Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Brunetti - Mecânica dos Fluidos - Capítulo 9.Exercício - Ex. 15

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Um avião pesa 18 kN e tem uma área de asa de 27   m 2 . Qual deverá ser o ângulo de ataque das asas a uma velocidade de 160 km/h? Supor que o coeficiente de sustentação varie linearmente de 0 º a 6º desde 0,35 até 0,8. ( ρ = 1,2   k g / m 3 )

Passo 1

Dados da questão:

  • Peso do avião: P = 18000   N
  • Área da asa: A = 27   m 2
  • Velocidade v 0 = 160 k m h = 44,44 m s
  • O coeficiente de arrasto: 0,35 ≤ C a ≤ 0,8
  • Ângulo de ataque: 0 º ≤ α ≤ 6 º

Passo 2

Para que o avião se mantenha em voo, a sustentação deve ser igual ao peso do avião

F s = P

Substituindo a função da sustentação

C s ⋅ ρ ⋅ v 0 2 ⋅ A 2 = P

Isolando o coeficiente de sustentação

C s = 2 P ρ ⋅ v 0 2 ⋅ A

Aplicando os valores:

C s = 2 ⋅ 18 ⋅ 10 3   N 1,2 k g m 3 ⋅ 44,44 m s 2 ⋅ 27   m 2

O coeficiente de arrasto é:

C s = 0,56

Passo 3

Agora basta interpolar para ter o ângulo de ataque:

6 - α 6 - 0 = 0,8 - 0,56 0,8 - 0,35

α = 2,8 º

Resposta

α = 2,8 º

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