62
A A L L E E S S S S A A N N D D R R O O N N U U N N E E S S F F E E R R I I O O T T T T O O P P I I R R E E S S D D E E T T E E R R M M I I N N A A Ç Ç Ã Ã O O A A P P R R O O X X I I M M A A D D A A D D A A S S P P R R O O P P R R I I E E D D A A D D E E S S D D E E E E S S T T A A B B I I L L I I D D A A D D E E D D E E A A E E R R O O N N A A V V E E L L O O C C K K H H E E E E D D P P - - 3 3 8 8 S S É É R R I I E E S S L L I I G G H H T T N N I I N N G G E E N N G G E E N N H H A A R R I I A A R R E E V V E E R R S S A A A A P P R R O O X X I I M M A A D D A A D D I I S S C C I I P P L L I I N N A A : : D D I I N N Â Â M M I I C C A A D D E E A A E E R R O O N N A A V V E E S S P P R R O O F F . . T T I I A A G G O O E E N N G G E E N N H H A A R R I I A A A A E E R R O O N N A A U U T T I I C C A A 4 4 º º U U U U N N I I T T A A U U - - 2 2 0 0 0 0 8 8

Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Embed Size (px)

DESCRIPTION

ENGENHARIA AERONÁUTICA

Citation preview

Page 1: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

AAALLLEEESSSSSSAAANNNDDDRRROOO NNNUUUNNNEEESSS FFFEEERRRIIIOOOTTTTTTOOO PPPIIIRRREEESSS

DDDEEETTTEEERRRMMMIIINNNAAAÇÇÇÃÃÃOOO AAAPPPRRROOOXXXIIIMMMAAADDDAAA DDDAAASSS PPPRRROOOPPPRRRIIIEEEDDDAAADDDEEESSS DDDEEE

EEESSSTTTAAABBBIIILLLIIIDDDAAADDDEEE DDDEEE AAAEEERRROOONNNAAAVVVEEE

LLLOOOCCCKKKHHHEEEEEEDDD PPP---333888 SSSÉÉÉRRRIIIEEESSS LLLIIIGGGHHHTTTNNNIIINNNGGG

EEENNNGGGEEENNNHHHAAARRRIIIAAA RRREEEVVVEEERRRSSSAAA AAAPPPRRROOOXXXIIIMMMAAADDDAAA

DDDIIISSSCCCIIIPPPLLLIIINNNAAA::: DDDIIINNNÂÂÂMMMIIICCCAAA DDDEEE AAAEEERRROOONNNAAAVVVEEESSS

PPPRRROOOFFF... TTTIIIAAAGGGOOO

EEENNNGGGEEENNNHHHAAARRRIIIAAA AAAEEERRROOONNNAAAUUUTTTIIICCCAAA ––– 444ºººUUU UUUNNNIIITTTAAAUUU --- 222000000888

Page 2: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

INTRODUÇÃO

Breve histórico

Excepcional caça originalmente projetado para interceptação e ataque a aeronaves

hostis em alta altitude, demonstrou ser também excelente interceptador de longo alcance. O P-38

Lightning foi idealizado, desenvolvido e fabricado pela empresa norte americana Lockheed,

ocorrendo seu vôo inaugural (oficial) na data de 27 de janeiro de 1939, ganhando fama na

campanha do Pacífico como interceptador de curto alcance que fazia páreo aos perigosos aviões

Japoneses, sendo o caça que mais abateu esses aviões. Mesmo demonstrando logo nas primeiras

missões ser um avião excepcional, jamais teve produção em massa, ocorrendo apenas produção de

quantidades específicas, num total de 19077

unidades produzidas. H.L.Hibard e Clarence

“Kelly”Johnson assinaram o projeto

preliminar. Adotando fuselagem dupla para

comportar os poderosos recém criados, e ainda

em desenvolvimento, motores Allisson V-

Page 3: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

1710, o P-38 era dotado de hélices com rotações invertidas, eliminando os já conhecidos problemas

de controle relacionados ao torque. Com o advento dos poderosos P-51 Mustang, mais ágeis para

combate, ao P-38 coube as missões de interceptação de curto alcance, principalmente, missões de

escolta e ataque ao solo. Muitos pilotos tiveram êxito letal nessas missões de ataque ao solo, pois ao

empreender mergulho para o ataque, ocorria perda da eficiência dos profundores devido a sombra

da esteira de turbulência das asas, efeito que só foi descoberto, diagnosticado e sanado algum tempo

depois com a colocação de flaps no intradorso da região da asa junto ao cockpit. Estes, funcionando

como um freio aerodinâmico, reduziam violentamente a velocidade do mergulho, altíssima em

razão dos potentes motores V-1710 de 1200hp, eliminando a esteira de turbulência, possibilitando

eficaz atuação do profundor.

Recentemente um exemplar foi

encontrado semi-enterrado no

Alaska. Seus sistemas, devido ao

gelo e ao clima frio, estavam

intactos. Após pouco esforço, o

avião foi totalmente recuperado,

estando funcional.

Page 4: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

PARTE 1

DETERMINAÇÃO DAS

CURVAS QUE

DESCREVEM AS

SUPERFÍCIES

AERODINÂMICAS DA

AERONAVE

Page 5: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

ESPECIFICAÇÕES Foi Escolhida uma das últimas versões da aeronave: designação L-5-LO As especificações básicas encontram-se no quadro ao lado Para obtenção dos dados, utilizou-se de simples conta de regra de três comparando-se sempre com os valores das especificações do quadro ao lado. As medidas retiradas de cada figura o foram com auxílio do programa Microsoft Word, que apresenta, para figuras, baixa precisão – apenas duas casas decimais. Assim, para uma maior precisão, foi necessário utilização das maiores figuras possíveis, aumentando-se-as sempre quando necessário, preservando em todos os casos a proporção com a figura original Por ser utilizado o Word, o valor obtido por meio deste não corresponde com eventual valor obtido a partir da versão impressa deste documento com auxilio de régua, o Word não tem essa precisão. Portanto as medidas são aquelas obtidas (em “formatar/figura”) na versão eletrônica deste documento OBTENÇÃO DAS MEDIDAS BÁSICAS PARA DETERMINAÇÃO DAS CURVAS CARACTERÍSTICAS DA ASA: Escolhidos 26 pontos na asa, em locais onde é visível alteração na curva.

1

2

(y:4.625)

4 5 6 7 8 9

10 11

12 13

14 15 16 17≡≡≡≡26

19 20 21 22 23 24

25

Escala ���� 2:100

3

(y:7.3)~ 2.675 m

18

3.055 m ( ≅≅≅≅ 0.1927445 * b)

2.495 m ( ≅≅≅≅ 0.1574132 * b)

7.925 m

Fig.1

Page 6: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

ASA: O "Desenho" do programa Microsoft Word® apresenta seus objetos (suas retas, pontos, etc.) em função das margens Horizontal SUPERIOR e Vertical ESQUERDA. Portanto a origem (0.0;0.0) para o Microsoft Word fica no canto superior esquerdo de quem olha a folha. Assim sendo, houve necessidade de se transladar os pontos da vertical para nossa convenção de "origem" (0.0;0.0). Para tanto, subtrai-se o Valor da Ordenada do valor da corda da raiz da asa. Obtidas as medidas, para plotar a Asa, foi utilizada a escala 1:50 (2 cm escala Word Excel® ≡ 1m escala Real), cuja raiz (interna à fuselagem) do bordo de ataque ficou em (0.0;0.0). Observe que Microsoft Word e Excel® utilizam "." para decimais. A plotagem e determinação algébrica por tentativa e erro das curvas foram realizadas em planilha do Microsoft Excel® Utilizada a convenção : eixo horizontal (abcissas): Y; eixo vertical (ordenadas): X; justamente para coincidir com os eixos da aeronave: Guinada (Y) e Rolamento (X). Corda da Raiz da Asa: 6 cm (3 m escala real) MSWord:

Bordo de Fuga:

Pontos utilizados:

tamanho da

corda Translado Translado

Y (eixo horizontal) X (eixo vertical) X X Pontos (cm) (m) (cm) (m) (cm) (cm) (m)

1 0 0 0 0 6 6 3 2 12.88 6.44 2.15 1.075 2.59 3.85 1.925 3 13.12 6.56 2.21 1.105 2.51 3.79 1.895 4 13.33 6.665 2.26 1.13 2.44 3.74 1.87 5 13.54 6.77 2.31 1.155 2.36 3.69 1.845 6 13.75 6.875 2.38 1.19 2.27 3.62 1.81 7 13.97 6.985 2.45 1.225 2.18 3.55 1.775 8 14.18 7.09 2.54 1.27 2.07 3.46 1.73 9 14.38 7.19 2.63 1.315 1.97 3.37 1.685 10 14.6 7.3 2.73 1.365 1.84 3.27 1.635 11 14.81 7.405 2.83 1.415 1.72 3.17 1.585 12 15.02 7.51 2.93 1.465 1.59 3.07 1.535 13 15.24 7.62 3.06 1.53 1.41 2.94 1.47 14 15.44 7.72 3.22 1.61 1.15 2.78 1.39 15 15.66 7.83 3.41 1.705 0.78 2.59 1.295 16 15.78 7.89 3.54 1.77 0.46 2.46 1.23 17 15.85 7.925 3.76 1.88 0 2.24 1.12

Para determinação da ordenada do Bordo de Ataque, subtraiu-se o tamanho da corda (da abcissa daquela ordenada) da ordenada do Bordo de Fuga correspondente àquela corda. Bordo de Ataque:

Y (eixo horizontal) X (eixo vertical) Pontos (cm) (m) (cm) (m)

18 0 0 0 0 19 14.6 7.3 1.43 0.715 20 14.81 7.405 1.45 0.725 21 15.02 7.51 1.48 0.74 22 15.24 7.62 1.53 0.765 23 15.44 7.72 1.63 0.815 24 15.66 7.83 1.81 0.905 25 15.78 7.89 2 1 26 15.85 7.925 2.24 1.12

Page 7: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Curvas

y = 276,38x6 - 12589x

5 + 238910x

4 - 2E+06x

3 + 1E+07x

2 - 4E+07x + 5E+07

y = -1,0059x6 + 42,544x

5 - 749,04x

4 + 7027,1x

3 - 37049x

2 + 104084x - 121726

0,5

0,75

1

1,25

1,5

1,75

2

6,25 6,5 6,75 7 7,25 7,5 7,75 8

borda de fuga bordo de ataque Polinômio (bordo de ataque) Polinômio (borda de fuga)

Asa P-38 Lightning

y = -0,1669x + 3

y = 0,0979x

0

1

2

3

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Envergadura - Eixo de Arfagem Y

Ref.Raiz da Asa - Eixo de Rolagem

X

Bordo de Fuga - Reta Bordo de Fuga - ElipseBordo de Ataque - Reta Bordo de Ataque - ElipseLinear (Bordo de Fuga - Reta) Linear (Bordo de Ataque - Reta)

Page 8: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Visível a inviabilidade da utilização das equações do gráfico anterior - fornecidas pelo Microsoft Excel, pois formam uma "ponta" na terminação da asa (junção bordo de fuga/ataque) onde deveria ser curva suave, bem como, no início da curva do bordo de ataque e de fuga há formação de ondulação. Mais apropriada é a obtenção das curvas da ponta da asa a partir do conceito da equação de elipse, conforme abaixo:

Equação da Elipse da ponta do Bordo de Fuga: a= 0.805 b= 1.485

Xo= 1.12 Yo= 6.44 Yfi= 7.925 Isolando XBF em função de Y, teremos:

XBF = Xo + (((1 - ((Y-Yo)^2)/(b^2))*(a^2))^0.5) Plotando XBF a partir da equação teremos:

YBF XBF(P.to) XBF (EQ) TESTE (m) (m) (m) (m) 6.44 1.925 1.925 1.925 6.56 1.895 1.922367 1.893387 6.665 1.87 1.915706 1.864387 6.77 1.845 1.904872 1.833977 6.875 1.81 1.889688 1.80197 6.985 1.775 1.868827 1.766466 7.09 1.73 1.843788 1.730374 7.19 1.685 1.814787 1.693626 7.3 1.635 1.776267 1.649941 7.405 1.585 1.731863 1.604231 7.51 1.535 1.678199 1.553347 7.62 1.47 1.608729 1.492182 7.72 1.39 1.528126 1.425634 7.83 1.295 1.403302 1.328437 7.89 1.23 1.293743 1.246642 7.925 1.12 1.12 1.12

Calculo de Yo acima: Yfi - b ; onde Yfi=7.925; bi=1.485 ESTÁ BOM ! m= 10.25 n= 2.443335 h= 0.95 v= 0.99 EQUAÇÃO APROXIMADA DA ELIPSE

XBF = 1.12 +(((1-((Y -(6.44 - 1.485*10.25))^2)/((1.485*10.25)^2))*((0.805*2.443335)^2))^0.5)*0.95

OBS: onde: a eixo da elipse em x; b eixo da elipse em y; m, n geram pequenas variações em b e a, respectivamente; h, v geram grandes variações em b e a, respectivamente; Yo, Xo centro da elipse.

BORDO DE FUGA

y = -1,0059x 6 + 42,544x 5 - 749,04x 4 + 7027,1x 3 - 37049x 2 + 104084x -

121726

R2 = 0,9987

1

1,25

1,5

1,75

2

6,25 6,5 6,75 7 7,25 7,5 7,75 8y

x

BORDO DE FUGA - PONTOSBORDO DE FUGA ELIPSEELIPSE TESTEPolinômio (BORDO DE FUGA - PONTOS)

Page 9: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Para equação com melhor aproximação, utilizei os fatores m, n, h, além dos já citados, para alongar a elipse: X = XO + (((1 - ((Y - (YFI - B*m))^2)/((B*m)^2))*((A*n)^2))^0.5)*h Equação da Elipse da ponta do Bordo de Ataque:

a= 0.405 b= 0.625 Xo= 1.12 Yo= 7.3

Isolando XBA em função de Y, lembrando que por ser a porção inferior usaremos o valor negativo da raiz, teremos: XBA = Xo - (((1 - ((Y-Yo)^2)/(b^2))*(a^2))^0.5) Plotando XBA a partir da equação teremos:

YBA XBA XBA (EQ) (m) (m) (m) 7.3 0.715 0.715 7.405 0.725 0.720756 7.51 0.74 0.738546 7.62 0.765 0.772111 7.72 0.815 0.820077 7.83 0.905 0.905352 7.89 1 0.986372 7.925 1.12 1.12

PORTANTO: APROVADO ! EQUAÇÃO DA ELIPSE APROXIMADA

XBA = 1.12 - (((1 - ((Y-7.3)^2)/(0.625^2))*(0.405^2))^0.5)

BORDO DE ATAQUE

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

7,3 7,4 7,5 7,6 7,7 7,8 7,9 8

y

x

BORDO DE ATAQUE - PONTOS BORDO DE ATAQUE - ELIPSE

Page 10: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

ASA: RESULTADOS INICIAIS (MAPLE): Uma vez obtidas as equações, passou-se ao MAPLE para confirmação e obtenção das propriedades que dependessem de cálculos diferencias e integrais. Demais cálculos foram feitos em planilha Microsoft Excel® > X[BF]:=-0.1699*Y+3;convert(X[BF],fraction); > plot(X[BF],Y=0..6.44,scaling=CONSTRAINED,title="Bordo de Fuga Seção reta da Asa");

> X[PBF]:=1.12+(((1-((Y-(7.925-1.485*10.25))^2)/((1.485*10.25)^2))*((0.805*2.443335)^2))^0.5)*0.95;convert(X[PBF],fraction); > plot(X[PBF],Y=6.44..7.925,scaling=CONSTRAINED,title="Ponta do Bordo de Fuga da

Asa");

> X[PBA]:= 1.12-(((1-((Y-7.3)^2)/(0.625^2))*(0.405^2))^0.5); > convert(X[PBA],fraction); > X[BA]:=0.0979*Y;convert(X[BA],fraction); > plot(X[BA],Y=0..7.3,scaling=CONSTRAINED,title="Seção Reta do Bordo de Ataque da Asa");

> plot({X[BF],X[BA],X[PBF],X[PBA]},Y=0..7.925, title="ASA", scaling=CONSTRAINED);plot({X[BF],X[BA]},Y=0..6.44, title="ASA - Seção Reta", scaling=CONSTRAINED);plot({X[PBF],X[PBA]},Y=6.44..7.925, title="ASA - Ponta Elíptica", scaling=CONSTRAINED);

− + 1699 Y10000

3

979 Y10000

− 2825

− 656140000

6561

− Y

7310

2

15625

+ 2825

19 − 356349211

5906

+ Y

5837800

2

35370120

Page 11: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

CÁLCULO DAS PROPRIEDADES DA ASA: EQUAÇÕES QUE DESCREVEM A ASA: Seção Reta do Bordo de Fuga da Asa: > X[BF]:=-0.1669*Y+3; := X

BF− + 0.1669 Y 3

Equação da Elipse que descreve o Bordo de Fuga na Ponta da Asa: > X[PBF]:=1.12+(((1-((Y-(7.925-1.485*10.25))^2)/((1.485*10.25)^2))*((0.805*2.443335)^2))^0.5)*0.95;

:= XPBF

+ 1.12 0.95 ( ) − 3.868635325 0.01669771926 ( ) + Y 7.29625 20.5

Equação da Elipse que descreve o Bordo de Ataque na Ponta da Asa: > X[PBA]:= 1.12-(((1-((Y-7.3)^2)/(0.625^2))*(0.405^2))^0.5);

:= XPBA

− 1.12 ( ) − 0.164025 0.4199040000 ( ) − Y 7.3 20.5

Seção Reta do Bordo de Ataque, incluindo a Raiz da Asa: > X[BA]:=0.0979*Y; := X

BA0.0979 Y

CÁLCULO DA ÁREA ALAR: >S[RBF]:=Int(X[BF],Y=0..6.44);S[PBF]:=Int(X[PBF],Y=6.44..7.925);S[PBA]:=Int(X[PBA],Y=7.3..7.925);S[RBA]:=Int(X[BA],Y=0..7.3); > S1[ALAR]:=evalf(S[RBF]+S[PBF]-S[PBA]-S[RBA]); > S[ALAR]:=2*S1[ALAR];

:= SRBF

d⌠⌡0

6.44

− + 0.1669 Y 3 Y

:= SPBF

d⌠

⌡6.44

7.925

+ 1.12 0.95 ( ) − 3.868635325 0.01669771926 ( ) + Y 7.29625 20.5

Y

:= SPBA

d⌠

⌡7.3

7.925

− 1.12 ( ) − 0.164025 0.4199040000 ( ) − Y 7.3 20.5

Y

:= SRBA

d⌠⌡0

7.3

0.0979 Y Y

:= S1ALAR

15.21755157

:= SALAR

30.43510314

Área em planta exposta (descontada a fuselagem do cockpit e dos motores), onde Área da Raiz da Asa é: > Área[exposta]:=2*(Área[Asa]-(Área[raizasa]+Área[motor])); > S[raiz]:=3*0.52/2; S[motor]:= (2.415+2.215)*1.48/2; > S1[exp]:=S1[ALAR]-(S[raiz] + S[motor]);S[exp]:=2*S1[exp];

:= Áreaexposta

− − 2 ÁreaAsa

2 Árearaizasa

2 Áreamotor

:= Sraiz

0.7800000000

:= Smotor

3.426200000

:= S1exp

11.01135157

:= S

exp22.02270314

DETERMINAÇÃO DA CORDA MÉDIA AERODINÂMICA: >S1[RBF]:=Int(X[BF]^2,Y=0..6.44);S1[PBF]:=Int(X[PBF]^2,Y=6.44..7.925);S1[PBA]:=Int(X[PBA]^2,Y=7.3..7.925);S1[RBA]:=Int(X[BA]^2,Y=0..7.3); > C1[ASA]:=evalf(S1[RBF]+S1[PBF]-S1[PBA]-S1[RBA]); > C[MA]:= evalf((2/S[ALAR])*(S1[RBF]+S1[PBF]-S1[PBA]-S1[RBA]));

:= S1RBF

d⌠⌡0

6.44

( )− + 0.1669 Y 3 2 Y

:= S1PBF

d⌠

6.44

7.925

( ) + 1.12 0.95 ( ) − 3.868635325 0.01669771926 ( ) + Y 7.29625 20.5

2

Y

Page 12: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

:= S1PBA

d⌠

7.3

7.925

( ) − 1.12 ( ) − 0.164025 0.4199040000 ( ) − Y 7.3 20.5

2

Y

:= S1RBA

d⌠⌡0

7.3

0.00958441 Y2 Y

:= C1ASA

42.17981090

:= CMA

2.771786954

DETERMINAÇÃO DA POSIÇÃO DA CORDA MÉDIA AERODINÂMICA: Admitindo que o centro aerodinâmico ocorre a 1/4 da corda em cada posição da envergadura, teremos:

> X[CMA]:=Int(C[Y]*X[0.25],Y=0..7.925); := XCMA

d⌠⌡0

7.925

CYX0.25

Y

E também: > X[0.25]:=C[Y]+X[(BAt)]; := X

0.25 + CY

XBAt

Porém, fácil deduzir que, sendo : > C[Y]:=X[BFu]-X[BAt]; X[0.25]:=X[BAt]+(X[BFu] - X[BAt])/4;

:= CY

− XBFu

XBAt

:= X0.25

+ 34XBAt

14XBFu

Assim sendo,

> X[CMA]:=X[CMA]; := XCMA

d⌠

0

7.925

( ) − XBFu

XBAt

+

34XBAt

14XBFu

Y

Vale lembrar que há quatro equações, cada uma com seu intervalo de "atuação", portanto, com olhar atento, podemos perceber que XCMA se traduz em: > X1:=Int((X[BF]-X[BA])*(X[BA]+(X[BF] - X[BA])/4),Y=0..6.44); X2:=Int((X[PBF]-X[BA])*(X[BA]+(X[PBF] - X[BA])/4),Y=6.44..7.3); X3:=Int((X[PBF]-X[PBA])*(X[PBA]+(X[PBF] - X[PBA])/4),Y=7.3..7.925); > X[CMA]:= evalf((2/S[ALAR])*(X1 + X2 + X3));

:= X1 d⌠⌡0

6.44

( )− + 0.2648 Y 3. ( ) + 0.03170000000 Y 0.7500000000 Y

X2 ⌠

⌡6.44

7.3

( ) + − 1.12 0.95 ( ) − 3.868635325 0.01669771926 ( ) + Y 7.29625 20.5

0.0979 Y ( :=

0.07342500000 Y 0.2800000000 +

0.2375000000 ( ) − 3.868635325 0.01669771926 ( ) + Y 7.29625 20.5

+ ) Yd

X3⌠

7.3

7.925

0.95 ( ) − 3.868635325 0.01669771926 ( ) + Y 7.29625 20.5

( :=

( ) − 0.164025 0.4199040000 ( ) − Y 7.3 20.5

+ ) 1.120000000

3 ( ) − 0.164025 0.4199040000 ( ) − Y 7.3 20.5

4 −

Page 13: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

0.2375000000 ( ) − 3.868635325 0.01669771926 ( ) + Y 7.29625 20.5

+

Yd

:= XCMA

0.8492330422

Já no caso do YCMA, podemos efetuar (soma das equações do Bordo de Fuga) - (Soma das Equações do Bordo de Ataque), parecidamente como foi feito no cálculo da Área Alar. Portanto, teremos: >Y1:=Int(X[BF]*Y,Y=0..6.44);Y2:=Int(X[PBF]*Y,Y=6.44..7.925);Y3:=Int(X[PBA]*Y,Y=7.3..7.925);Y4:=Int(X[BA]*Y,Y=0..7.3); > Y[cma]:=(2/S[ALAR])*(Y1+Y2-Y3-Y4);Y[CMA]=evalf(Y[cma]);

:= Y1 d⌠⌡0

6.44

( )− + 0.1669 Y 3 Y Y

:= Y2 d⌠

⌡6.44

7.925

( ) + 1.12 0.95 ( ) − 3.868635325 0.01669771926 ( ) + Y 7.29625 20.5

Y Y

:= Y3 d⌠

⌡7.3

7.925

( ) − 1.12 ( ) − 0.164025 0.4199040000 ( ) − Y 7.3 20.5

Y Y

:= Y4 d⌠⌡0

7.3

0.0979 Y2 Y

Ycma

0.06571359364 d⌠⌡0

6.44

( )− + 0.1669 Y 3 Y Y 0.06571359364 + :=

d⌠

⌡6.44

7.925

( ) + 1.12 0.95 ( ) − 3.868635325 0.01669771926 ( ) + Y 7.29625 20.5

Y Y

0.06571359364 d⌠

⌡7.3

7.925

( ) − 1.12 ( ) − 0.164025 0.4199040000 ( ) − Y 7.3 20.5

Y Y −

0.06571359364 d⌠⌡0

7.3

0.0979 Y2 Y −

= YCMA

3.183327130

Para o caso do ZCMA, teremos: > Z:= 0.10057519*Y + 1.76; := Z + 0.10057519 Y 1.76 >Z1:=Int(X[BF]*Z,Y=0..6.44);Z2:=Int(X[PBF]*Z,Y=6.44..7.925);Z3:=Int(X[PBA]*Z,Y=7.3..7.925);Z4:=Int(X[BA]*Z,Y=0..7.3);Z[cma]:=(2/S[ALAR])*(Z1+Z2-Z3-Z4);Z[CMA]=evalf(Z[cma]);

:= Z1 d⌠⌡0

6.44

( )− + 0.1669 Y 3 ( ) + 0.10057519 Y 1.76 Y

Z2⌠

⌡6.44

7.925

( ) + 1.12 0.95 ( ) − 3.868635325 0.01669771926 ( ) + Y 7.29625 20.5

:=

( ) + 0.10057519 Y 1.76 Yd

:= Z3 d⌠

⌡7.3

7.925

( ) − 1.12 ( ) − 0.164025 0.4199040000 ( ) − Y 7.3 20.5

( ) + 0.10057519 Y 1.76 Y

Page 14: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

:= Z4 d⌠⌡0

7.3

0.0979 Y ( ) + 0.10057519 Y 1.76 Y

Zcma

0.06571359364 d⌠⌡0

6.44

( )− + 0.1669 Y 3 ( ) + 0.10057519 Y 1.76 Y + :=

0.06571359364⌠

⌡6.44

7.925

( ) + 1.12 0.95 ( ) − 3.868635325 0.01669771926 ( ) + Y 7.29625 20.5

( ) + 0.10057519 Y 1.76 Yd 0.06571359364 −

d⌠

⌡7.3

7.925

( ) − 1.12 ( ) − 0.164025 0.4199040000 ( ) − Y 7.3 20.5

( ) + 0.10057519 Y 1.76 Y

0.06571359364 d⌠⌡0

7.3

0.0979 Y ( ) + 0.10057519 Y 1.76 Y −

= ZCMA

2.080163731

Determinação do Alongamento da Asa: :> AR:=15.85^2/S[ALAR]; := AR 8.254366639 Determinação do enflechamento ΛΛΛΛmax: > Lambda[MAX]:=0.0331; := Λ

MAX0.0331

Fórmula empírica para determinação do >C[LW][alpha]:=convert((2*pi*Ar*F/(2+(4+(Ar^2*beta^2/eta^2)*(1+((tan(Lambda[max]))^2/beta^2)))^0.5))*(S[Exp]/S[alar]),fraction);

:= CLW

α

2 π Ar F SExp

+ 2 + 4

Ar2 β2

+ 1( )tan Λ

max

2

β2

η2Salar

Determinação do fator de Mach: > beta:=1-(185/331.46)^2; := β 0.6884833924 Coeficiente de sustentação do Perfil como função do Mach, não dado, portanto assumido como sendo: > Cl[alpha]:=0.95; := Clα 0.95

Valor considerado para: > pi:=3.1415927; := π 3.1415927 Eficiência do aerofólio > eta:=Cl[alpha]/(2*pi/beta); := η 0.1040967568 Diâmetro médio da Fuselagem, consideradas as duas dos motores mais a central (cockpit): > phi[médio]:=1.928125; := φ

médio1.928125

Envergadura (dada): > b[ASA]:=15.85; := b

ASA15.85

Fator de Sustentação da Fuselagem na Asa: > F:=1.07*((1+phi[médio]/b[ASA])^2); := F 1.346161468 Determinação do Coeficiente de sustentação do conjunto Asa-Fuselagem: >C[L][WB][alpha]:=(2*pi*AR*F/(2+(4+(AR^2*beta^2/eta^2)*(1+((tan(Lambda[MAX]))^2/beta^2)))^0.5))*(S[exp]/S[ALAR]);

:= CLWB

α

0.8911004774

Page 15: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

CÁLCULO DAS PROPRIEDADES DA ASA DADOS FORNECIDOS: Dimensões: Desempenho: Envergadura da Asa = 15.85 m Velocidade Máxima Vm= 666 km/h Comprimento = 11.53 m a altitude de = 7620 m

Razão de subida (altitude/t) = 6095 m em 420

Pesos: Vazio = 5806 kg Teto de Serviço (altitude) = 13410 m s

Máximo = 9798 kg Alcance Máximo (distância)= 4184000 m

Propulsão: Dois motores Allison V-1710-111/113 Potência: 1600 HP cd fonte: Guerra Céus/Aeron.F. vol.4

HP*745.6999 = watt : Potência: 1.19E+06 watt cd Potência: 1725 HP cd fonte 1: http:\\militaryhistory.about.com

Potência: 1475 HP cd fonte 2: http:\\hanton.eng.ua.edu

ηηηηpotência= 0.8551 supondo fonte 1 PotTOTAL e fonte 2 PotUTIL !

Nblades = 3 cd DADOS DIRETOS E CÁLCULOS SIMPLES:

Velocidade Máxima Vm= 185 m/s => 413.83316 mph

Pesos: Vazio = 56937.41 N => 12800.036 lbf

MACH: 331.46 m/s => 741.4549 mph

Número de Mach : M = 0.5581367

Fator de Mach : ββββ = 0.6884834

Diâmetro Fuselagem: φφφφ1H = = = = 0.8735 2*φφφφ2H = = = = 2.198

φφφφ1V = = = = 1.87 2*φφφφ2V = = = = 2.771

φφφφmédio = = = = 1.928125 obs: π= 3.14159265

Cllllαααα = 0.95 Eficiência aerofólio ηηηη = 0.104097

ρρρρ ar = 0.56236741 kg/m3. (consideração)

Diâmetro Hélice: ΦΦΦΦHélice = 11.885 m

freqüência (ωωωω ou ηηηη) Hélice:

ηηηηhélice teór= 8.88 ηηηηhélice máx= 8.87

hNWB = ? KN = 0.15

Gravidade = 9.80665 m/s2 CÁLCULOS DIRETOS REF. ASA:

Fator Sust. Fuselagem: F = 1.3461615

Razão de afilamento: λ = λ = λ = λ = 0.3561942

(Taper Ratio)

Diedro: ΓΓΓΓ ≅≅≅≅ 5.7625339 °

z HT ≅≅≅≅ 1.0443184 m

6999,745][][ ∗= HPwatt PotPot

Page 16: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

ASA : Dados da Asa, em especial, sua corda média aerodinâmica.

S = 30.435103 m2 AR = 8.2543666

SEXP = 28.875103 m2 ΛΛΛΛMAX = 0.0331 Y X (0=raiz Asa) X (0=nariz)

CCMA= 2.772 m CLwαααα= 0.8911005 3.183 2.928233 5.958233 "= XCMABF"

XCMA= 0.849233 m 3.183 0.156233 3.186233 "= XCMABA"

YCMA= 3.183 m ZCMA= 2.0801637 verificação 2.772 XRAIZASA

= 3.03 m XACWB = 3.879233

DETERMINAÇÃO de XCG e h:

XCG = ? hNWB = 0.25

h = ?

Plotando a asa a partir de suas curvas determinadas, assim como sua corda média aerodinâmica:

Y X XCMA Y X XCMA

1 0 3 0.75 1 0 6.03 3.78 2 6.44 1.925164 1.017294 2 6.44 4.955164 4.047294

6.44 1.9250001 6.44 4.955 3 6.56 1.8933873 3 6.56 4.923387 4 6.665 1.8643869 4 6.665 4.894387 5 6.77 1.8339772 5 6.77 4.863977 6 6.875 1.8019697 6 6.875 4.83197 7 6.985 1.7664657 7 6.985 4.796466 8 7.09 1.7303744 8 7.09 4.760374 9 7.19 1.6936261 9 7.19 4.723626 10 7.3 1.6499413 10 7.3 4.679941 11 7.405 1.6042312 11 7.405 4.634231 12 7.51 1.553347 12 7.51 4.583347 13 7.62 1.4921823 13 7.62 4.522182 14 7.72 1.4256343 14 7.72 4.455634 15 7.83 1.3284373 15 7.83 4.358437 16 7.89 1.2466417 16 7.89 4.276642 17 7.925 1.12 17 7.925 4.15 18 0 0 18 0 3.03 19 7.3 0.71467 19 7.3 3.74467 7.3 0.715 0.948735 7.3 3.745 3.978735 20 7.405 0.7207563 0.941625 20 7.405 3.750756 3.971625 21 7.51 0.7385459 0.942246 21 7.51 3.768546 3.972246 22 7.62 0.7721109 0.952129 22 7.62 3.802111 3.982129 23 7.72 0.8200768 0.971466 23 7.72 3.850077 4.001466 24 7.83 0.9053515 1.011123 24 7.83 3.935352 4.041123 25 7.89 0.9863721 1.051439 25 7.89 4.016372 4.081439 26 7.925 1.12 1.12 26 7.925 4.15 4.15

Page 17: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Visualização:

Asa e CMA

y = 0.0331x + 0.7402

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5

Eixo de Arfagem Y

Eixo Longit - Rolagem X

Seção reta Ponta Borda de Fuga Ponta Borda de Ataque Seção Reta BA

Linha de Corda Média Corda Média Aerodinâmica Linear (Linha de Corda Média)

Page 18: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Escala ���� 273:11530

3.0 m ( ≅≅≅≅ 0.2601908 * llllavião). z HT ≅≅≅≅ 1.04431839781 mlinha da raiz da asa ~3.03 m ( ≅≅≅≅ 0.2627927 * llllavião).

c raiz Asa ≅≅≅≅ 3.005848605626 m; i raiz Asa ≅≅≅≅ 4.99763716°

c ponta Asa ≅≅≅≅ 1.070665765120 m; i ponta Asa ≅≅≅≅ 3.6186295°

i HT ≅≅≅≅ -1.402064329° t = 0.12247985 m 0.7095384615 m

4.9055274945 ���� 2.071821685436 m 4.596574811748 ���� 1.941337273972 m

2

13 12 11

10

8. (~10.885 m - 3.03 m = 7.855 m da raiz da Asa)

14

7a

6 5 4 3

16 171819

iz ≅≅≅≅ 1.52156°

21. (~ 10.83 m da raiz da Asa ∴∴∴∴ = 7.8 m).22

23 24 2526

3.34 m

φφφφ ~ 1.76 m

1≡≡≡≡ 16a

7 98a

~1.76 m

3.38 = 0.69606299*entre eixos3.175 1.17

3 m

4.345

20

15 ≡≡≡≡ 26a

~1.35952 m

linha da raiz da asa ~3.03 m do nariz.

Escala ���� 2:100

Da mesma maneira que obtivemos as medidas de cada ponto da asa, obtivemos também os pontos e medidas da empe- nagem vertical. O procedimento para determi- nação da curva é o mesmo utilizado para as curvas da Asa: Tentativas erro algébrica. Corda da Raiz da Asa: ~ 3.005848605626 m (vista abaixo)

Corda da Ponta da Asa: ~ 1.070665765120 m (vista abaixo) ���� Afilamento (Taper Ratio): λλλλ = 0.356194175287

OBTENÇÃO de pontos para determinação das Equações da EMPENAGEM VERTICAL:

Fig.2

Fig.3

Page 19: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

EMPENAGEM VERTICAL: Obtidos os pontos, plota-se a empenagem vertical.

Origem: Superior Direita Origem: Inferior Esquerda

eixo

horizontal eixo vertical eixo horizontal

eixo vertical

X (cm) pontos

Z (cm) pontos

X (m) pontos

Z (m) pontos

tamanho da corda no ponto (cm)

tamanho da corda no ponto

(m) 1 0 3.59 11.53 2.03 2.9 1.45 2 0.07 2.86 11.495 2.395 2.7 1.35 3 0.15 2.53 11.455 2.56 2.51 1.255 4 0.23 2.21 11.415 2.72 2.32 1.16 5 0.32 1.9 11.37 2.875 2.09 1.045 6 0.47 1.58 11.295 3.035 1.76 0.88 7 0.7 1.25 11.18 3.2 1.23 0.615 7a 0.92 1.07 11.07 3.29 0.74 0.37 8 1.29 0.98 10.885 3.335 0 0 8a 1.66 1.07 10.7 3.29 9 1.93 1.25 10.565 3.2 10 2.23 1.58 10.415 3.035 11 2.41 1.9 10.325 2.875 12 2.55 2.21 10.255 2.72 13 2.66 2.53 10.2 2.56 14 2.77 2.86 10.145 2.395 15 2.9 3.59 10.08 2.03 16a 0 3.59 11.53 2.03 2.9 1.45 16 0.03 3.8 11.515 1.925 2.85 1.425 17 0.16 4.25 11.45 1.7 2.62 1.31 18 0.29 4.5 11.385 1.575 2.4 1.2 19 0.49 4.75 11.285 1.45 2.01 1.005 20 0.77 4.99 11.145 1.33 1.37 0.685 21 1.4 5.17 10.83 1.24 0 0 22 2.14 4.99 10.46 1.33 23 2.5 4.75 10.28 1.45 24 2.69 4.5 10.185 1.575 25 2.78 4.25 10.14 1.7 26 2.88 3.8 10.09 1.925 26a 2.9 3.59 10.08 2.03

Page 20: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

VISUALIZAÇÃO:

Empenagem Vertical

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

3,2

3,4

10 10,2 10,4 10,6 10,8 11 11,2 11,4 11,6

Eixo de Rolagem X

Eixo de Guinada Z

EmpenagemVertical - Superior

EmpenagemVertical - Inferior

Page 21: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Equação da Elipse para parte Superior direita da Empenagem Vertical: a= 1.305 b= 0.645

Zo= 2.03 Xo= 10.885 Isolando ZESD em função de X, teremos: ZESD = Zo + (((1 - ((X-Xo)^2)/(b^2))*(a^2))^0.5) Plotando ZESD a partir da equação teremos:

XESD ZESD ZESD (EQ) (m) (m) (m) 11.53 2.03 2.03 11.495 2.395 2.45404 11.455 2.56 2.640759 11.415 2.72 2.773736 11.37 2.875 2.8903 11.295 3.035 3.037421 11.18 3.2 3.19051 11.07 3.29 3.280169 10.885 3.335 3.335

PORTANTO: APROVADO ! EQUAÇÃO ELÍPTICA APROXIMADA:

ZESD =2.03+(((1-((X-10.885)^2)/(0.645^2))*(1.305^2))^0.5)

Empenagem V SD

2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

3,2

3,4

10,8 11 11,2 11,4 11,6X

Z

Empenagem SD pontos Empenagem V SD ELIPSE

Page 22: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Equação da Elipse para parte Superior Esquerda da Empenagem Vertical:

a= 1.305 b= 0.805 Fator aprox.repos.to do centro X: 0.9

Zo= 2.03 Xo= 10.885 Zfi= 3.335 v= 10.01 me= 0.139 ne= 1.09 Xfi= 10.08 h= 1.111

Isolando ZESE em função de X, teremos: ZESE =(Zo + ((((0.9 - ((X - (Xfi + b*ne*0.9))^2)/((b*ne)^2))*((a*me)^2))^0.5))*h)*v - 18.8954941 Plotando ZESE a partir da equação teremos:

XESE ZESE ZESE (Elip) ZESE (EQ)

(m) (m) (m) (m) 10.885 3.335 3.335 3.3382747 10.7 3.29 3.300071 3.2984047 10.565 3.2 3.227462 3.2057742 10.415 3.035 3.089478 3.0278488 10.325 2.875 2.967484 2.8719806 10.255 2.72 2.842381 2.7152843 10.2 2.56 2.715486 2.5614411 10.145 2.395 2.543731 2.3663823 10.08 2.03 2.03 2.03

PORTANTO: APROVADO ! EQUAÇÃO ELÍPTICA APROXIMADA ZESE =(2.03 + ((((0.9-((X-(10.08+0.805*1.09*0.9))^2)/((0.805*1.09)^2))*((1.305*0.139)^2))^0.5))*1.111)*10.01-18.8954941

Empenagem V SE

2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

3,2

3,4

10 10,2 10,4 10,6 10,8 11X

Z

Empenagem SE pontos Empenagem V SE ELIPSE ajust

Emp SE Elipse

Page 23: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Equação da Elipse para parte Inferior da Empenagem Vertical:

a= 0.79 b= 0.725 Coef.Linear por aprox.: 0.45

Zo= 2.03 Xo= 10.798 Zfi= 2.03 v= 2 mi= 1 ni= 1 Xfi= 11.53 h= 0.5

Isolando XBF em função de Y, teremos: ZEI = Zo + (((1 - ((X-Xo)^2)/(b^2))*(a^2))^0.5) Plotando ZESi a partir da equação teremos:

XEi ZEi ZEi (Elip) ZEi (EQ) (m) (m) (m) (m) 11.53 2.03 1.9205648 2.03 11.515 1.925 1.9124066 1.8701323 11.45 1.7 1.684352 1.6692599 11.385 1.575 1.5662288 1.556 11.285 1.45 1.4446909 1.4379401 11.145 1.33 1.3363171 1.332259 10.83 1.24 1.2407662 1.2404698 10.46 1.33 1.3311504 1.3351793 10.28 1.45 1.4773597 1.4851724 10.185 1.575 1.6083137 1.6205085 10.14 1.7 1.6984873 1.7153178 10.09 1.925 1.8603072 1.8992414 10.08 2.03 1.9210861 2.03

EQUAÇÃO DA ELÍPSE APROXIMADA: PORTANTO: APROVADO!

Z=((2.03-0.79)-((((1-((X-(11.53-0.725))^2)/((0.725)^2))*((0.79)^2)))^0.5)*0.5)*2 - 0.45

Empenagem V Inferior

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

10 10,2 10,4 10,6 10,8 11 11,2 11,4 11,6

X

Z

Empenagem Inferior pontos

Empenagem V Inferior ELIPSE

Empenagem V Inf Elipse aprox imada

Page 24: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

VISUALIZAÇÃO:

Empenagem Vertical

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

3,2

3,4

10 10,2 10,4 10,6 10,8 11 11,2 11,4 11,6 X

Eixo de Guinada Z

Elipse Inferior Eq Ajustada Elipse Superior Eq ajustada direitaElipse Superior - pontos Elipse Inferior - pontosElipse Superior Eq ajustada Esquerda

Page 25: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Cálculos via MAPLE: > Z[EVL]:= 2.03 + (((1-((X-10.885)^2)/(0.645^2))*(1.305^2))^0.5);

:= ZEVL

+ 2.03 ( ) − 1.703025 4.093564089 ( ) − X 10.885 20.5

> convert(Z[EVL],fraction);

> Z[EV]:=(2.03 + ((((0.9-((X-(10.08+0.805*1.09*0.9))^2)/((0.805*1.09)^2))*((1.305*0.139)^2))^0.5))*1.1111)*10.01-18.8954941;

:= ZEV

+ 1.4248059 11.122111 ( ) − 0.02961373142 0.04273718051 ( ) − X 10.869705 20.5

> convert(Z[EV],fraction);

> Z[EVI]:=(2.03-0.79-((((1-((X-(11.53-0.725))^2)/((0.725)^2))*((0.79)^2)))^0.5)*0.5)*2-0.45;

:= ZEVI

− 2.03 1.0 ( ) − 0.6241 1.187348395 ( ) − X 10.805 20.5

> convert(Z[EVI],fraction);

+ 203100

− 3113318281

7569

− X

2177200

2

1849

+ 3670325760

61116 − 5119

172859

11619

− X

574795288

2

2718715495

− 203100

− 624110000

24964

− X

2161200

2

21025

Page 26: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

0.69606299*entre eixos

~0.4578 m

~5.0511385 m

ΓΓΓΓ ≅≅≅≅ 5.762533910726°

3 m

0.8735 m

~1.87 m 1.3855 m

~1.76 m

1.099 m

~5.9425415 m

Escala ���� 3.32:100

Z = 0.10057519 *Y + 1.76

Coeficiente angular da reta que descreve o diedro: 0.10057519 m

Zponta asa = 2.6445783 m.

Fig.4

VISTA FRONTAL PARCIAL PARA OBTENÇÃO DE DADOS 15.85 (m) x 3.32 = 52.622 (cm) conversão (b/2 = 26.311 cm) 0.058285337 = INCLINAÇÃO DA CAUDA : VISTA LATERAL: 7.855 = Deriva ���� Raiz da Asa X VISTA FRONTAL : 0.4578 = linhada Deriva ���� linha da Raiz da Asa )

Page 27: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

VISTA FRONTAL TOTAL PARA OBTENÇÃO E CONFRONTAÇÃO DE DADOS. CÁLCULO do DIEDRO: Asa : 7.925 x inclinação média ���� inclinação média: vistas anteriores acima = (2.6445783-1.76 = 0.8845783) ; vista da página anterior = 0.7095384615 m ; inclinação média = 0.79705838075 m

Diedro ���� Asa : 7.925 x 0.79705838075 m ���� ΓΓΓΓ = 0.10057519 rad ���� ΓΓΓΓ = 0.10057519*180/ΠΠΠΠ ���� ΓΓΓΓ = 5.762533910726 °.

Fig.5

Page 28: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

OBTENÇÃO DAS MEDIDAS DA EMPENAGEM HORIZONTAL Procedeu-se a marcação dos pontos e obtenção de seus valores da mesma maneira que se fez na Asa e na Empenagem Vertical

1.105 m

~0.675 m 4 5

6

8

7.605 m

11 12

13141516

32

17

1

10

~0.465 m

9 ( bHT/2 = 3.37 m)

~ 1.5689 m ( ≅≅≅≅ 0.136071*llllavião).

7

~2.335 m (~0.68738574040219378427787934186472 * bHT/2 )

8.21 m

3.03 m ( ≅≅≅≅ 0.2627927 * llllavião).

Considerando que profundor se encontra em trecho que a corda é constante, considerou-se, para o profundor,

corda inicial = corda final � λλλλ= 1

Fig.6

Page 29: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

EMPENAGEM HORIZONTAL:

Origem: Superior Esquerda Origem: Inferior Esquerda (Raiz do Bordo Ataque Asa)

eixo

horizontal eixo vertical eixo

horizontal eixo vertical

Y (cm) pontos

X (cm) pontos

Y (m) pontos

X (m) pontos

tamanho da corda no ponto

(cm)

tamanho da corda no ponto

(m) 1 0 0.57 0 8.21 2.21 1.105 2 5.6 0.57 2.8 8.21 2.21 1.105 3 5.71 0.58 2.855 8.205 2.19 1.095 4 5.93 0.62 2.965 8.185 2.12 1.06 5 6.14 0.7 3.07 8.145 1.96 0.98 6 6.35 0.85 3.175 8.07 1.66 0.83 7 6.56 1.12 3.28 7.935 1.1 0.55 8 6.68 1.36 3.34 7.815 0.61 0.305 9 6.74 1.68 3.37 7.655 0 0 10 6.68 1.97 3.34 7.51 11 6.56 2.22 3.28 7.385 12 6.35 2.51 3.175 7.24 13 6.14 2.66 3.07 7.165 14 5.93 2.74 2.965 7.125 15 5.71 2.77 2.855 7.11 16 5.6 2.78 2.8 7.105 17 0 2.78 0 7.105

Page 30: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Equação da Elipse para a Ponta Superior - Bordo de Fuga - da Empenagem Horizontal:

a= 0.57 b= 0.555 Fator aprox.repos.to do centro Y: 1

Yo= 2.8 Xo= 7.655 Xfi= 8.21 v= 1 me= 1 ne= 1 Yfi= 3.37 h= 1

Isolando XEH em função de Y, teremos: XEH =(Yo + ((((fator - ((Y - (Yfi + a*me*fator))^2)/((a*me)^2))*((b*ne)^2))^0.5))*h)*v - COEF.LINEAR Plotando XEH a partir da equação teremos:

YEH XEH XEH (ELIP) XEH (EQ) (m) (m) (m) (m) 2.8 8.21 8.21 2.855 8.205 8.20741 2.965 8.185 8.186238 3.07 8.145 8.143786 3.175 8.07 8.072976 3.28 7.935 7.954319 3.34 7.815 7.832681 3.37 7.655 7.655

EQUAÇÃO: PORTANTO: APROVADO !

XEH =(7.655+((1-(((Y-2.8)^2)/((0.57)^2)))*((0.555)^2))^0.5)

Emp Horizontal BF

7.6

7.8

8

8.2

8.4

2.8 3 3.2 3.4Eixo Arfagem Y

Eixo

Rolagem

X

EMP HOR BF DADOS EMP HOR BF ELIPSE

Page 31: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Equação da Elipse para a Ponta Inferior - Bordo de Ataque - da Empenagem Horizontal: a= 1.14 b= 0.55 Fator aprox.repos.to do centro Y: 1

Yo= 2.8 Xo= 7.655 Xfi= 7.105 v= 1 me= 1 ne= 1 Yfi= 3.37 h= 1

Isolando XEH em função de Y, teremos: XEH =(Yo + ((((fator - ((Y - (Yfi + a*me*fator))^2)/((a*me)^2))*((b*ne)^2))^0.5))*h)*v - COEF.LINEAR Plotando XEH a partir da equação teremos:

YEH XEH XEH (ELIP) XEH (EQ) (m) (m) (m) (m) 3.37 7.655 7.65500 3.34 7.51 7.47892 3.28 7.385 7.35838 3.175 7.24 7.24079 3.07 7.165 7.17062 2.965 7.125 7.12855 2.855 7.11 7.10757 2.8 7.105 7.10500

EQUAÇÃO: PORTANTO: APROVADO !

XEH =(7.655-((1-(((Y-2.8)^2)/((0.57)^2)))*((0.55)^2))^0.5)

Emp Horizontal BA

7

7.2

7.4

7.6

7.8

2.8 3 3.2 3.4Eixo Arfagem Y

Eixo Rolagem

X

EMP HOR BA DADOS EMP HOR BA ELIPSE

Page 32: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

VISUALIZAÇÃO: CÁLCULOS do MAPLE: > X[EH]:= 8.21; := X

EH8.21

> X[EHBF]:=(7.655 + ((1 - (((Y-2.8)^2)/((0.57)^2)))*((0.555)^2))^0.5);

:= XEHBF

+ 7.655 ( ) − 0.308025 0.9480609419 ( ) − Y 2.8 20.5

+ 1531200

− 1232140000

1369

− Y

145

2

1444

821100

Empenagem Horizontal

7

7.2

7.4

7.6

7.8

8

8.2

8.4

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6

Eixo de Arfagem Y

Eixo

de Rolag

em X

Bordo de Fuga Reta Bordo de Ataque Reta Ponta BF Elipse

Ponta BA Elipse Emp Hor Pontos Dados

Page 33: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

> X[EHBA]:=(7.655 - ((1 - (((Y-2.8)^2)/((0.57)^2)))*((0.55)^2))^0.5);

:= XEHBA

− 7.655 ( ) − 0.3025 0.9310557095 ( ) − Y 2.8 20.5

> X[EHA]:= 7.105; := X

EHA7.105

− 1531200

− 121400

3025

− Y

145

2

3249

1421200

Page 34: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

CÁLCULO DAS PROPRIEDADES DA EMPENAGEM HORIZONTAL: RESULTADOS INICIAIS (MAPLE): >SH[BF]:=Int(X[EH],Y=0..2.8);SH[PBF]:=Int(X[EHBF],Y=2.8..3.37);SH[PBA]:=Int(X[EHBA],Y=2.8..3.37);SH[BA]:=Int(X[EHA],Y=0..2.8);SH1[RBF]:=Int((X[EH]-X[EHA])^2,Y=0..2.8);SH1[PBF]:=Int((X[EHBF]-X[EHBA])^2,Y=2.8..3.37);XH1:=Int((X[EH] - X[EHA])*(X[EHA] + (X[EH] - X[EHA])/4),Y=0..2.88); XH2:=Int((X[EHBF] - X[EHBA])*(X[EHBA] + (X[EHBF] - X[EHBA])/4),Y=2.8..3.37);

:= SHBF

d⌠⌡0

2.8

XEH

Y

:= SHPBF

d⌠⌡2.8

3.37

XEHBF

Y

:= SHPBA

d⌠⌡2.8

3.37

XEHBA

Y

:= SHBA

d⌠⌡0

2.8

XEHA

Y

:= SH1RBF

d⌠

⌡0

2.8

( ) − XEH

XEHA

2Y

:= SH1PBF

d⌠

⌡2.8

3.37

( ) − XEHBF

XEHBA

2Y

:= XH1 d⌠

0

2.88

( ) − XEH

XEHA

+

34XEHA

14XEH

Y

:= XH2 d⌠

2.8

3.37

( ) − XEHBF

XEHBA

+

34XEHBA

14XEHBF

Y

Equações que descrevem a empenagem horizontal: Seção Reta do Bordo de Fuga:

> X[EH]:= 8.21;convert(X[EH],fraction); := XEH

8.21

821100

Equação da Elipse que descreve o Bordo de Fuga na Ponta: > X[EHBF]:=(7.655 + ((1 - (((Y-2.8)^2)/((0.57)^2)))*((0.555)^2))^0.5);convert(X[EHBF],fraction);

:= XEHBF

+ 7.655 ( ) − 0.308025 0.9480609419 ( ) − Y 2.8 20.5

+ 1531200

− 1232140000

1369

− Y

145

2

1444

Equação da Elipse que descreve o Bordo de Ataque na Ponta da Asa: > X[EHBA]:=(7.655 - ((1 - (((Y-2.8)^2)/((0.57)^2)))*((0.55)^2))^0.5);convert(X[EHBA],fraction);

:= XEHBA

− 7.655 ( ) − 0.3025 0.9310557095 ( ) − Y 2.8 20.5

Page 35: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

− 1531200

− 121400

3025

− Y

145

2

3249

Seção Reta do Bordo de Ataque:

> X[EHA]:= 7.105;convert(X[EHA],fraction); := XEHA

7.105

1421200

Cálculo da Área Alar: >SH[BF]:=Int(X[EH],Y=0..2.8);SH[PBF]:=Int(X[EHBF],Y=2.8..3.37);SH[PBA]:=Int(X[EHBA],Y=2.8..3.37);SH[BA]:=Int(X[EHA],Y=0..2.8); > SH1[ALAR]:=evalf(SH[BF]+SH[PBF]-SH[PBA]-SH[BA]); > SH[ALAR]:=2*SH1[ALAR];

:= SHBF

d⌠⌡0

2.8

8.21 Y

:= SHPBF

d⌠

⌡2.8

3.37

+ 7.655 ( ) − 0.308025 0.9480609419 ( ) − Y 2.8 20.5

Y

:= SHPBA

d⌠

⌡2.8

3.37

− 7.655 ( ) − 0.3025 0.9310557095 ( ) − Y 2.8 20.5

Y

:= SHBA

d⌠⌡0

2.8

7.105 Y

:= SH1ALAR

3.58868303

:= SHALAR

7.17736606

Área em planta exposta (descontada a fuselagem), onde Área da Raiz da empenagem, trapezoidal, é: >SH[raiz]:=convert(((BaseMaior+baseMenor)*Haltura/2),fraction);BaseMaior:=0.23;BaseMenor:=0.12;Altura:=1.105; > SH[raiz]:=(0.23+0.12)*1.105/2; > SH1[exp]:=SH1[ALAR]-SH[raiz];SH[exp]:=2*SH1[exp];

:= SHraiz

( ) + BaseMaior baseMenor Haltura2

:= BaseMaior 0.23 := BaseMenor 0.12 := Altura 1.105

:= SHraiz

0.1933750000

:= SH1exp

3.395308030

:= SHexp

6.790616060

Determinação da Corda Média Aerodinâmica: > SH1[RBF]:=Int((X[EH]-X[EHA])^2,Y=0..2.8);SH1[PBF]:=Int((X[EHBF]-X[EHBA])^2,Y=2.8..3.37); > C1[EH]:=(2/SH[ALAR])*(SH1[RBF]+SH1[PBF]); > CMA[EH]:= evalf(C1[EH]);

:= SH1RBF

d⌠⌡0

2.8

1.221025 Y

SH1PBF :=

Page 36: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

2.8

3.37

+ ( ) − 0.308025 0.9480609419 ( ) − Y 2.8 20.5

( ) − 0.3025 0.9310557095 ( ) − Y 2.8 20.5

(

)2

Yd

C1EH

0.2786537544 d⌠⌡0

2.8

1.221025 Y 0.2786537544⌠

2.8

3.37

( + :=

+ ( ) − 0.308025 0.9480609419 ( ) − Y 2.8 20.5

( ) − 0.3025 0.9310557095 ( ) − Y 2.8 20.5)^

:= CMAEH

1.081973378

Determinação da posição da Corda Média Aerodinâmica: > XH1:=Int((X[EH] - X[EHA])*(X[EHA] + (X[EH] - X[EHA])/4),Y=0..2.88); XH2:=Int((X[EHBF] - X[EHBA])*(X[EHBA] + (X[EHBF] - X[EHBA])/4),Y=2.8..3.37); > X[CMA][EH]:= evalf((2/SH[ALAR])*(XH1 + XH2));

:= XH1 d⌠⌡0

2.88

8.156281250 Y

XH2⌠

2.8

3.37

( :=

+ ( ) − 0.308025 0.9480609419 ( ) − Y 2.8 20.5

( ) − 0.3025 0.9310557095 ( ) − Y 2.8 20.5)

7.6550000003 ( ) − 0.3025 0.9310557095 ( ) − Y 2.8 2

0.5

4 −

( ) − 0.308025 0.9480609419 ( ) − Y 2.8 20.5

4 +

Yd

:= XCMA

EH

7.568776835

Já no caso do Ycma, podemos efetuar (soma das equações do Bordo de Fuga) - (Soma das Equações do Bordo de Ataque), parecidamente como foi feito no cálculo da Área Alar. Portanto, teremos: > YH1:=Int((X[EH]-X[EHA])*Y,Y=0..2.8);YH2:=Int((X[EHBF]-X[EHBA])*Y,Y=2.8..3.37); > Y[CMA][EH]:=evalf((2/SH[ALAR])*(YH1+YH2));

:= YH1 d⌠⌡0

2.8

1.105 Y Y

YH2 ⌠

⌡2.8

3.37

( :=

+ ( ) − 0.308025 0.9480609419 ( ) − Y 2.8 20.5

( ) − 0.3025 0.9310557095 ( ) − Y 2.8 20.5)

:= YCMA

EH

1.626330312

2

Yd

Y Yd

Page 37: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

DETERMINAÇÃO DO CLHTαααα: >C[L][HT][alpha]:=(2*pi*AR[HT]*F[HT]/(2+(4+(AR[HT]^2*beta^2/eta^2)*(1+((tan(Lambda[MAX]))^2/beta^2)))^0.5))*(S[HT][exp]/S[HT]);convert(C[L][HT][alpha],fraction);

:= CLHT

α

2 π ARHTFHTSHT

exp

+ 2

+ 4

ARHT

2β2

+ 1( )tan Λ

MAX

2

β2

η2

0.5

SHT

� 2 π AR

HTFHTSHT

exp

+ 2 + 4

ARHT

2β2

+ 1( )tan Λ

MAX

2

β2

η2SHT

Determinação do Alongamento da Empenagem Horizontal: > AR[EH]:=(3.37*2)^2/SH[ALAR]; := AR

EH6.329285647

Determinação do enflechamento ΛΛΛΛmax: :> Lambda[MAX]:=0.0; := Λ

MAX0.

Fórmula empírica para determinação do >C[L][HT][alpha]:=(2*pi*AR*F/(2+(4+(AR^2*beta^2/eta^2)*(1+((tan(Lambda[maxt]))^2/beta^2)))^0.5))*(S[HT][exp]/S[HT][alar]);convert(C[L][HT][alpha],fraction);

:= CLHT

α

2 π AR F SHT

exp

+ 2

+ 4

AR2 β2

+ 1( )tan Λ

maxt

2

β2

η2

0.5

SHTalar �

2 π AR F SHT

exp

+ 2 + 4

AR2 β2

+ 1( )tan Λ

maxt

2

β2

η2SHTalar

Determinação do fator de Mach: > beta:=1-(185/331.46)^2; := β 0.6884833924 Coeficiente de sustentação do Perfil como função do Mach, não dado, portanto assumido como sendo: > Cl[alpha]:=0.95; := Clα 0.95

Valor considerado para: > pi:=3.141592; := π 3.141592 Eficiência do aerofólio > eta:=Cl[alpha]/(2*pi/beta); := η 0.1040967800 Diâmetro médio da Fuselagem, consideradas as duas dos motores mais a central (cockpit): > phi[médio]:=1.928125; := φ

médio1.928125

Envergadura (dada): > b[EH]:=3.37*2; := b

EH6.74

Fator de Sustentação da Fuselagem na Empenagem Horizontal: > F[EH]:=1.07*(1+phi[médio]/b[EH])^2; := F

EH1.769759757

Determinação do Coeficiente de sustentação da Empenagem Horizontal: >C[L][HT][alpha]:=(2*pi*AR[EH]*F[EH]/(2+(4+(AR[EH]^2*beta^2/eta^2)*(1+((tan(Lambda[MAX]))^2/beta^2)))^0.5))*(SH[exp]/SH[ALAR]);

:= CLHT

α

1.516493616

Page 38: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Determinação do Volume de Cauda da empenagem Horizontal: > V[H][médio]:=l[H][médio]*S[HT][ALAR]/(C[MA][W]*S[W][ALAR]); > V[H][médio]:=l[H][médio]*SH[ALAR]/(C[MA]*S[ALAR]);

:= VHmédio

lHmédio

SHTALAR

CMA

W

SWALAR

:= VHmédio

7.17736606 lHmédio

CMASALAR

>S[ALAR]:=30.43510314;C[MA]:=2.771786954;V[H][médio]:=V[H][médio];X[W][CMA]:=0.8492330422+3.03; X[HT][CMA]:=X[CMA][EH];

:= SALAR

30.43510314

:= CMA

2.771786954

:= VHmédio

0.08508058599 lHmédio

:= XWCMA

3.879233042

:= XHTCMA

7.568776835

> l[H][médio]:=X[HT][CMA]-X[W][CMA];V[H][médio]:=V[H][médio]; := l

Hmédio

3.689543793

:= VHmédio

0.3139085479

> h[N][wb]:=0.25; V[H]:=V[H][médio]-(SH[ALAR]/S[ALAR])*(h-h[N][wb]); := h

Nwb

0.25

:= VH

− 0.3728648625 0.2358252583 h

Page 39: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

EMPENAGEM HORIZONTAL :

SHT = 7.17736606 m2 ARHT = 6.329285647

SEXP HT = 6.7906161 m2 ΛΛΛΛMAX HT = 0 Y X

CCMA HT = 1.08197338 m CLHTαααα= 1.516493616 1.62633031 8.3802569

XCMA HT = 7.5687768 m llllHT = 3.689543793 1.62633031 7.2982835

YCMA HT = 1.6263303 m VH = 0.313884422 verificação 1.0819734

Afilamento (Taper Ratio) da E.H.: λλλλ = 1

eixo horizontal eixo vertical Corda XCMA Y (m) pontos X (m) pontos

0 8.21 1.105 7.38125 2.8 8.21 1.105 7.38125 2.8 8.21 1.105 7.38125 2.855 8.2074103 1.09984 7.38253 2.965 8.1862382 1.05769 7.392972 3.07 8.1437856 0.97317 7.413911 3.175 8.072976 0.83219 7.448836 3.28 7.9543188 0.59594 7.507365 3.34 7.8326807 0.35376 7.56736 3.37 7.655 0.00000 7.655 3.37 7.655 3.34 7.47892 3.28 7.35838 3.175 7.24079 3.07 7.17062 2.965 7.12855 2.855 7.10757 2.8 7.105 2.8 7.105 0 7.105

Page 40: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Empenagem Horizontal

y = 0.0423x + 7.3342

6.5

7

7.5

8

8.5

9

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

Eixo Arfagem Y

Eixo Rolagem X

Empenagem Horizontal

Linha Corda Média Aerodinâmica

Corda Média

Linear (Linha Corda Média Aerodinâmica)

Page 41: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Superfícies Aerodinâmicas - Asa e Empenagem Horizontal

2

3

4

5

6

7

8

9

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Eixo de Arfagem (Y)

Eixo de Rolagem

(X)

ASA BACORDA MÉDIA ASAEmpenagem HorizontalCorda Média Empenagem HorizontalASA BFCMA-asaCMA-EH

Page 42: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

CÁLCULO DO CENTRO DE GRAVIDADE – UTILIZANDO-SE O PRINCÍPIO DA INÉRCIA E O PRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA DINÂMICA.

YCMA asa = 3.18332713 m , portanto ZCMAasa = ZraizAsa + sen(ΓΓΓΓ)*YCMAasa � Considerando ΓΓΓΓ = 5.762533910726 º ���� ZCMAasa = 1.76 + 0.319624241489 ���� ZCMAasa = 2.079624241489 m.

YpontaAsa = 15.85/2 – YCMAasa ���� YCMAasa -pontaAsa = 4.74167287 m. � ZCMAasa -pontaAsa = sen(ΓΓΓΓ)*YCMAasa -pontaAsa ���� ZCMAasa -pontaAsa = 0.476091062141 m. Adotando Vôo a velocidade máxima (185 m/s) constante e reto, em altitude de 7620 m, com peso mínimo (inicialmente), pela Princípio

Fundamental da Dinâmica teremos:

(I) ΣΣΣΣFHoriz = 0 ; (II) ΣΣΣΣFVert = 0 ; (III) ΣΣΣΣMorig = 0 .

De (I) ���� 0 = Dtotal – T onde Dtotal = DWB + DHT ; De (II) ���� 0 = Ltotal – W ; e

De (III) ���� 0 = – T.zp + W.xCG – LWB.xCMAasa + DWB.zCMAasa + LHT.xCMAHT + DHT.zCMAHT ;

X .Escala - 28:1153

ZP= 2.256585714 mXP = 1.5689 m

ZCG ; XCG ; YCG . ZCMA W = 2.080163731 m

XCMA W = 3.8792330422 m

LHT

T

LWB

DHT

DWB

W

ZCMAHT = 2.688960714 m XCMAHT = 7.568776835 m

Z

Fig.7

Page 43: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Aparentemente, poderia-se tentar obter o XCG pelo balanceamento de Forças (ΣF = 0 – 2ª Lei de

Newton); porém, para a velocidade máxima – em potência máxima, na altitude dada, SEMPRE

HAVERÁ UM VALOR DE αααα e de δεδεδεδε para o VOO EQUILIBRADO (RETO E NIVELADO -

TRIMADO), valor este não possível de se obter com os dados atuais, podendo LW e LHT variarem

conforme o δαδαδαδα e δεδεδεδε !! Portanto, existem infinitos valores para o XCG ante as infinitas

combinações desses ângulos.

Assim sendo, não havendo outro meio de calculo do XCG, mesmo sendo dada a Margem

Estática igual a 0.15, isto não o suficiente para a determinação.

Única saída possível: considerar δδδδCMP/δαδαδαδα = 0 !!! ; pois ESTE TAMBÉM É DEPENDENTE

DO XCG!

Considerando ∂∂∂∂CMP/∂α∂α∂α∂α=0: Adotando a Margem Estática = KN = 0.15:

hPN0= 0.528726648

h0= 0.378726648

XCG0= 4.236063311

OBSERVAÇÃO: Uma vez determinado o ∂∂∂∂CMP/∂α∂α∂α∂α, para uma melhor aproximação, deveria-se

iniciar um processo de interações sucessivas onde se calcula novamente o XCG a partir do

∂∂∂∂CMP/∂α∂α∂α∂α calculado, e assim por diante. A primeira interação – cálculo do novo XCG, após o

calculo (mais a frente) do ∂∂∂∂CMP/∂α∂α∂α∂α, temos abaixo, que será o valor adotado após o cálculo da

parcela do motor. Quando se tratar de Grandezas e/ou Constantes sem a parcela/contribuição

do motor, então os valores utilizados serão os acima.

Adotando a Margem Estática = KN –

0.15 e já calculado o ∂∂∂∂CMP/∂α∂α∂α∂α:

XCG = 4.232328513 m

hhk PNN −=

Page 44: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Determinação das

Propriedades de Estabilidade

da Aeronave

Fig.8

Page 45: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

DETERMINAÇÃO de CLαααα:

DETERMINAÇÃO de ∂ε∂ε∂ε∂ε/∂α∂α∂α∂α:

r = 0.4655576 m = 0.1317752

λλλλ = 0.3561942 AR = 8.2543666

Zt: vide fig.3

Page 46: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

∂ε/∂α =∂ε/∂α =∂ε/∂α =∂ε/∂α = 0.34 pelo gráfico de estabilidade

CLαααα = 1.127134627

r = 0.847

λλλλ = 0.33

0.34 m = 0.13

Page 47: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

DETERMINAÇÃO de ∂∂∂∂CMP/∂α∂α∂α∂α: Distância da Hélice à 1/4 corda :

dhélice = 2.310333 m dhélice % = 0.8334535

∂ε∂ε∂ε∂εU/∂α =/∂α =/∂α =/∂α = 0.3 pelo gráfico de UpWash estimado

8.20.3

0.8

Page 48: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

DETERMINAÇÃO de f(T) e ∂∂∂∂CNblade/∂α∂α∂α∂α : η η η η = 0.8550725

T = 11000.3917 N T/(ρρρρ*V2*D2)= 4.046189E-03 2479.469721 lbf 3.93574E-06

f(T) = 0.00182 Graficamente

Advance Ratio J = 1.7548861 � Graficamente: ∂∂∂∂CNblade/∂α:∂α:∂α:∂α: 0.06100196

1.8

1.

Page 49: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

~ 0.061

~ 1.755

DETERMINAÇÃO DE ∂∂∂∂CNBLADE/∂α∂α∂α∂α :

Page 50: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Razão de Avanço da hélice:

Advance Ratio J = 1.7548861 � Graficamente: ∂∂∂∂CNblade/∂α:∂α:∂α:∂α: 0.06100196

Parcela de Força devido ao Motor

Cálculo FPαααα: q = 9623.5123 � FPαααα = 355.597194 N

Parcela devido ao Motor :

Cálculo ∂∂∂∂CMP0/∂α∂α∂α∂α: 0.001518622 Assumindo XCG0 Cálculo ∂∂∂∂CMP/∂α∂α∂α∂α: 0.001516495

Distância do ponto de aplicação do FPαααα até o Nariz: XP = 1.5689 m

DETERMINAÇÃO do HPN ; HP e XCG: Adotando a Margem Estática = KN :

hPN= 0.527381203 h= 0.377381203

XCG= 4.232333736

DETERMINAÇÃO do CMαααα:

CMαααα = -0.16907232

DETERMINAÇÃO do CMα0α0α0α0 sem motor:

CMα0α0α0α0 = -0.169070194

Page 51: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

CÁLCULO DE CLHTδδδδE :

DETERMINAÇÃO do CLHTδδδδe: C = 1.105 m CF = 0.465 m

CF/C = 0.4208145 t = 0.1224799 m t/C = 0.1108415

Cllllδδδδ theory= 5.3676248 Cllllδδδδ/Cllllδδδδ theory = 0.98779 Cllllδδδδ = 5.302086

αδαδαδαδ Cllll = -0.765665 K1 = 1.0011268

ηηηηHTi= 0 ηηηηHTo = 0.6873857

K2 = 0.7928305 CLHTδδδδ = 1.0157268

CÁLCULOS: Na grande maioria, utilizando-se das Figuras fornecidas, fez-se as aproximações por regra de três, a partir da

medida do eixo com valor conhecido, determinando-se o valor desejado e projetando no outro eixo o valor a

ser obtido. Este também foi por regra de três: neste outro eixo há valores que podem ter seu eixo medido, por

regra de três determina-se o valor a partir do tamanho do eixo projetado.

Page 52: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

~5.3676

~0.4208

DETERMINAÇÃO

do Clδδδδ-teórico

t/c = 0.11

Page 53: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

~0, 4208

~ 0.98779

DETERMINAÇÃO DO CLδδδδ:

0.98

Page 54: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

-0.76567

~0.4208

~ 8.254

1.001127

-0.76567

DETERMINAÇÃO do Clαδαδαδαδ e do K1:

Page 55: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

DETALHE DA DETERMINAÇÃO DO K1, PARA O QUAL BUSCOU-SE A CURVA (APROXIMADA) DE -0.765:

Page 56: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

0.68738574*bHT/2

Fig.9

~ 0.7928

ηηηη0 ≅≅≅≅ 0.68738574ηηηηi = 0

DETERMINAÇÃO de K2: Atentar para o fato do profundor ser INTEGRAL isso considerando que passa pelo eixo de simetria da aeronave (ηηηηi) indo até a Deriva (ηηηη0)

Page 57: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

DETERMINAÇÃO do CLδδδδe:

CLδδδδe = 0.239534027

DETERMINAÇÃO do CMδδδδe:

CMδδδδe = -0.288309128

DETERMINAÇÃO de CLααααfreefreefreefree : Dado:

b1 = 0.0971 *b2

CLααααfree: 1.10387587

DETERMINAÇÃO de CMααααfreefreefreefree sem motor:

CMααααfree: -0.141075378

DETERMINAÇÃO de CMααααfreefreefreefree :

CMααααfree: -0.141077504

DETERMINAÇÃO de hPNfreefreefreefree sem motor:

hPNfree: 0.50652669

DETERMINAÇÃO de hPNfreefreefreefree :

hPNfree: 0.50518128

)(___ motorsemfreePNmotorsemfreeLmotorsemfreeM hhCC −∗= αα

Page 58: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Fig.10

CG≅≅≅≅CG0..........���� hPN.≅≅≅≅ hPN free......����

Page 59: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

RELAÇÃO DE FIGURAS (relevantes):

Fig.01 Vista superior – obtenção de medidas da Asa fl.05

Fig.02 Vista Lateral – obtenção de medidas da Empenagem

Vertical fl.18

Fig.03 Vista Lateral – obtenção de medidas Laterais fl.18

Fig.04 Vista Frontal parcial – obtenção de medidas. fl.26

Fig.05 Vista Frontal total – obtenção de medidas. fl.27

Fig.06 Vista Superior – obtenção de medidas da Empenagem Horizontal

fl.28

Fig.07 Vista Lateral – obtenção de medidas e aplicação das forças principais

fl.42

Fig.08 Três vistas principais fl.44

Fig.09 Vista parcial – obtenção de medidas Profundor fl.56

Fig.10 Posição aproximada do CG, do hPN e do hPNfree. fl.58

Page 60: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

RELAÇÃO DE GRÁFICOS (relevantes):

Gráf.01 Asa Lockheed P-38 Lightning fl.07

Gráf.02 Curvas da Ponta da Asa fl.07

Gráf.03 Bordo de Fuga da Asa fl.08

Gráf.04 Bordo de Ataque da Asa fl.09

Gráf.05 Asa e Corda Média Aerodinâmica fl.17

Gráf.06 Empenagem Vertical fl.20

Gráf.07 Empenagem Vertical – parte Superior Direita fl.21

Gráf.08 Empenagem Vertical – parte Superior Esquerda fl.22

Gráf.09 Empenagem Vertical – parte Inferior fl.23

Gráf.10 Empenagem Vertical plotada pela Equações aprox. fl.24

Gráf.11 Empenagem Verticla plotada pelos Dados fl.29

Gráf.12 Empenagem Horizontal – Bordo de Fuga fl.30

Gráf.13 Empenagem Horizontal – Bordo de Ataque fl.31

Gráf.14 Empenagem Horizontal plotada via equações aprox. fl.32

Gráf.15 Empenagem Horizontal e Corda Média Aerodinâmica fl.40

Gráf.16 Superfícies Aerodinâmicas – Asa e Empenagem Horizontal

fl.41

Gráf.17 m x r para λ = 0.33 fl.46

Gráf.18 δευ/δαδευ/δαδευ/δαδευ/δα x dhélice%. fl.47

Gráf.19 f(T) x T / ρρρρ.V2.D2. fl.48

Gráf.20 dCNblade/dαααα x J fl.49

Gráf.21 CLδδδδ_theory x cf/c fl.52

Page 61: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

Gráf.22 CLδδδδ / CLδδδδ_theory x cf/c fl.53

Gráf.23/24 CLα δα δα δα δ x cf/c e K1 x SW fl.54

Gráf.25 K2 x ηηηη fl.56

Page 62: Dinamica de Aeronaves - Eng Reversa p38 - Alessandro-2008-Unitau

FONTES PESQUISAS:

Locais na rede mundial de computadores (BBS):

http://www.warbirdsresourcegroup.org/URG/p38.htm

http://www.daveswarbirds.com/usplanes/aircraft/lightnin.htm

http://www.highironillustrations.com/aviation_specification/spec_p38.html

http://www.chuckhawks.com/lightning_P38.htm

http://home.tiscali.dk/winthrop/p38.html

http://home.att.net/~jbaugher1/p38.html

http://www.aero-web.org/specs/lockheed/p-38.htm

http://www.freewebs.com/rivid/index.htm

http://www.freewebs.com/rivid1/horsepower.htm

http://www.freewebs.com/rivid1/turbosuperchargers.htm

http://www.weakforcepress.com/allison_v-1710.htm

http://www.unlimitedexcitement.com/Miss%20US/Allison%20V1710%20Engi

ne.htm#Key%20Specifications

http://www.mo-na-ko.net/letadla-planky.htm

http://militaryhistory.about.com

http://hanton.eng.ua.edu

todos acessados no período de 27/maio/2008 a 20/julho/2008.

BIBLIOGRAFIA:

MARCONDES, CLAUDIO (ed.), in GUERRA NOS CÉUS - Aeronaves

Famosas. RioGráfica editora. Vol.4, pp. 401-408. Rio de Janeiro/RJ. 1986-87.