Aviões subsônicos modernos têm sido refinados de tal modo que 75% do arraste parasita (porção do arraste total no avião não associado diretamente em produzir sustentação) podem ser atribuídos ao atrito ao longo de superfícies externas. Para um jato subsônico atípico, o coeficiente de arraste parasita baseado em uma área da asa é 0,011. Determine o arraste de fricção sobre o avião

a.a 500 mph a 35.000 ft

b.a 200 mph ao nível do mar

A área da asa é 2400 ft2.

Passo 1

Saaaalve, tranquilo? Vamos lá resolver mais uma questão juntos?! 😊

a) A conversão da velocidade de mph para ft / s é dada por,

Velocidade do fluxo, v

v 1 = 500  milhas   hora 

= 500  milhas   hour  × 1  hour  3600  segundos  × 5280  foot  1  milhas 

= 733 ft / s

Das propriedades da atmosfera padrão, a densidade a uma altura 35000 ft é dada por,

ρ = 0.0237  slug  f t 3

= 0,0237 lbm / f t 3   1  slug  = 32,2 lbm

Passo 2

Encontre a força de arrasto F D usando a seguinte equação

F D = C D × A × ρ × v 2 2 … … 1

Aqui, F D é a força de arrasto, C D é o coeficiente de arrasto, ρ é a densidade do fluido e v é a velocidade do fluxo.

Substitua, 0,011 por C D , 2400 f t 2 por A , 0,0237 lbm / f t 3 por ρ e 733 ft / s para v na equação (1)

F D = 0,011 × 2400 f t 2 × 0,0237 lbm f t 3 × 733 ft s 2 2

= 168085.49 lbm - ft s 2

= 5220 lbf   1 lbf = 32.2 lbm ft / s 2

Assim, o arrasto de fricção F D resulta em 5220 lbf .

Passo 3

(b) Para determinar o arrasto de atrito F D em uma aeronave quando uma aeronave está voando a uma velocidade de 200 mph ao nível do mar, proceda da seguinte forma;

v 2 = 200  milhas   hora 

= 200  milhas   hour  × 1  hour  3600  segundos  × 5280  foot  1  milhas 

= 293 ft / s

Das propriedades da atmosfera padrão, a densidade ao nível do mar é dada por,

ρ = 0.0766 lbm f t 3 1  slug  = 32.2 lbm

Substitua, 0,011 por C D , 2400 f t 2 por A , 0,0766 lbm / f t 3 por ρ e 293 ft / s para v na equação (1), para obter o arrasto de atrito

F D = 0,011 × 2400 f t 2 × 0,0766 lbm f t 3 × 293 ft s 2 2

= 86803.64 lbm - ft s 2

= 2700 lbf   1 l b f = 32.2 lbm - ft s 2

Portanto, o arrasto de atrito F D a 200 mph ao nível do mar é 2700 lbf .

Resposta

a) 5220 lbf .

b) 2700 lbf .