ângulo de incidência θ pode ser definido como o ângulo formado entre a corda do perfiol e um eixo horizontal de referencia. Geralmente as asas são montadas na fuselagem para que formem um pequeno ângulo de incidência positivo. Ângulo de incidência da ordem de 5° são muito comuns na maioria das aeronaves.

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Seleção e desempenho de um perfil aerodinâmico.

Consideramos algumas características  importantes para a seleção de um novo perfil.  A seleção do melhor perfil a ser utilizado para a fabricação de uma nova aeronave é influenciada por uma série de fatores que envolvem diretamente os requisitos necessários para um bom desempenho, são eles: