Questão 6. As curvas de distribuição do coeficiente de pressão sobre a superfície de um aerofólio varia de acordo com a geometria do aerofólio e as condições de operação do mesmo (número de Reynolds, de Mach e ângulo de ataque). Desenhe uma curva típica de
que contenha todos os elementos abaixo e identifique esses elementos. Descreva o comportamento desses pontos na curva de
à medida que aumentamos o ângulo de ataque.
(i) pico de sucção;
(ii) ponto de estagnação.
(i) pico de sucção;
(ii) ponto de estagnação.
Passo 1
O enunciado pede para desenharmos qualitativamente a distribuição do coeficiente de pressão
ao longo do bordo de ataque ao bordo de fuga de um aerofólio, identificando (i) o pico de sucção e (ii) o ponto de estagnação, e em seguida descrever como esses dois elementos se deslocam quando aumentamos o ângulo de ataque
. O conteúdo envolvido é aerodinâmica de perfil, definição de
e efeitos de variação do ângulo de ataque sobre a distribuição de pressão.
Passo 2
Um traçado típico de
em função da coordenada adimensionalizada
(onde
é o bordo de ataque e
o bordo de fuga) mostra duas curvas, uma para a superfície superior e outra para a inferior. Na superfície superior há um ponto de pressão mínima (mais negativa) logo após o bordo de ataque: esse é o pico de sucção. Já o ponto de estagnação é aquele em que a velocidade local cai a zero, fazendo
e, portanto,
Geralmente, para
simétrico ou camberado, o ponto de estagnação está muito próximo do bordo de ataque, dividindo o fluxo entre as faces superior e inferior.
Passo 3
Conforme aumentamos
, o fluxo sobre a superfície superior acelera mais intensamente:
— O pico de sucção torna-se mais marcado, ou seja, diminui (valor mais negativo).
— A posição desse pico, medida em , desloca-se levemente para montante (mais próximo do bordo de ataque) até certo ângulo; ao se aproximar da condição de escoamento separável, o ponto de sucção pode migrar de volta um pouco para jusante.
— O pico de sucção torna-se mais marcado, ou seja,
— A posição desse pico, medida em
Passo 4
O ponto de estagnação permanece caracterizado por
, mas sua localização ao redor do bordo de ataque muda:
— Para , o ponto de estagnação “roda” em torno do bordo de ataque em direção à face inferior do aerofólio, deslocando-se em pequenos arcos até situar-se totalmente na superfície inferior conforme
cresce.
— Em outras palavras, o escoamento “bate” mais no intradorso, e o ponto onde passa da junção das duas superfícies para a face inferior.
— Para
— Em outras palavras, o escoamento “bate” mais no intradorso, e o ponto onde
Resposta
O pico de sucção (i) fica na região de
da face superior, é o valor mínimo de
e torna-se mais negativo e levemente mais próximo do bordo de ataque à medida que
aumenta.
O ponto de estagnação (ii) é onde ; ao aumentar
, ele desloca-se ao redor do bordo de ataque em direção à superfície inferior.
O ponto de estagnação (ii) é onde