BRMU8900310U2

BRMU8900310U2 - disposição introduzida em asa aeronáutica

Info

Publication number: BRMU8900310U2
Authority: BR
Inventors: Joao Marcos De Arruda Corsini
Original assignee: Joao Marcos De Arruda Corsini
Priority date: 2009-03-18
Filing date: 2009-03-18
Publication date: 2010-11-30

Abstract

DISPOSIçãO INTRODUZIDA EM ASA AERONáUTICA. Descreve-se uma disposição introduzida em asa aeronáutica (1) que compreende um canál de geometria adequada, denominado "slot" (4) que comunica o intradorso do perfil externo (2) com o dorso do perfil interno (3)

Description

"DISPOSIÇÃO INTRODUZIDA EM ASA AERONAUTICA"

O presente modelo refere-se a uma disposiçãointroduzida em asa aeronáutica, capaz de gerar acréscimo desustentação aerodinâmica e reduzir os perigosos efeitos da perdade sustentação em vôo também conhecida como "stall".

Descrição do estado da técnica

As asas dos aviões têm sua forma geométricadefinida pelos perfis aeronáuticos que foram sendo desenvolvidosao longo dos últimos cem anos, desde que começaram a ser usadospelo brasileiro Alberto Santos Dumont, pai da aviação.

São elementos mecânicos que por sua formageométrica, quando em movimento relativamente a uma massa de ar,produzem uma força resultante conhecida como força de sustentaçãoL ou simplesmente "sustentação", em sentido oposto ao da força dagravidade G, e assim possibilitam a elevação das aeronaves acimada superfície da Terra.

A principal característica das asas dos aviões éa sua condição dinâmica, ou seja, a força de sustentação L, porelas produzida, só aparece quando estão em movimento em relação amassa de ar da atmosfera. Para tanto, o fluxo relativo de ar deveincidir sobre a frente do aerofólio, denominada bordo de ataque,escoar ao longo de sua superfície, dividindo-se por dois caminhos,um superior (dorso) e outro inferior (intradorso) e se juntar, aofinal, na passagem pelo bordo de fuga. Nesta passagem, pelos doiscaminhos, aparece a força de sustentação L, originada peladiferença de esforços entre a pressão aerodinâmica atuante nointradorso e a depressão aerodinâmica no dorso.

Esta força de sustentação L é proporcional avelocidade do fluxo de ar que passa pelo aerofólio e também aoangulo de ataque a, que é o angulo formado entre a direção dofluxo de ar e a linha da corda do perfil aerodinâmico que divideas duas partes do mesmo em dorso e intradorso.

Quando a velocidade do fluxo de ar diminui énecessário aumentar o angulo de ataque a para continuar garantindoa força de sustentação necessária para manter a aeronave no ar.

Porém, este procedimento tem um limite, conhecidocomo velocidade de "stall", que é a velocidade mínima com a qualainda há resultante positiva de sustentação.

A partir deste ponto, com a diminuição davelocidade em relação ao ar ocorre o descolamento do fluxo de arque passa pelo dorso do aerofólio, originando uma força contrária,conhecida como força de arrasto aerodinâmico D, que neutraliza ajá diminuída força de sustentação, e a partir daí a aeronavecomeça a cair apresentando o comportamento de "stall", que secaracteriza pela queda brusca do seu nariz, em uma tentativa deganhar novamente velocidade e conseqüentemente recuperar asustentação.

Este comportamento de "stall" é o grande causadorde acidentes aéreos fatais, pois quando ocorre esta perda desustentação em baixa altura é inevitável o impacto da aeronave como solo.

DOS PERFIS AERONÁUTICOS

Os perfis aeronáuticos existentes podem serclassificados em 3 categorias básicas:

- perfis de baixa velocidade - geram boa força desustentação L com baixa força de arrasto aerodinâmico D mesmoquando se deslocam com baixa velocidade em relação a massa de ar,porém quando se deslocam com velocidades maiores em relação amassa de ar aumentam em muito o arrasto aerodinâmico D e deixam deproduzir resultante de sustentação positiva.

- perfis de media velocidade - geram força desustentação L quando se deslocam com maiores velocidades emrelação a massa de ar, porém apresentam sustentação insuficienteem baixas velocidades.

- perfis de alta velocidade - geram força desustentação L somente quando se deslocam em grandes velocidades emrelação a massa de ar.

Descrição resumida dos desenhos

0 presente modelo será, a seguir, maissucintamente descrito com base em um exemplo de execuçãorepresentado nos desenhos. As figuras exibem:

Figura 1 - uma primeira vista em corte da asaaeronáutica, objeto do presente modelo;

Figura 2 - uma segunda vista em corte da asaaeronáutica, objeto do presente modelo.

Descrição detalhada das figuras e do modelo

Como pode ser visto a partir da figura 1, uma asaaeronáutica 1 que é construída com a sobreposição de dois perfisaerodinâmicos: sendo um, externo 2, de média velocidade, e outro,interno 3, de baixa velocidade.

Possuem a mesma altura máxima, porém com cordasdistintas, e são montados com seus bordos de fuga coincidentes.

Na linha que define o bordo de ataque do perfilinterno, de baixa velocidade, se cria um canal de geometriaadequada, e previamente calculada, denominado "slot" 4 quecomunica o intradorso do perfil externo 2 com o dorso do perfilinterno 3.

Assim, na situação de vôo de baixa velocidade comgrande ângulo de ataque, uma parte do fluxo de ar incidente nointradorso do perfil externo 2 passa para o dorso do perfilinterno 3, produzindo um fluxo de ar adicional necessário parareduzir a força de arrasto aerodinâmico D e garantir a força desustentação mínima L que mantém a aeronave em elevação.

Desta forma, tecnicamente, consegue-se evitar odecréscimo da relação L / D, conforme apresentada no gráfico dosperfis NACA 4415 e NACA 4418, mesmo quando voando com ângulos deataque maiores que + 4o, gerando dois efeitos importantes:

1° - Evitar o descolamento do fluxo de ar nodorso do aerofólio, mantendo a resultante de sustentação, e ainda,minimizando o efeito da componente de arrasto aerodinâmico.

2° - Gerar uma resultante de empuxo horizontal,aumentando a velocidade de deslocamento do aerofólio em relação aofluxo de ar, reduzindo a perda brusca de sustentação aerodinâmica,inibindo o comportamento de "stall" e conseqüentemente impedindo aqueda da aeronave.

Na figura 1 pode ser observada, a trajetória dofluxo de ar na condição de vôo de cruzeiro normal, sendo que nessacondição, a asa 1 objeto do presente modelo funciona como uma asaconvencional.

Adicionalmente, na figura 2, na condição vôo comgrande ângulo de ataque, passa a funcionar o gerador de acréscimode sustentação aerodinâmica, slot 4.Tendo sido descrito um exemplo de concretizaçãopreferida, deve ser entendido que o escopo do presente modeloabrange outras possíveis variações, sendo limitada tão somentepelo teor da reivindicação apensa, aí incluídos os possíveisequivalentes.

Claims

1.) "DISPOSIÇÃO INTRODUZIDA EM ASA AERONÁUTICA",caracterizada pelo fato de que compreende dois perfisaerodinâmicos: sendo um, externo (2), de média velocidade, eoutro, interno (3) , de baixa velocidade; na linha que define obordo de ataque do perfil interno, de baixa velocidade, a asa (1)compreende um canal de geometria adequada, denominado "slot" (4)que comunica o intradorso do perfil externo (2) com o dorso doperfil interno (3) .