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 C_{p} que contenha todos os elementos abaixo e identifique esses elementos. Descreva o comportamento desses pontos na curva de C_{p} à medida que aumentamos o ângulo de ataque.
(i) pico de sucção;
(ii) ponto de estagnação.

Passo 1

O enunciado pede para desenharmos qualitativamente a distribuição do coeficiente de pressão C_{p} 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 \alpha. O conteúdo envolvido é aerodinâmica de perfil, definição de
C_{p} = \frac{p - p_{\infty}}{\tfrac12\,\rho\,V_{\infty}^{2}},
e efeitos de variação do ângulo de ataque sobre a distribuição de pressão.

Passo 2

Um traçado típico de C_{p} em função da coordenada adimensionalizada x/c (onde x=0 é o bordo de ataque e x=1 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 p = p_{\infty} + \tfrac12\,\rho\,V_{\infty}^{2} e, portanto,
C_{p}=1.
Geralmente, para \alpha=0 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 \alpha, o fluxo sobre a superfície superior acelera mais intensamente:
— O pico de sucção torna-se mais marcado, ou seja, C_{p,\min} diminui (valor mais negativo).
— A posição desse pico, medida em x/c, 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.

Passo 4

O ponto de estagnação permanece caracterizado por C_{p}=1, mas sua localização ao redor do bordo de ataque muda:
— Para \alpha>0, 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 \alpha cresce.
— Em outras palavras, o escoamento “bate” mais no intradorso, e o ponto onde V=0 passa da junção das duas superfícies para a face inferior.

Resposta

O pico de sucção (i) fica na região de x/c\approx0{,}05 da face superior, é o valor mínimo de C_{p} e torna-se mais negativo e levemente mais próximo do bordo de ataque à medida que \alpha aumenta.
O ponto de estagnação (ii) é onde C_{p}=1; ao aumentar \alpha, ele desloca-se ao redor do bordo de ataque em direção à superfície inferior.

Exercícios relacionados