aeronave subsônica -Subsonic aircraft
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Uma aeronave subsônica é uma aeronave com velocidade máxima menor que a velocidade do som ( Mach 1). O termo descreve tecnicamente uma aeronave que voa abaixo de seu número crítico de Mach , normalmente em torno de Mach 0,8. Todas as aeronaves civis atuais, incluindo aviões , helicópteros , futuros drones de passageiros , veículos aéreos pessoais e dirigíveis , bem como muitos tipos militares, são subsônicos.
Características
Embora altas velocidades sejam geralmente desejáveis em uma aeronave, o vôo supersônico requer motores muito maiores, maior consumo de combustível e materiais mais avançados do que o vôo subsônico. Um tipo subsônico, portanto, custa muito menos do que o projeto supersônico equivalente, tem maior alcance e causa menos danos ao meio ambiente.
O ambiente subsônico menos severo também permite uma gama muito maior de tipos de aeronaves, como balões , dirigíveis e helicópteros , permitindo que eles preencham uma gama muito maior de funções.
Aerodinâmica subsônica
O voo subsônico é caracterizado aerodinamicamente pelo fluxo incompressível, onde as mudanças de pressão dinâmica devido ao movimento através do ar fazem com que o ar flua de áreas de alta pressão dinâmica para áreas de menor pressão dinâmica, deixando a pressão estática e a densidade do ar circundante constantes. Em altas velocidades subsônicas, os efeitos de compressibilidade começam a aparecer.
Propulsão
A hélice é uma das fontes mais eficientes de empuxo disponíveis e é comum em aviões e dirigíveis subsônicos . Às vezes, é fechado na forma de um ventilador canalizado . Em velocidades subsônicas mais altas e em grandes altitudes , como as alcançadas pela maioria dos aviões , o turbojato ou turbofan torna-se necessário. Jatos puros, como o turbojato e o ramjet , são ineficientes em velocidades subsônicas e não são usados com frequência.
Design de asa
A envergadura e a área de uma asa são importantes para as características de sustentação . Eles estão relacionados pela razão de aspecto , que é a razão entre o vão, medido de ponta a ponta, para a corda média , medida de bordo de ataque a bordo de fuga.
A eficiência aerodinâmica de uma asa é descrita por sua razão sustentação/arrasto , com uma asa dando alta sustentação para pouco arrasto sendo a mais eficiente. Uma proporção de aspecto mais alta fornece uma proporção de sustentação/arrasto mais alta e, portanto, é mais eficiente.
O arrasto de uma asa consiste em dois componentes: o arrasto induzido , que está relacionado à produção de sustentação , e o arrasto de perfil , em grande parte devido ao atrito da pele que é contribuído por toda a área da asa. Portanto, é desejável que uma asa tenha a menor área compatível com as características de sustentação desejadas. Isso é melhor alcançado com uma alta proporção, e os tipos de alto desempenho geralmente têm esse tipo de asa.
Mas outras considerações, como peso leve, rigidez estrutural, manobrabilidade, manuseio no solo e assim por diante, muitas vezes se beneficiam de uma envergadura mais curta e, consequentemente, uma asa menos eficiente. Aviões de aviação geral pequenos e de baixa altitude normalmente têm proporções de seis ou sete; aviões de 12 ou mais; e planadores de alto desempenho de 30 ou mais.
Em velocidades acima do número crítico de Mach, o fluxo de ar começa a se tornar transônico , com fluxo de ar local em alguns lugares causando a formação de pequenas ondas de choque sônico. Isso logo leva ao choque , causando um rápido aumento no arrasto. As asas de naves subsônicas rápidas, como aviões a jato , tendem a ser varridas para retardar o início dessas ondas de choque.
Em teoria, o arrasto induzido é mínimo quando a distribuição da sustentação no sentido da envergadura é elíptica. No entanto, vários fatores influenciam o arrasto induzido e, na prática, uma asa de forma elíptica, como a do caça Supermarine Spitfire da Segunda Guerra Mundial, não é necessariamente a mais eficiente. As asas dos aviões a jato, altamente otimizadas para eficiência, estão longe de ter uma forma elíptica.
A razão entre a corda da ponta e a corda da raiz é chamada de razão de conicidade. A conicidade tem o efeito desejável de reduzir a tensão de flexão da raiz deslocando a sustentação para dentro, mas alguns projetistas notáveis, incluindo John Thorp e Karl Bergey, argumentam que uma forma retangular não cônica é melhor para aviões com peso bruto inferior a 6.000 libras. .
Veja também
Referências
Citações
Bibliografia
- LJ Clancy (1975) Aerodinâmica , Pitman.