Em mecânica, aprendemos que uma força $ F $ agindo em um determinado ponto de aplicação $ P $ pode exercer um torque (também chamado momento da força) sobre outro ponto arbitrário $ Q $ no avião, ou seja $ \ tau = F \ vezes PQ $ onde $ PQ $ é um vetor de distância. É possível mover a força $ F $ fora do seu ponto de aplicação $ P $ e fora de sua linha de ação e transferir a força do ponto $ Q $. Mas, para manter as coisas equivalentes, um casal (duas forças de magnitude igual, dirigidas opostas, separadas pela distância $ PQ $) deve ser adicionado. O casal produz um momento puro, ou seja, um momento diferente de zero que não depende do ponto de referência (chamado polo). O novo sistema (uma força + um par) é equivalente ao original (força única $ F $ localizado na $ P $).
Vamos contextualizar essa discussão em um aerofólio e seu momento de lançamento: A força é a força de sustentação $ L $ que atua no ponto $ CP $ localizado a uma distância $ x_ {CP} $ a partir da borda principal do aerofólio $ LE $ para um AoA específico. É matematicamente possível mover a força de elevação resultante $ L $ de $ CP $ para o quarto de ponto $ AC $ localizado na $ x_ {AC} $ mas precisamos adicionar um momento puro (sistema de força de casal) para manter a física equivalente. O momento de arremesso líquido sobre $ AC $ é apenas o momento puro devido ao casal desde a força $ L $ exerce torque zero sobre $ AC $ (braço de alavanca zero).
Curiosamente, à medida que mudamos (por exemplo, aumento) o AoA, a magnitude de $ L $ aumenta e a distância $ x_ {AC} $ diminui chegando mais perto do $ LE $. Podemos até nesse caso transferir a força $ L $ até o ponto $ AC $ ao longo do acorde (torque zero devido a $ L $ sobre $ AC $) e adicione o momento puro. Este momento será CONSTANTE e exatamente o mesmo que o momento puro para ângulos de ataque maiores ou menores. Por quê? Porque, mesmo que as duas forças do casal sejam maiores, sua distância mútua fica menor para uma área de área maior, mantendo o momento puro geral igual.
Isso está correto?
Se mudarmos o AoA para o ponto de elevação zero, então $ F = 0 $, deixando-nos apenas com o par de forças e o mesmo momento puro (que é a soma de todas as forças restantes ao longo do acorde que se equilibram nesse ângulo de ataque) que existiam para todos os outros ângulos de ataque.
Desde que definamos o ponto de referência como o quarto de ponto $ AC $, todas as variações no elevador $ L $ com AoA não têm momento em torno deste ponto. Se, no entanto, escolhermos outro ponto como seu ponto de referência, a alteração na força de sustentação com ângulo de ataque adicionará um momento; portanto, seu momento de arremesso é um valor constante mais uma contribuição dependente do ângulo de ataque.
Experimentalmente, ao construir um equilíbrio de força que mede a elevação e o momento de inclinação usando duas células de carga, imagino usar dois suportes verticais presos à asa e conectados às células de carga. Para um certo AoA, a força de elevação será dada pela adição vetorial das duas forças, $ L_ {total} = F_1 + F_2 $ gravado pelas duas células de carga conectadas aos suportes (eu acho).
Mas como mediríamos o momento do lançamento? Onde os dois suportes devem ser conectados sob a asa para calcular o momento do arremesso? Qual a distância entre os suportes? Essencialmente, como eu usaria as forças $ F_1 $ e $ F_2 $ medir o momento do arremesso?
Eu acho que poderia funcionar dessa maneira, mas eu preciso de alguma validação: Considerando o ponto de referência como o quarto de ponto $ AC $, as duas forças $ F_1 $ e $ F_2 $ e seus torques sobre $ AC $ pode ser equivalente a uma única força $ L_ {total} $, o elevador total $ L_ {total} $ passando através $ AC $ e gerar momento zero, e um único casal produzindo o momento de arremesso não nulo. Para diferentes ângulos de ataque, esse momento de arremesso puro "deveria" ser o mesmo ... Será?
Obrigado!