01 Aerodinamica de alta velocidade sem 1 2012

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12 de fevereiro de 2012
[pic]TEORIA DO VOO II
MÓDULO 01
(Resumo para orientação do estudo)
TEORIA DO VOO DE ALTA VELOCIDADE

Professor: Marco Antonio Couto do Nascimento.

1. Objetivos:

. Descrever as características de escoamentos de ar de alta velocidade.
. Explicar as características dos perfis aerodinâmicos para voo transônico, supersônico e hipersônico.
. Explicar os principaisefeitos sobre a aeronave decorrente de voo em regime de alta velocidade
. Preparar-se com vistas aos exames da ANAC para obtenção de licença de Piloto Privado, de Piloto Comercial e de Piloto de Linha Aérea.

2. Referências.

1. Plano de Ensino na Disciplina Teoria do Voo II, primeiro semestre de 2012.
2. Manual do Curso - PILOTO COMERCIAL – AVIÃO – DAC/15 DEZ 90.
3. SAINTIVE, Newton Soler.Aerodinâmica de Alta Velocidade. Editora ASA, 1998, São Paulo.
4. HURT Jr, H.H. Aerodynamics for Naval Aviators. Direction of Commander, Naval Air Systems Command, United States Navy. Washington, 1965.

3. O que é alta velocidade na aviação?


Velocidades da ordem de 744 km/h, consideradas excessivamente altas para outros meios de locomoção, podem ainda ser consideradas não muito altaspara aviação. Isso porque, na realidade, não é o valor da velocidade, em si, que determina se ela pode ou não ser considerada alta em termos de Aerodinâmica.
O que dita se uma velocidade é “alta” é a ocorrência de efeitos expressivos de compressibilidade (aumento expressivo da pressão e da densidade do ar).
O ar, em baixa velocidade, até cerca de 250 kt, no nível do mar e nas condiçõespadrões, é considerado um fluido ideal (ou quase ideal), o que significa que o efeito de variação de densidade pode ser desprezado na prática (o ar é assim considerado incompressível).
Todavia, quando a aeronave voa em velocidades próximas à velocidade do som ou acima dela, os efeitos de compressibilidade passam a ser significativos, alterando consideravelmente as característicasaerodinâmicas da aeronave.
A magnitude desses efeitos é de tal ordem que uma aeronave projetada para voar em regimes de baixa velocidade simplesmente não conseguirá voar em velocidades próximas ou superiores à velocidade do som.
4. Mas o que é velocidade do som e por que ela é uma referência?


Em livros que tratam do assunto, podem ser encontradas definições como: “velocidade do som é avelocidade com que uma perturbação de pressão propaga-se em um fluido”.
Embora fisicamente corretas, definições como esta não traduzem, pelo menos de imediato, as noções práticas comumente buscadas por pilotos.


Vejamos agora a mesma definição vista por outro ângulo.
Imagine que uma aeronave esteja em deslocamento no ar com velocidade muito baixa. Ao deslocar-se, as partes daaeronave colidem com moléculas de ar que estão no seu caminho. Essas moléculas são lançadas para frente e colidem com outras moléculas, em uma sucessão de choques. No local de onde as moléculas saíram, fica certo vazio momentâneo (menor pressão e menor densidade) e onde elas estão impactando outras moléculas ocorre um acúmulo momentâneo de moléculas (maior pressão e maior densidade).
Obviamente,as moléculas impactadas, ao avançar, colidem com outras moléculas mais à frente, repetindo a sequência de diminuição e aumento de pressão. Na seqüência de impactos, essa perturbação de pressão e de densidade que “viaja” no ar pode chegar às partes internas de um ouvido humano (Figura 1).



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Figura 1 – Perturbação de pressão (onda) chega às partes internas do ouvido.No ouvido interno, o tímpano (membrana do ouvido com qualidades vibratórias especiais) é posto a vibrar por essa perturbação. Ao final do processo, a vibração é transmitida ao nervo óptico e interpretada como som pelo cérebro. Nesse momento, a pessoa toma ciência de que uma aeronave está nas proximidades, ou seja, ouve o som da aeronave.
Portanto, em termos físicos, o impacto da...
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