Sirvo-me da silhueta do Porsche 356 B , aqui pilotado por Carlos Gilbert no Autódromo Internacional do Algarve , para ilustrar o conceito de Coeficiente de Penetração Aerodinâmica ( Cx ) e os resultados obtidos em 1988 no túnel de vento da Porsche , em Weissach , quarenta anos depois do primeiro 356 ter sido fabricado .
Induzindo no túnel uma massa de ar à velocidade de 140 km/h , com um ângulo de incidência nulo , os "Cx" obtidos foram os seguintes :
Coupe pre-A "Ferdinand" , o carro pesoal de Ferdinand Porsche - 0,296
A Speedster - 0,377
B Roadster - 0,386
Carrera GTL Abarth - 0,414
Este resultado revela que a silhueta do Coupé ( do pre-A , principalmente ) é a mais eficaz e só assim se explica que a versão Super deste modelo pudesse atingir 180 km/h com um motor de apenas 70cv . Já o Carrera Abarth acaba por revelar-se uma enorme decepção , neste aspecto .
O coeficiente aerodinâmico ( Cx ) integra valores como a área frontal e os coeficientes de sustentação ( Cl ) anterior e posterior , ou seja , o efeito de "sucção" provocado pela passagem do fluxo de ar sobre a parte superior da carroçaria . Para obter um bom resultado , nomeadamente na parte posterior do carro , é necessário um "escoamento" uniforme do fluxo aerodinâmico para que não sejam geradas turbulências , que aumentam a resistência ao avanço .
Que grande confusão! Eu até diria que a turbulência é em alguns casos benéfica (ex: as bolas de golf têm uns pequenos relevos para aumentar a turbulência diminuindo a esteira e consequentemente a força de resistência aerodinâmica- O que permite tacadas mais longas". O CX não é mais do que a força de resistência aerodinâmica adimencionalisada pela a área frontal, quadro da velocidade relativa e a massa especifica do fluido. Informo também que houve uma altura que as assas dos aviões eram cobertas por uma película rugosa exactamente para aumentar a turbulência e com isto foi possível poupar cerca de 5% de combustível devido à diminuição da força de resistência.
ResponderEliminarMM.
Que grande confusão ! O senhor MM diz , e é verdade , que em ALGUNS ( poucos ) casos a turbulência pode ajudar em termos aerodinâmicos , nomeadamente no caso da bola de golf , que tem um coeficiente de drag de 0,47 ( um "tijolo" ) enquanto o airfoil ( a asa ) tem um coeficiente de 0,09 . Neste caso , e relativamente aos aviões , direi que turbulência é igual a "drag"( resistência ) e que no caso da asa dos Airbus , por exemplo , o simples facto de se colocar um winglet na extremidade da asa de forma a reduzir a turbulência nesse lugar , significa uma economia de 5% no consumo de combustível . Dizer que aumentando a turbulência permite reduzir o consumo , revela uma visão algo "curiosa" do entendimento da aerodinâmica .
ResponderEliminarO “winglet” na extremidade da asa não serve para reduzir a turbulência mais sim aumentar o “lift” diminuindo o vórtice criado (visível quando da aterragem) devido às diferenças de pressão entre as superfícies inferior e superior da asa. A turbulência diminui a esteira ou seja o descolamento do escoamento de um corpo não fuselado (que é o caso dos carros) ocorre mais tarde diminuindo a área de baixas pressões. As asas são corpos fuselados e não ocorrem descolamentos (em condições normais) mas mesmo assim são colocadas películas rugosas na superfície superior destas para diminuir a resistência . Outro exemplo é a pele dos tubarões e tem tido aplicações nos fatos de natação que tanta polémica têm levantado. .
ResponderEliminarMM.
Blá, blá , blá ! O "lift" da asa é aumentado prolongando a curvatura da mesma , através de flaps ( leading e trailing edge ) . Os vórtices são apenas e só uma forma de turbulência . Se assim não fosse , como explicar que a ausência de um winglet penaliza severamente o consumo , e a ausência dos dois pura e simplesmente impede a descolagem ? Aqui vai a definição :" Winglets are vertical extensions of wingtips that improve an aircraft's fuel efficiency and cruising range. Designed as small airfoils, winglets reduce the aerodynamic drag associated with vortices that develop at the wingtips as the airplane moves through the air. By reducing wingtip drag, fuel consumption goes down and range is extended." Got it ?
ResponderEliminarE sobre as "películas rugosas" colocadas na parte superior das asas para "reduzir o drag", em 36 anos de carreira e em dezenas de aviões pilotados , nunca as vi !!!
E ainda bem , porque se lá estivessem a "coisa" ia acabar mal .
O vórtice resultante das diferenças de pressão nas asas provocam uma força de resistência parasita devido ao escoamento de baixo para cima e as “winglet” diminui este efeito e assim poupando combustível. Em linguagem corrente diz-se que diminui a turbulência mas de facto o que diminui é o vórtice (ver definição de turbulência). Os “flaps” aumentam muito a sustentação das asas devido à enorme curvatura criada mas tb a resistência. O espaço criado (situação com flaps) entre os vários elementos das asas que estes servem exactamente para não haver descolagem do escoamento e a asa não entrar em perda. Quanto às películas rugosas basta ver qq imagem das asas (inclusive dos airbus) para constatar a sua utilização. O factor de fricção baixa com a turbulência local. De qq modo acho que o assunto já vai longe e desinteressante para o fórum e se nada de relevante for adicionado não voltarei a falar do assunto.
ResponderEliminarMM.
Em "linguagem corrente" , diria que é sempre assim : quando a gente começa a divertir-se , o jogo acaba . Uma pena .
ResponderEliminarDeix aqui um texto de alguém que é profissional na matéria:
ResponderEliminar«The purpose is to reduce turbulence at the tips of an airplane's wings. The air pressure on the bottom of a wing is greater than the pressure on top, so when air flowing across the two surfaces meets at the wing tip, it forms a vortex-a miniature tornado. The vortices created by a large airplane are strong enough to flip a smaller plane that is following too closely.
By breaking up vortices, winglets reduce the drag on an airplane, which translates into fuel savings. So why don't all airplanes have winglets? The airflow around winglets is complicated, so designing them is tricky. It's easier to improve an airplane's lift-to-drag ratio by simply making the wing longer, though this can lead to other problems, such as fitting into gates.
Conventional upright winglets are currently used on a number of airliners, including the Boeing 747-400 and the Airbus A330 and A340. On some of its 737 models, Boeing uses "blended" winglets, which curve up from the wing instead of sticking straight up.
Blended winglets have a counterpart in nature: Some birds curl the tips of their wings upward to reduce drag while gliding.»
Quanto à rugosidade de uma superfície lisa aumentar o coeficiente de penetração, também já ouvi/li isso, mas creio que só se aplica em baixas velocidades e onde o fluido é mais denso, no caso do ar, a baixas altitudes, portanto. Se encontrar algo sobre a matéria, colocarei aqui com muito gosto.
Afinal o tema é mais interessante do que pensava e sendo assim: O coeficente de resistência aerodinâmico Cx, ou Cd (drag coeficient), ou outro que lhe queiram chamar é a força de medida integrando o perfil de pressões em torno do corpo segundo a mesma direcção da força, adimensionalizada pela área projectada, pelo quadrado da velocidade e a massa específica do fluido (como anteriormente referido). Por outro lado este coeficiente é só função do número de Reynolds (massa especifica do fluido.Velocidade.Dimensão caracterisitica/viscosidade dinâmica) que define o regime do escoamento (laminar ou turbulento). Por exemplo, um escoamento de um corpo em água é equivalente a um escoamento no ar se a velocidade do ar for aproximadamente 16 vezes superior à velocidade da água. É esta regra de similaridade que permite muitas vezes estudar protótipos em regimes de turbulência equivalentes às condições reais utilizando outros fluidos. Um exemplo típico é o teste de perfis alares em água.
ResponderEliminarMM.
Isto da superfície de uma asa e sua concepção, se lisa ou rugosa, é bem complicado. Encontrei um excelente artigo, do qual extraio aqui o seguinte:
ResponderEliminar«Surface friction drag: This arises from the tangential stresses due to the viscosity or "stickiness" of the air. When air flows over any part of an aircraft there exists, immediately adjacent to the surface, a thin layer of air called the boundary layer, within which the air slows from its high velocity at the edge of the layer to a standstill at the surface itself. Surface friction drag depends upon the rate of change of velocity through the boundary layer, i.e. the velocity gradient. There are two types of boundary layer, laminar and turbulent, (...)» fazendo parte de um extenso texto sobre "Laminar Flow Airfoil".
Link: http://www.aviation-history.com/theory/lam-flow.htm
Divirtam-se com a leitura e as conclusões... eu preferia voltar com o 356 ao Autódromo do Algarve...
Em jeito de comclusão:O 356 é um avião do caraças!!!
ResponderEliminarQualquer livro de mecânica de fluido introdutório fala na “boundary layer” e aparece devido à condição de não escorregamento entre superfícies. A tensão de corte ou tangencial é proporcional ao gradiente de velocidades e essa proporcionalidade é a viscosidade dinâmica em fluido newtonianos. Aconselho de um artigo cientifico publico à alguns anos:
ResponderEliminarhttp://ftp.rta.nato.int/public//PubFullText/RTO/MP/RTO-MP-051///MP-051-PSF-01.pdf
ou
http://www.onera.fr/daap/reduction-trainee-civil/drag-reduction-technologies-for-civil-transport-aircraft-reneaux.pdf
MM.
Pois, mas com isto afastamo-nos e muito do que inicialmente o Zé disse. Ainda ontem estive a ler um artigo sobre a concepção e os ensaios do Jaguar Type D em meados dos anos 50 e a sua finalidade: atingir o máximo de velocidade na famosa recta das "Hunaudières", em Le Mans. E estive a comparar a aerodinâmica deste modelo com a do seu antecessor, o C-Type, e como é importante uma harmoniosa junção das superfícies superior e inferior da parte traseira do carro para ter um "drag coeficient" mais baixo possível. Aliàs, e para ficarmos na marca a que este blogue se dedica, basta a este respeito comparar os modelos 908 (versão normal, curta, ou 908/2 com a "Langheck", concebida para Le Mans) e o mítico 917 que também tinha a versão normal, a K (Kurzheck) e a de Le Mans, a L. Comparem e compreenderão que são - creio poder dizê-lo sem ser blasfémia - capítulos diferentes da vasta área da aerodinâmica.
ResponderEliminarSe quisermos comparar o capítulo do "lift factor" das asas dos aviões com os automóveis de competição, aí poderemos começar a falar do desenho da parte inferior dos carros desenhados para altas velocidades, os extractores tão em voga e o que acontece quando "as coisas correm mal", como aconteceu com um Mercedes em Le Mans quando perdeu subitamente a aderência em plena recta e simplesmente levantou vôo, capotando três vezes no ar antes de bater no solo (graças a Deus em posição normal, o que poupou a vida ao piloto).
Mas creio que não terá sido esta a intenção do Zé quando escreveu o texto introdutório.
Parece que "o jogo" acabou mesmo, apesar dos esforços de o manter vivo... afinal, para quê tanta pesquisa sobre aerodinâmica?
ResponderEliminarObrigado pela lição de aerodinâmica ! ;) Eu de cálculos para coef. de Viscosidade ainda diria qualquer coisa! Hehehehe Mas já terminou ? ;)
ResponderEliminarParece que já acabou por "deficiências de comunicação"... o autor do blog escreveu uma coisa que depois foi levada para outro campo da aerodinâmica. E quando as pessoas mantêm estoicamente as suas posições, as trocas de ponto-de-vista perdem rapidamente interesse.
ResponderEliminarAgradeço a todos a colaboração , mas é óbvio que este debate excedeu claramente o âmbito do blogue , pelo que havia o risco de os restantes leitores não o acharem particularmente interessante .
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