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Efeito de estol

Storyboard

Se o ângulo de ataque for muito grande, os vórtices que se formam na parte superior traseira da asa tendem a avançar até atingir a borda superior na parte frontal da asa, cobrindo toda a parte superior com vórtices. Nessa condição, a sustentação diminui drasticamente, o que gera o que é chamado de efeito de estol (stall) e pode levar a uma queda descontrolada do objeto (avião/ave).

Existem situações em que tanto aviões quanto aves usaram esse efeito para realizar ataques surpresa a partir de grande altitude, desenvolvendo uma técnica para recuperar o controle do voo e evitar colisões com o solo.

>Modelo

ID:(1462, 0)



Efeito de estol

Storyboard

Se o ângulo de ataque for muito grande, os vórtices que se formam na parte superior traseira da asa tendem a avançar até atingir a borda superior na parte frontal da asa, cobrindo toda a parte superior com vórtices. Nessa condição, a sustentação diminui drasticamente, o que gera o que é chamado de efeito de estol (stall) e pode levar a uma queda descontrolada do objeto (avião/ave). Existem situações em que tanto aviões quanto aves usaram esse efeito para realizar ataques surpresa a partir de grande altitude, desenvolvendo uma técnica para recuperar o controle do voo e evitar colisões com o solo.

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$\alpha_s$
alpha_s
Ângulo necessário para elevação
rad
$C_L$
C_L
Coeficiente de elevação
-
$c$
c
Constante de proporcionalidade do coeficiente de sustentação
1/rad
$\rho$
rho
Densidade
kg/m^3
$F_L$
F_L
Força de elevação
N
$m$
m
Massa corporal
kg
$S_w$
S_w
Superfície que gera sustentação
m^2
$v$
v
Velocidade em relação ao meio
m/s

Cálculos


Primeiro, selecione a equação:   para ,  depois, selecione a variável:   para 

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

 Variáve   Dado   Calcular   Objetivo :   Equação   A ser usado



Equações

La força de elevação ($F_L$), juntamente com la envergadura das asas ($L$), la densidade ($\rho$), o fator de velocidade máxima da asa ($c_t$), o fator de velocidade inferior da asa ($c_b$), la comprimento superior da asa ($l_t$), la comprimento inferior da asa ($l_b$) e la velocidade em relação ao meio ($v$), encontra-se em

equation=15156

Se considerarmos la superfície que gera sustentação ($S_w$), definido por la envergadura das asas ($L$), la comprimento superior da asa ($l_t$) e la comprimento inferior da asa ($l_b$),

equation=15154

e para o coeficiente de elevação ($C_L$), definido como

equation=15155

obtemos

equation

La força de elevação ($F_L$) junto com la densidade ($\rho$), la superfície que gera sustentação ($S_w$), o coeficiente de elevação ($C_L$) e la velocidade em relação ao meio ($v$) representado por

equation=4417

o qual, juntamente com la massa corporal ($m$) e la aceleração gravitacional ($g$), deve ser igual a:

equation=14515

ou seja:

$\displaystyle\frac{1}{2}\rho S_wC_Lv^2=mg$



o que resulta em:

equation


Exemplos


mechanisms

O coeficiente de sustenta o uma fun o do ngulo de ataque e geralmente segue a tend ncia indicada na figura a seguir:

image

No caso ilustrado, a inclina o de aproximadamente 1,5 para cada 15 graus, ou seja, 0,1 1/gra ou 5,73 1/rad.

Em um modelo de asa em um t nel de vento, pode-se observar como o fluxo inicialmente laminar, mas medida que avan a em dire o extremidade traseira da asa, o fluxo se torna turbulento:

image

Quando o ngulo de ataque ultrapassa um ngulo cr tico (geralmente entre 15 e 30 graus, dependendo do projeto), a superf cie da asa fica coberta por v rtices e a sustenta o cai abruptamente para zero.

image

Nesse ponto, ocorre um fen meno conhecido como estol (stall), em que o fluxo de ar sobre a asa se separa e formam-se v rtices turbulentos. Esses v rtices interrompem o fluxo suave de ar, reduzindo significativamente a sustenta o e afetando a capacidade de controle da aeronave. fundamental evitar que o ngulo de ataque ultrapasse esse valor cr tico para manter o voo est vel e seguro.

Se o ngulo de ataque exceder um ngulo cr tico (geralmente entre 15 e 30 graus, dependendo do projeto), a superf cie da asa acaba sendo coberta por v rtices e a sustenta o cai abruptamente para zero.

image

Nesse ponto, ocorre um fen meno conhecido como entrada em perda (stall), em que o fluxo de ar sobre a asa se separa e v rtices turbulentos s o gerados. Esses v rtices interrompem o fluxo suave do ar, reduzindo drasticamente a sustenta o e afetando a capacidade de controle da aeronave. importante evitar que o ngulo de ataque ultrapasse esse ngulo cr tico para manter o voo est vel e seguro.

O voo da National Airlines 102, uma aeronave de carga Boeing 747-400 que decolava de Bagram, no Afeganist o, sofreu um tr gico acidente em 29 de abril de 2013, devido ao deslocamento de carga durante a decolagem. O deslocamento da carga causou um aumento no ngulo de ataque, levando perda de sustenta o da asa, um fen meno conhecido como estol. Al m disso, o deslocamento da carga danificou o sistema hidr ulico dos lemes de cauda, tornando a aeronave incontrol vel. Infelizmente, os 7 membros da tripula o perderam a vida instantaneamente no impacto.

video

Aqui est uma simula o que mostra a tr gica decolagem: Simula o


model

Para gerar uma press o maior abaixo do que acima da asa e gerar sustenta o, utiliza-se o princ pio de Bernoulli, corrigindo a falta de conserva o da densidade de energia com um coeficiente de elevação ($C_L$). A press o sobre a asa, la força de elevação ($F_L$), pode ser estimada usando la densidade ($\rho$), la superfície que gera sustentação ($S_w$), o coeficiente de elevação ($C_L$) e la velocidade em relação ao meio ($v$) atrav s da seguinte f rmula:

kyon

A partir de medi es, conclui-se que o coeficiente de sustenta o $C_L$ proporcional ao ngulo de ataque $\alpha$:

kyon

Ap s um certo ngulo, a curva diminui at chegar a zero. Isso ocorre porque acima desse ngulo cr tico, os redemoinhos cobrem completamente a superf cie superior da asa, levando perda de sustenta o. Esse fen meno conhecido como \"stall\" (estol em portugu s).

A condi o para atingir o voo cumprida quando la força de elevação ($F_L$) igual ao peso da aeronave ou ave, calculado a partir de la massa corporal ($m$) e la aceleração gravitacional ($g$). Isso alcan ado com valores suficientes de ERROR:6110,0, la superfície que gera sustentação ($S_w$) e o coeficiente de elevação ($C_L$), sendo este ltimo coeficiente o fator ajust vel. No caso de aeronaves, os pilotos podem modificar o valor de o coeficiente de elevação ($C_L$) usando flaps, cujo valor deve satisfazer:

kyon

Os flaps s o ajustados ao variar o ngulo que a asa faz com a dire o do voo, conhecido como ngulo de ataque.

Como o coeficiente de sustenta o $C_L$ proporcional ao ngulo de ataque $\alpha$, podemos calcular o ngulo necess rio para alcan ar sustenta o suficiente para uma velocidade $v$ dada:

kyon

onde $m$ a massa, $g$ a acelera o gravitacional, $\rho$ a densidade do meio, $S_w$ a rea da asa e $c$ a constante de proporcionalidade entre o coeficiente de sustenta o e o ngulo de ataque.


>Modelo

ID:(1462, 0)



Mecanismos

Definição


ID:(15176, 0)



Coeficiente de elevação

Imagem

O coeficiente de sustentação é uma função do ângulo de ataque e geralmente segue a tendência indicada na figura a seguir:

No caso ilustrado, a inclinação é de aproximadamente 1,5 para cada 15 graus, ou seja, 0,1 1/gra° ou 5,73 1/rad.

ID:(7148, 0)



Asa no fluxo

Nota

Em um modelo de asa em um túnel de vento, pode-se observar como o fluxo inicialmente é laminar, mas à medida que avança em direção à extremidade traseira da asa, o fluxo se torna turbulento:



Quando o ângulo de ataque ultrapassa um ângulo crítico (geralmente entre 15 e 30 graus, dependendo do projeto), a superfície da asa fica coberta por vórtices e a sustentação cai abruptamente para zero.

Nesse ponto, ocorre um fenômeno conhecido como estol (stall), em que o fluxo de ar sobre a asa se separa e formam-se vórtices turbulentos. Esses vórtices interrompem o fluxo suave de ar, reduzindo significativamente a sustentação e afetando a capacidade de controle da aeronave. É fundamental evitar que o ângulo de ataque ultrapasse esse valor crítico para manter o voo estável e seguro.

ID:(1165, 0)



Caso de estol

Citar

Se o ângulo de ataque exceder um ângulo crítico (geralmente entre 15 e 30 graus, dependendo do projeto), a superfície da asa acaba sendo coberta por vórtices e a sustentação cai abruptamente para zero.

Nesse ponto, ocorre um fenômeno conhecido como entrada em perda (stall), em que o fluxo de ar sobre a asa se separa e vórtices turbulentos são gerados. Esses vórtices interrompem o fluxo suave do ar, reduzindo drasticamente a sustentação e afetando a capacidade de controle da aeronave. É importante evitar que o ângulo de ataque ultrapasse esse ângulo crítico para manter o voo estável e seguro.

ID:(1164, 0)



Case em Boeing 747 Cargo Bagram, Afeganistão

Exercício

O voo da National Airlines 102, uma aeronave de carga Boeing 747-400 que decolava de Bagram, no Afeganistão, sofreu um trágico acidente em 29 de abril de 2013, devido ao deslocamento de carga durante a decolagem. O deslocamento da carga causou um aumento no ângulo de ataque, levando à perda de sustentação da asa, um fenômeno conhecido como estol. Além disso, o deslocamento da carga danificou o sistema hidráulico dos lemes de cauda, tornando a aeronave incontrolável. Infelizmente, os 7 membros da tripulação perderam a vida instantaneamente no impacto.

Aqui está uma simulação que mostra a trágica decolagem: Simulação

ID:(11066, 0)



Modelo

Equação


ID:(15189, 0)