Projeto de um Protótipo de um avião de papel

Mecânica dos Fluidos II

Relatório de um protótipo de avião de papel

Professor: Daniel Sampaio Souza

Alunos:

Bernardo Thadeu Vieira de Paula

Priscilla Roriz

Josué Lucas

Raphaela Alves

Geraldo Júnior

Universidade Federal de São João del Rei, 11 de dezembro de 2017

OBJETIVO

O objetivo do trabalho é calcular por meio de conceitos e equações o tempo de planeio e a distância a qual o protótipo irá percorrer.

DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO

O modelo selecionado possui 20cm de comprimento e 14,5cm de largura máxima, o mesmo foi confeccionado a partir de uma folha de papel A4.

[pic 1]

Figura 1 – Modelo do protótipo

 Observação: Todas os cálculos e considerações realizadas são com referência numa placa plana

Para a realização dos cálculos foram consideraras condições normais do ar:

• T= 25ºC

• P= 101,3 kpa

• REGIME LAMINAR

•   [pic 2]

•  [pic 3]

Número de Reynolds:

[pic 4]

No cálculo do número de Reynolds foi considerada uma velocidade inicial de 2m/s, essa é a velocidade a qual o avião iniciará o vôo.

Após o cálculo do número de Reynolds é possível a realização do cálculo da espessura máxima da camada limite. Considerando x= 20 cm que é o comprimento máximo do avião

[pic 5]

O coeficiente de arrasto pode ser calculado com a seguinte equação:

[pic 6]

DIAGRAMA DE FORÇAS DO AVIÃO

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Figura 2 – Diagrama de forças do protótipo

• Somatório de forças

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Não existe nenhum tipo de força sobre o protótipo do tipo de tração ou empuxo após o arremesso.

Área das asas:

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Figura 3 – Vista superior do protótipo

Com essas informações é possível calcular a força de arrasto no protótipo. Para o cálculo da força de arrasto foi considerada a área superior e inferior

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Considerando o aerofólio com flap saliente e de acordo com o exercício 7.118 aproximamos uma valor para o coeficiente de sustentação do protótipo.

[pic 19]

Figura 4 Desempenho de aerofólios com e sem dispositivos de alta sustentação

Foi considerado o ângulo de ataque do avião de 8 graus, logo o coeficiente de sustentação da aeronave é 2,11 conforme a figura 4.

FORÇA DE SUSTENTAÇÃO

        Considerando a velocidade de 2m/s

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VELOCIDADE

[pic 21]

Considerando que a altura que o avião será lançado seja de 1,7 metros, temos a seguinte equação.