aerodinamica helicopteros
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Torque
É a tendência da fuselagem girar em direção oposta ao rotor principal
Função anti torque
A força que compensa o torque e proporciona o controle direcional, pode ser produzida por um rotor auxiliar,localizado na cauda, esse rotor de cauda produz empuxo na direção oposta a reação de torque desenvolvida pelo rotor principal. O rotor de cauda é comandado pelo pedais
Precessão giroscópica
É a ação resultante ou desvio de um objeto em centrifugação quando uma força é aplica a esse objeto.Essa ação ocorre aproximadamente a 90° na direção da rotação, em relação onde a força é aplicada.
O movimento no controle cíclico num rotor de 2 pás aumenta o ângulo de ataque de uma das pás e simultaneamente diminui o ângulo de ataque da outra pá. A pá com o ângulo de ataque aumentado tende a subir e a com ângulo de ataque diminuído tende a abaixar, devido a precessão giroscópica às pás não sobem ou abaixam para o desvio Maximo até um ponto aproximadamente a 90° após, no plano de rotação. O ângulo da pá que recua é aumentado e a que avança diminui
Assimetria de sustentação
Quando se faz um voo pairado com vento calmo, a sustentação criada pelas pás do rotor em todas
as posições radiais do disco são iguais. A dissimetria de sustentação é criada por voo horizontal
ou por vento durante o voo pairado.
Esta dissimetria resulta de sustentação diferencial desenvolvida pelos avanços e recuos das pás do disco do rotor. Durante o voo pairado com vento calmo, a velocidade da ponta da pá é aproximadamente 400 MPH em todos os pontos ao redor do plano de rotação.
Na medida em que o helicóptero se desloca no voo para frente, o vento relativo que passa por cada pá do rotor se torna uma combinação da velocidade de rotação do rotor e do movimento para frente, do helicóptero. A pá que avança tem a velocidade combinada da pá mais a do helicóptero, no lado oposto a pá que recua tem a velocidade da pá menos a velocidade do helicóptero. A pá que avança tem maior sustentação da que a que recua durante o voo horizontal ou pairado no vento.
Ângulo de batimento
O batimento das pás do rotor é o resultado de duas forças: sustentação e força centrífuga . Desde
que a força centrífuga permaneça essencialmente constante durante o vôo, o ângulo de batimento
varia com a quantidade de sustentação gerada pela pá do rotor. Como o helicóptero voa
horizontalmente, a pá que avança desenvolve mais sustentação que a pá que recua .
A redução da sustentação na pá que recua causara a queda da pá, aumentando o no angulo de
ataque devido a troca do vento relativo, da direção horizontal para a direção para cima. A
combinação do ângulo de ataque reduzido na pá que avança e o ângulo de ataque aumentado na
pá que recua pela ação do angulo de batimento equaliza a sustentação sobre as 2 metades do
rotor .Na medida em que as pás sobem deixam seu plano desenvolvido momentaneamente em
consequência, a ponta da pá que esta batendo deve percorrer uma distancia maior, dessa forma
ela tem que atingir uma velocidade maior,para acompanhar a outra pá.
ROTORES DOS HELICÓPTEROS
OS ROTORES QUANTO ÀS ARTICULAÇÕES:
Os rotores de helicópteros são classificados em três tipos quanto às articulações, isto é, quanto aos
movimentos que as pás podem executar em relação à cabeça onde elas são fixadas, a saber: rígido,
semirrígido e articulado. Vejamos a seguir as características de cada um deles.
ROTORES RÍGIDOS
Neste tipo de rotor, a cabeça é rigidamente fixada ao mastro, não havendo nenhuma espécie de
articulação entre eles, e as pás só possuem movimento de troca de passo em relação à cabeça. No rotor
rígido, devido à ausência de articulação de batimento, as pás devem ser mais flexíveis para absorver este
movimento.
ROTORES SEMI-RÍGICOS
Estes rotores possuem, além do movimento de troca de passo dos rotores rígidos, uma articulação que
permite o batimento das pás.
É utilizado normalmente nos rotores de duas pás, empregando o sistema em que as pás, rigidamente
ligadas à cabeça executam um movimento de gangorra com centro no mastro Neste sistema, portanto, as
pás não têm movimento de abano independente.
ROTORES ARTICULADOS
Utilizado só em rotores com mais de duas pás, onde cada uma possui articulações individuais que
permitem os movimentos de batimento, troca de passo, avanço e recuo.
Esses rotores são de construção muito complexa e, devido aos movimentos independentes executados
pelas pás, oscilam bastante provocando muita vibração.
Para reduzir essa vibração são instalados limitadores ou amortecedores nas articulações de avanço e
recuo que procuram manter a relação geométrica das pás no plano do rotor. São instalados, também,
limitadores de abano nos mesmos moldes dos empregados nos rotores semirrígidos
Formação de cones
A formação de cone é uma espécie de dobramento das pás para cima causada pela combinação das
forças de sustentação e centrifuga. Antes da decolagem as pás giram em um plano reto ao mastro do
rotor, quando é realizada uma decolagem vertical a força centrifuga atuando em linha reta ao mastro do
rotor e a sustentação atuando paralelamente ao mastro. O resultado dessa ação forma o cone que é o
arqueamento das pás do rotor ( rotores semirrígidos e articulados ).
Efeito solo
Em voo pairado próximo ao solo debaixo do helicóptero produz um denso colchão de ar entre o solo e o
helicóptero. Esse colchão de ar mais denso é o efeito solo a altura de uma pá ou metade do disco do
rotor entre 3 a 5 milhas estará em efeito solo.
Autorrotação
Em condição de voo durante o qual não a fornecimento de potencia do motor, e o rotor principal é
acionado apenas pela ação do vento relativo. Quando a potencia do motor esta sendo suprida para o
rotor principal o fluxo de ar é para baixo. Quando a potencia não esta sendo suprida o fluxo de ar é para
cima.
disco do rotor em autorrotação
Região de acionamento ou autorrotação é aquela entre aproximadamente 25% e 70% (35 % a 40%) do
raio a partir do centro
Os 25% da parte interna da pá do rotor região de estol opera acima do ângulo Maximo de ataque pouca
sustentação considerável arrasto
Os 30% para extremidade da pá do rotor região de propulsão nessa região as forças aerodinâmicas
resultam em pequena força de arrasto
Eixos de voo do helicóptero
Vertical , longitudinal, lateral
O movimento em torno do eixo vertical produz a guinada produz uma mudança de direção para direita ou
esquerda isso é controlado pelos pedais
O movimento em torno do eixo longitudinal é chamado de rolagem,esse movimento é feito através do
controle cíclico para direita ou pra esquerda
O movimento em torno do eixo lateral produz o levantamento ou abaixamento do nariz, esse movimento é
feito através do controle cíclico para frente ou pra trás.
O controle coletivo varia a sustentação do rotor principal aumentando ou diminuindo o passo de todas as
pás ao mesmo tempo
Levantado o controle coletivo aumenta o passo das pás e a sustentação
Abaixando o controle coletivo diminui o passo das pás e a sua sustentação.
O controle coletivo é também usado em conjunto com o controle cíclico para regular a velocidade do
helicóptero
Conceitos gerais de padrão de fluxo supersônico
A velocidade do som é muito importante no estudo do fluxo de ar de alta velocidade além de variar com a
temperatura ambiente.ao nível do mar, num dia padrão a velocidade do som é de 760 MPH ou 1200
KM/H
Ondas de choque normal1- Só ocorre quando o escoamento passa de supersônico parasubsônico;O Mach após a onda de choque é aproximadamente
inverso do Mach da onda
2- A direção dos filetes de ar não modifica ao passar pela onda;
Ondas de choque normal3- Na onda ocorre aumento de pressão, densidade e temperaturado ar.Redução da velocidade dos filetes, consequentemente e reduçãoda Mach.4- Grande redução de energia dos filetes de ar (pressão estática
e dinâmica