Aerofólio

Agiliza em torno de uma NACA 0012 aerofólio moderada ângulo de ataque

Elevador e arraste curvas típicas de um aerofólio

Um aeronaves de asa fixa, asas, horizontal e vertical, os estabilizadores são construídos com aerofólio em forma de seções transversais, como são lâminas de rotor de helicóptero. Aerofólios também são encontrados em hélices, ventiladores, compressores e turbinas. Velas também são aerofólios, e as superfícies subaquáticas de veleiros, como o centro-bordo e quilha, são semelhantes em Seção transversal e operam nos mesmos princípios que os aerofólios. Criaturas nadadoras e voadoras e até mesmo muitas plantas e organismos sésseis empregam aerofólios/hydrofoils: exemplos comuns são asas de aves, os corpos de peixes, e a forma de dólares de areia. Uma asa em forma de aerofólio pode criar força descendente em um automóvel ou outro veículo a motor, melhorando a tração.quando o vento é obstruído por um objeto como uma placa plana, um edifício ou o convés de uma ponte, o objeto experimentará arrasto e também uma força aerodinâmica perpendicular ao vento. Isso não significa que o objeto se qualifica como um aerofólio. Os Airfoils são formas de elevação altamente eficientes, capazes de gerar mais elevação do que placas planas de tamanho semelhante da mesma área, e capazes de gerar elevação com significativamente menos arrasto. Os aerofólios têm potencial para uso no projeto de aeronaves, hélices, pás de rotor, turbinas eólicas e outras aplicações da engenharia aeronáutica.

uma curva de Elevação e arrasto obtida no ensaio do túnel de vento é mostrada à direita. A curva representa um aerofólio com um camber positivo para que algum elevador seja produzido em ângulo zero de ataque. Com o aumento do ângulo de ataque, a elevação aumenta em uma relação aproximadamente linear, chamada de inclinação da curva de elevação. A cerca de 18 graus este aerofólio pára, e o elevador cai rapidamente para além disso. A queda no elevador pode ser explicada pela acção da camada limite superior da superfície, que separa e engrossaça grandemente sobre a superfície superior a e depois do ângulo de paragem. A espessura de deslocamento da camada de limite espessada muda a forma efetiva do aerofólio, em particular reduz a sua camber efetiva, que modifica o campo de fluxo global de modo a reduzir a circulação e o elevador. A camada limite mais espessa também causa um grande aumento no arrasto de pressão, de modo que o arrasto global aumenta acentuadamente perto e depois do ponto de parada.o design de aerofólio é uma das principais facetas da aerodinâmica. Vários aviões servem diferentes regimes de voo. Os airfoils assimétricos podem gerar Elevação em ângulo zero de ataque, enquanto um aerofólio simétrico pode melhor atender o voo invertido frequente como em um avião acrobático. Na região dos ailerons e perto de uma ponta das asas um aerofólio simétrico pode ser usado para aumentar a gama de ângulos de ataque para evitar spin–stall. Assim, uma grande variedade de ângulos pode ser usada sem separação da camada limite. Os airfoils subsônicos têm uma borda dianteira redonda, que é naturalmente insensível ao ângulo de ataque. A secção transversal não é estritamente circular, no entanto: o raio de curvatura é aumentado antes que a asa atinja a espessura máxima para minimizar a chance de separação da camada limite. Isso alonga a asa e move o ponto de espessura máxima para trás a partir da borda dianteira.

airfoils supersônicos são muito mais angulares em forma e podem ter uma aresta dianteira muito afiada, que é muito sensível ao ângulo de ataque. Um aerofólio supercrítico tem sua espessura máxima perto da borda dianteira para ter um monte de comprimento para chocar lentamente o fluxo supersônico de volta para velocidades subsônicas. Geralmente, tais airfoils transônicos e também os airfoils supersônicos têm um baixo camber para reduzir a divergência de arrasto. As asas modernas de aeronaves podem ter diferentes seções de aerofólio ao longo da envergadura da asa, cada uma otimizada para as condições em cada seção da asa.

dispositivos móveis de elevação, flaps e, por vezes, slats, são montados em caixas de ar em quase todas as aeronaves. Um flap da borda de trilho age de forma semelhante a um aileron; no entanto, ele, ao contrário de um aileron, pode ser retraído parcialmente na asa, se não for usado.

uma asa laminar tem uma espessura máxima na linha média de camber. Analisando as equações de Navier–Stokes no regime linear mostra que um gradiente de pressão negativa ao longo do fluxo tem o mesmo efeito que a redução da velocidade. Assim, com o camber máximo no meio, mantendo um fluxo laminar sobre uma maior porcentagem da asa em uma velocidade de cruzeiro mais alta é possível. No entanto, alguma contaminação superficial irá perturbar o fluxo laminar, tornando-o turbulento. Por exemplo, com a chuva na asa, o fluxo será turbulento. Sob certas condições, detritos de insetos na asa irá causar a perda de pequenas regiões de fluxo laminar também. Antes da pesquisa da NASA nas décadas de 1970 e 1980, a comunidade de design de aeronaves compreendia a partir de tentativas de aplicação na era WW II que os projetos laminar de asas de fluxo não eram práticos usando tolerâncias de fabricação comuns e imperfeições de superfície. Essa crença mudou após o desenvolvimento de novos métodos de fabrico com materiais compostos (por exemplo, aerofólios laminar-flow desenvolvidos por F. X. Wortmann para utilização com asas feitas de plástico reforçado com fibras). Também foram introduzidos métodos de metal maquinado. A pesquisa da NASA na década de 1980 revelou a praticidade e utilidade dos projetos laminar de asas de fluxo e abriu o caminho para aplicações laminar-flow em modernas superfícies de aeronaves práticas, desde aeronaves subsônicas de aviação geral a aeronaves transônicas de transporte de grande porte, até projetos supersônicos.esquemas

foram concebidos para definir airfoils – um exemplo é o sistema NACA. Vários sistemas de geração de aerofólio também são usados. Um exemplo de um aerofólio de propósito geral que encontra ampla aplicação, e pré–data o sistema NACA, é o Clark-Y. Hoje, os airfoils podem ser projetados para funções específicas através do uso de programas de computador.

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