Relatório de Comunicação e Expressão

SUMÁRIO

1        Lista de Inputs        2

2        Introdução        3

3        Estudo do aerofólio da asa        3

3.1        Mesclando os perfil selecionados        6

    3.2      Outputs do perfil...............................................................................................7

4        #CONTINUAR FAZENDO        

4.1        Simulações no software xflr5        

4.2        Endplate        

5        Escolha do aerfólio da empenagem        

6        Arrasto        

6.1        Arrasto induzido        

6.2        Efeito solo        

6.3        Arrasto parasita        

6.4        Polar de arrasto        

1. LISTA DE INPUTS

INPUTS	VALOR	UNIDADE	FONTE
Peso vazio da aeronave aproximado	5	kg	Integração de projeto
Carga útil aproximada	15	kg	Integração de projeto
Envergadura máxima da asa	3,5	m	Integração de projeto
Número de Reynolds	444.483	-	Integração de projeto
Velocidade máxima esperada	20	m/s	Desempenho
Altura da Asa em relação ao solo	0,28787	m	Estruturas

1. Introdução

      A princípio todo projeto tem como fase inicial a análise de opções com base nas restrições, ou seja, os parâmetros primários (INPUTS). No setor de aerodinâmica é feita inicialmente o estudo e analise baseado nesses parâmetros e posteriormente é realizada as simulações em softwares CFD e pesquisas especificas para melhor fundamentação teórica e consequentemente um fator de eficiência maior.

     A primeira fase do processo de análise seria a reunião de informações do projeto conceitual, este onde é desenvolvido o algoritmo inicial que dará continuidade e sentido ao projeto geral. Inicialmente é estabelecido o número de Reynolds que classificará o escoamento, logo após é feita a análise de vários perfis e por fim é feita a escolha do perfil ideal para os parâmetros pertinentes.

Logo após é feito o estudo e analise computacional no software XFLR5 do perfil escolhido, que pode ser seguido com o estudo geométrico da asa com base em referências bibliográficas conceituadas em aerodinâmica, assim como as alterações das configurações depois de finalizada a primeira simulação, com o intuito de melhorar a eficiência da mesma.

Por fim é feita os estudos aerodinâmicos como a distribuição de sustentação na asa, empenagem horizontal e empenagem vertical. E decisões finais como a necessidade de hipersustentadores e dispositivo de ponta de asa, além da elaboração do gráfico do polar de arrasto. Onde tudo isso é feito com o objetivo primário de análise e levantamento de resultados (OUTPUTS).

1. Estudo do aerofólio

O processo de análise do aerofólio ou perfil é estabelecido de forma linear, isto é, feito de forma logica. Primeiramente é escolhido o perfil a ser estudado com base nas suas propriedades geométricas e seu comportamento quando existe um escoamento podendo ser laminar ou turbulento dependendo do número de Reynolds, ou seja, as grandezas nele envolvidas como viscosidade, densidade do fluído, corda média do perfil e também velocidade, este tem influência em várias áreas além de aerodinâmica como desempenho, estruturas já que esses setores têm grande influência no desenvolvimento de sua velocidade. O número de Reynolds adotado foi  444483 u, pois é o valor aproximado do escoamento na competição.

Número de Reynolds

 [pic 1]

• ρ = densidade do ar; v = velocidade de escoamento;  = corda média do perfil; [pic 2]

 = viscosidade do ar no local[pic 3]

Uma análise inicial no XFLR5 mostra três perfis de alta sustentação Eppler 423, Selig 1210 e Selig 1213, porém levando em conta a área da asa um perfil de alta sustentação gera um alto coeficiente de arrasto, então um fator importante a ser comparado seria a relação aerodinâmica cl/cd x α, assim como clmáx (coeficiente de sustentação máxima) fator de grande relevância para vários fatores como velocidade mínima de estol e comprimento da pista necessária para a decolagem.

[pic 4]

• Vmin = Velocidade mínima de estol; W = Peso do avião; ρ = densidade do ar; S = área da asa; Clmáx = coeficiente de sustentação máxima.

Tal fórmula mostra que para que o avião se mantenha estável em voo teríamos que ter um baixo peso e uma grande área de asa, porém esses dois parâmetros são muitos dependentes de outros setores e muitos outros fatores, conclui-se que para que tenhamos a menor velocidade possível teríamos que ter um alto coeficiente de sustentação máxima (MIRANDA, 2011). Tais grandezas devem ser analisadas no estudo da asa.

A escolha do perfil tem como base um sistema de pontos com diferentes pesos de analises de várias asas. O algoritmo de otimização para escolha de perfis aerodinâmicos (TCC LUCAS, 2017) tem grande importância no projeto já que reduz o tempo de decisão e padroniza a forma de análise, o que consequentemente  faz com que a velocidade do processo aumente gerando também uma forma alterativa de justificativa quanto a escolha do perfil. O sistema de pontos da seguinte forma, o aerofólio que tivesse o pior desempenho entre os 3 recebia nota 1 e o com a melhor performance recebia nota 3 (TCC LUCAS,2017).