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Controle de tom

Storyboard

O controle de arfagem é o mecanismo que permite levantar ou abaixar o nariz da aeronave, sendo essencial para o movimento de subida ou descida. Esse controle é realizado através da geração de sustentação pelos profundores, localizados nas pequenas asas próximas à cauda da aeronave. Essa força de sustentação gera um torque, responsável por fazer a aeronave girar em torno de um eixo imaginário, paralelo às asas principais, conhecido como eixo de arfagem.

>Modelo

ID:(2113, 0)



Mecanismos

Iframe

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Código
Conceito

Mecanismos

ID:(15171, 0)



Controle de tom

Conceito

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Para inclinar o nariz da aeronave para cima ou para baixo, são utilizados os elevadores. Ambos são empregados de forma simétrica para gerar um efeito la força nos elevadores ($F_e$) simétrico. Colocando-os na cauda da aeronave, alcança-se uma ($$) maior eficácia ao posicioná-los próximo ao centro de massa. Isso proporciona controle suficiente para elevar ou baixar o nariz da aeronave.

Em aeronaves mais antigas, o controle dos ailerons traseiros é realizado através de um manche, onde empurrar para a frente faz o nariz da aeronave descer, e puxar para trás eleva o nariz. Nas aeronaves da família Airbus, esse controle é feito com um joystick.

No caso das aves, existe uma solução semelhante, embora neste caso, a cauda não seja interrompida por um leme.

ID:(15161, 0)



Aceleração angular de passo

Conceito

>Top



ID:(11079, 0)



Massa da asa

Descrição

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La massa da asa ($m_w$) pode ser aproximado como o volume de um paralelepípedo retângulo multiplicado pela densidade da aeronave:



O volume, portanto, pode ser calculado a partir de la superfície que gera sustentação ($S_w$) e la altura da asa ($d$).

Assim, la massa da asa ($m_w$) é determinado utilizando o densidade corporal da aeronave ($\rho_a$), la superfície que gera sustentação ($S_w$) e la altura da asa ($d$), da seguinte maneira:

$ m_w = \rho_a S_w d $

ID:(15989, 0)



Momento de inércia para lançamento

Descrição

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O momento de inércia do eixo da asa ($I_e$) pode ser aproximado como o momento de inércia de um cilindro que representa o corpo da aeronave, rotacionando em torno de um eixo perpendicular ao eixo do cilindro, que é paralelo às asas:



Como o largura da asa ($w$) é muito menor que o distância ao longo da asa ($l$), o termo envolvendo $w^2$ pode ser desprezado, focando apenas em la massa corporal da aeronave ($m_p$) e no termo com o distância ao longo da asa ($l$) ao quadrado.

Portanto, o momento de inércia do eixo da asa ($I_e$) é calculado a partir de la massa corporal da aeronave ($m_p$) e o distância ao longo da asa ($l$), da seguinte maneira:

$ I_e = \displaystyle\frac{1}{12} m_p l ^2$

ID:(15991, 0)



Modelo

Top

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Parâmetros

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$d_e$
d_e
Centro de distância de massa e elevadores
m
$l$
l
Comprimento do aeronave
m
$c$
c
Constante de proporcionalidade do coeficiente de sustentação
1/rad
$\rho$
rho
Densidade
kg/m^3
$\rho_a$
rho_a
Densidade corporal da aeronave
kg/m^3
$m_p$
m_p
Massa corporal da aeronave
kg
$I_e$
I_e
Momento de inércia do eixo da asa
kg m^2
$S_p$
S_p
Perfil total do objeto
m^2

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$\alpha_e$
alpha_e
Aceleração angular do eixo da asa
rad/s^2
$\alpha_s$
alpha_s
Ângulo necessário para elevação
rad
$C_L$
C_L
Coeficiente de elevação
-
$F_L$
F_L
Força de elevação
N
$S_e$
S_e
Superfície do elevador
m^2
$T_e$
T_e
Torque gerado por elevadores
N m
$v$
v
Velocidade em relação ao meio
m/s

Cálculos


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

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Variáve Dado Calcular Objetivo : Equação A ser usado




Equações

#
Equação

$ C_L = c \alpha $

C_L = c * alpha


$ d_e = \displaystyle\frac{ l }{2}$

d_e = l /2


$ F_L =\displaystyle\frac{1}{2} \rho S_e C_L v ^2$

F_L = rho * S_w * C_L * v ^2/2


$ I_e = \displaystyle\frac{1}{12} m_p l ^2$

I_e = m_p * l ^2/12


$ m_p = \rho_a S_p l $

m_p = rha_a * S_p * l


$ T_e = d_e F_L $

T_e = d_e * F_e


$ T_e = I_e \alpha_e $

T_e = I_e * alpha_e

ID:(15172, 0)



Força gerada pelo arremesso

Equação

>Top, >Modelo



$ T_e = d_e F_L $

$ T_e = d_e F_e $

$d_e$
Centro de distância de massa e elevadores
$m$
10215
$F_e$
$F_L$
Força de elevação
$N$
6120
$T_e$
Torque gerado por elevadores
$N m$
10218

ID:(15163, 0)



Torque de passo

Equação

>Top, >Modelo



$ T_e = I_e \alpha_e $

$\alpha_e$
Aceleração angular do eixo da asa
$rad/s^2$
10222
$I_e$
Momento de inércia do eixo da asa
$kg m^2$
10220
$T_e$
Torque gerado por elevadores
$N m$
10218

ID:(15166, 0)



Sustentação

Equação

>Top, >Modelo


Para gerar uma pressão maior abaixo do que acima da asa e gerar sustentação, utiliza-se o princípio de Bernoulli, corrigindo a falta de conservação da densidade de energia com um coeficiente de elevação ($C_L$). A pressão 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 ($v$) através da seguinte fórmula:

$ F_L =\displaystyle\frac{1}{2} \rho S_e C_L v ^2$

$ F_L =\displaystyle\frac{1}{2} \rho S_w C_L v ^2$

$C_L$
Coeficiente de elevação
$-$
6164
$\rho$
Densidade
$kg/m^3$
5342
$F_L$
Força de elevação
$N$
6120
$S_w$
$S_e$
Superfície do elevador
$m^2$
10470
$v$
Velocidade em relação ao meio
$m/s$
6110

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

$ F_L = \rho L ( c_b l_b - c_t l_t ) v ^2$



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 ($l_b$),

$ S_w = \displaystyle\frac{1}{2} L ( l_t + l_b )$



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

$ C_L = 4\displaystyle\frac{ c_t l_t - c_b l_b }{ l_t + l_b }$



obtemos

$ F_L =\displaystyle\frac{1}{2} \rho S_w C_L v ^2$

ID:(4417, 0)



Constante de elevação

Equação

>Top, >Modelo


A partir de medições, conclui-se que o coeficiente de sustentação $C_L$ é proporcional ao ângulo de ataque $\alpha$:

$ C_L = c \alpha $

$\alpha_s$
Ângulo necessário para elevação
$rad$
6167
$C_L$
Coeficiente de elevação
$-$
6164
$c$
Constante de proporcionalidade do coeficiente de sustentação
$1/rad$
6165

Após um certo ângulo, a curva diminui até chegar a zero. Isso ocorre porque acima desse ângulo crítico, os redemoinhos cobrem completamente a superfície superior da asa, levando à perda de sustentação. Esse fenômeno é conhecido como \"stall\" (estol em português).

ID:(4441, 0)



Momento de inércia para lançamento

Equação

>Top, >Modelo


La massa da asa ($m_w$) é calculado a partir de la massa corporal da aeronave ($m_p$) e ($$)10333

$ I_e = \displaystyle\frac{1}{12} m_p l ^2$

$l$
Comprimento do aeronave
$m$
10469
$m_p$
Massa corporal da aeronave
$kg$
6340
$I_e$
Momento de inércia do eixo da asa
$kg m^2$
10220

ID:(15987, 0)



Massa corporal da aeronave

Equação

>Top, >Modelo


La massa corporal da aeronave ($m_p$) é calculado a partir de o densidade corporal da aeronave ($\rho_a$), o perfil total do objeto ($S_p$) e o distância ao longo da asa ($l$), da seguinte forma:

$ m_p = \rho_a S_p l $

$l$
Comprimento do aeronave
$m$
10469
$\rho_a$
Densidade corporal da aeronave
$kg/m^3$
6220
$m_p$
Massa corporal da aeronave
$kg$
6340
$S_p$
Perfil total do objeto
$m^2$
6123

ID:(15985, 0)



Braço de força de elevadores

Equação

>Top, >Modelo


La centro de distância de massa e elevadores ($d_e$) é definido como a metade de o distância ao longo da asa ($l$), expressado da seguinte maneira:

$ d_e = \displaystyle\frac{ l }{2}$

$d_e$
Centro de distância de massa e elevadores
$m$
10215
$l$
Comprimento do aeronave
$m$
10469

ID:(15994, 0)