Dimensionamento da Asa

Geometria

Figura 1. Geometria de Asa 

A geometria da asa escolhida para o planador foi a retangular,devido principalmente a sua aerodinâmica favorável para o tipo de voo proposto no projeto.

Perfil

Figura 2. Perfil de asa Selig S1223

O perfil de asa é o formato característico da asa de uma aeronave. Ele é uma das partes mais importantes pela geração da força de sustentação e suas propriedades aerodinâmicas são responsáveis pelo voo do planador. O perfil escolhido pela equipe foi o Selig S1223, devido à sua atenuada linha de arqueamento e alta relação de coeficiente de sustentação e de arrasto (54,5), utilizando cem mil como valor do número de Reynolds. Assim, tal perfil de asa é mais eficiente que outros regularmente usados como Clark Y ou AG24, cujas relações, nessas mesmas circunstâncias, são 53 e 52,6, respectivamente.

 Dimensões 

Figura 3. Dimensões de uma aeronave

A medida da corda da asa foi escolhida utilizando como base o número de Reynolds, que pode ser descrito pela seguinte expressão: 

𝑅𝑒 = 𝜌𝑣𝑐/ 𝜇 

Em que 𝜌, 𝑣, 𝑐 e 𝜇 representam, respectivamente, massa específica do fluido, velocidade, comprimento médio da corda e viscosidade cinemática do fluido. Utilizando o número de Reynolds como cem mil, visto que é o valor comumente usado para planadores nessa escala, a velocidade como 6 m/s e substituindo os valores da massa específica e viscosidade cinemática do ar à 20ºC, é possível encontrar aproximadamente 0,21 metros como o comprimento médio da corda. A medida da envergadura da asa, por sua vez, foi adotada levando em consideração a implicância na razão de aspecto do planador. Tal razão, também conhecida como alongamento, é dada pela expressão:

𝐴𝑅 = 𝑠2/𝐴 

ou

𝐴𝑅 = 𝑠/𝑐 para asas retangulares 

Em que 𝑠, 𝐴 e 𝑐 representam, respectivamente, envergadura, área e corda da asa. Quanto maior essa relação, maior a distância percorrida em relação a redução da altura. Dessa forma, aliado à ciência de que a envergadura máxima permitida pelas orientações do Projeto Integrador é 2 metros, a equipe escolheu a medida máxima.

Figura 4. Ângulo de ataque

O ângulo de ataque é o ângulo formado entre a direção do movimento relativo do ar e a corda da asa. Em tese, quanto maior o ângulo de ataque, maior a sustentação e a máxima sustentação possível é atingida imediatamente antes do STALL (redução no coeficiente de sustentação gerado pelo aumento exagerado do ângulo de ataque. O ângulo de ataque utilizado para o planador projetado foi baseado no perfil escolhido e, de acordo com os dados oferecidos pelo site Airfoil Tools, o ângulo determinado, utilizando cem mil como número de Reynolds, é 3,25º.