Qual é a regra de área?

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A "regra da área" afirma que o arrasto supersônico em uma aeronave está relacionado à área total da aeronave. Qual é a definição exata da regra? Por que isso acontece?

    
por fooot 23.06.2014 / 17:01

2 respostas

Você pode ter ouvido falar da distribuição do elevador elíptico que minimiza o arrasto induzido por um determinado período e um determinado aumento. A regra de área é semelhante, mas aqui é sobre a distribuição longitudinal das áreas de seção transversal de um plano e minimiza o arrasto de onda em Mach 1.

A primeira foto é de uma patente da Junkers de 1944: a Junkers descobriu em 1943 que o arrasto transtrônico pode ser minimizado deslocando as partes de um avião ao redor. Neste caso, foi o EF-122, um projeto de pesquisa que se tornou o Ju-287. Os corpos mais fáceis de trocar eram as naceles do motor, e é por isso que o produto final tem locais de motor tão estranhos. O desenho mostra várias seções transversais sombreadas ao longo das linhas que contêm algarismos romanos: Plote a soma de todas as áreas ao longo de cada linha sobre a coordenada de comprimento da aeronave e obtenha uma distribuição que deve ser otimizada de modo a ter a área máxima para os menores gradientes.

A próxima foto mostra como essas parcelas se parecem. Isto é de uma fonte diferente, por isso mostra combinações genéricas de corpo da asa. À esquerda está um avião com uma fuselagem em forma de corpo da Sears-Haak . Um corpo da Sears-Haak é uma ótima forma para o maior volume com um determinado arrasto de onda e foi descoberto por Wolfgang Haak em 1941 e novamente por William Sears em 1947. As asas vêm em cima e atrapalham a distribuição da área criando um solavanco o meio.

A plotagem correta mostra o que pode ser alcançado considerando todas as partes do avião. A diferença é mostrada na pequena parcela central.

Como isso é feito: tire da fuselagem o que é adicionado pelas asas. O resultado é uma fuselagem que parece uma garrafa de coca-cola. Você também pode adicionar corpos de Küchenmann; aviões de passageiros mais antigos têm muitos deles. Olhe especialmente para fuselagens como aquelas do Blackburn Buccaneer , ou T-tails como os do Illjushin Il-62 ou o Tupolev Tu- 154 . Hoje, coisas como postes de motor ou carenagens de flaps são usados como corpos de Küchemann para suavizar a distribuição de área longitudinal, e se você olhar com cuidado, verá a técnica de garrafa de coca-cola na fuselagem em torno da cauda horizontal de muitos aviões. Eles não voam a Mach 1, mas perto o suficiente que a decisão da área já faz a diferença.

O dawing abaixo mostra o conceito geral e a magnitude da redução do arrasto alcançável:

    
23.06.2014 / 21:55

Em essência, a regra da área é uma regra geral do projeto da aeronave que proíbe mudanças abruptas na área transversal de uma aeronave de um ponto para outro em seu eixo longitudinal, uma vez que criaria áreas de baixa pressão no fluxo de ar circundante literalmente seguraria a aeronave de volta, reduzindo sua velocidade através do form arrastar. A regra da área é às vezes referida como a "regra da área supersônica", uma vez que tem mais significado nas velocidades transônica e supersônica.

    
15.05.2018 / 10:54