Apresentação de Aerodinamica - mecanica dos fluidos 2023.pdf

Aerodinamica

1. Aerodinâmica
Juan Denner Campos da Silva

2. Lift x Downforce

3. Dispositivos
hipersustentadores
Dispositivos aerodinâmicos
voltados para aumento de
sustentação (lift) em aeronaves.
Em automóveis, são responsáveis
pelo aumento de estabilidade
(downforce).

4. Dispositivos Hipersustentadores
•Flap:
Os flaps são superfícies de comando localizados ao longo do bordo de fuga das
asas. Eles aumentam a curvatura e área da asa, aumentando consequentemente a
sustentação e diminuindo a velocidade de estol. Por esse motivo, são utilizados
durante pousos e decolagens, onde a aeronave se encontra em baixa velocidade.
Durante a decolagem, a sustentação extra criada com os flaps permite com que a
aeronave use menos pista (muito útil em pistas curtas). Já durante o pouso, os flaps
diminuem a velocidade de stall, permitindo com que a aeronave se aproxime com
velocidade menor e, consequentemente, use menos pista também.

5. Flaps são divididos em quatro
tipos diferentes: simples, ventral,
fowler e com fenda. O tipo
fowler é o mais eficiente entre
eles e é o mais comum entre os
grandes jatos comerciais, pois
aumenta ao mesmo tempo a
área e a curvatura da asa. Já o
tipo simples e com fenda apenas
aumentam a curvatura e são
mais utilizados em aeronaves de
pequeno porte. A diferença do
tipo com fenda é que este
permite um fluxo de ar “extra”
na parte de trás da asa, o que
atrasa a separação do fluxo de ar
do extradorso da asa.

6. •Slots:
Os slots são dispositivos fixos que, em
grandes ângulos de ataque,
direcionam o fluxo de ar para o
extradorso do aerofólio, retardando
assim o descolamento da camada
limite. Apesar de não aumentarem a
curvatura da asa, permitem maior
coeficiente de sustentação, pois
atrasam a ocorrência do estol,
possibilitando maiores ângulos de
ataque.
Desvantagem:
Obriga o avião a erguer
excessivamente o nariz

7. •Slat:
A abertura dos slats permite o ar que
segue por baixo da asa fluir sobre
esta, colaborando na manutenção da
camada limite. Os slats são como
slots, porém móveis e só entram em
funcionamento quando necessário.

8. •Flap de bordo de ataque:
Aumentam o coeficiente de
sustentação e a corda da asa.
Atuam em conjunto com os flaps
de bordo de fuga.

9. •Spoilers:
Também conhecidos como freios
aerodinâmicos, ficam localizados na parte
de cima da asa e são utilizados para
aumentar o arrasto e quebrara
sustentação. Podem ser utilizados tanto em
voo quanto em solo após o pouso.
Em voo são utilizados quando uma descida
mais acentuada é necessária, sem que a
velocidade da aeronave aumente, por
exemplo. O spoiler ajuda a “segurar” esse
ganho extra de velocidade devido ao
arrasto criado por ele. Já em solo são
acionados durante o pouso logo após o
toque com a pista, destruindo a
sustentação na asa e aumentando o
arrasto, jogando todo o peso do avião para
baixo sobre os pneus, deixando os freios
mais eficientes.

10. •Winglet:
Componenteaerodinâmicoposicionado na extremidade
livre daasade umaaeronave, que tem por função
diminuir oarrasto induzido, relacionado aovórticede
ponta de asa. Em geral, tem a forma de uma aba vertical
ou inclinada.
A ponta da asa normalmente forma um vórtice, que
transfere para a aeronavebarulhose trepidações
(turbulência), além da perda desustentaçãona parte
final da asa. Com o dispositivo winglet, esse problema é
amenizado.

11. Relação coeficiente de sustentação, ângulo de ataque e uso de flaps

13. Aerodinâmica
automobilística

15. •Aerofólio:
A geometria é capaz de gerar diferenças de
pressões entre as superfícies. Com essa
diferença de pressão multiplicado à área da
asa é possível gerar forças que fazem os
carros terem maior aderência à pista.

16. •Asas com multielementos:
Uma das grandes dificuldades da
engenharia automobilística é de
se obter asas com grandes
ângulos de ataque e baixos
coeficiente de arrasto. Para
solucionar esse problema, as asas
são divididas em múltiplos
elementos.

17. •Com essas subdivisões é possível atingir grandes ângulos de ataque e assim,
grandes valores de downforce. No caso das asas traseiras, muitos carros de
corrida também possuem vários elementos onde é possível variar os ângulos
durante as provas. Assim, a asa pode mudar de função, passando de uma asa que
consegue gerar muito downforce para uma asa que reduz muito seus coeficientes
de arrasto.
•As asas frontais e traseiras juntas são responsáveis por aproximadamente 55% de
forças de sustentação negativas no carro.

18. •End plates:
End plates são abas inseridas nas partes
externas das asas. Estes mecanismos
servem para impedir que o ar seja
sugado da superfície de maior pressão
para a de menor pressão, gerando um
vórtice que faz com que a diferença de
pressão diminua na região das bordas
das asas, algo totalmente indesejável.
Além disso, este vórtice permanece
após a asa, prejudicando todo o
escoamento, principalmente se
tratando da asa frontal, que afetará o
escoamento ao redor de todos os
outros componentes do carro

20. Obrigado