Quem diz que modelos de escala não podem ser usados para modelagem de spin?
A informação chave é que o número de Reynolds não afeta o comportamento do fluxo de ar separado, então você não precisa aumentar a velocidade para compensar as dimensões menores. Somente quando o comportamento de stall é estudado, o número de Reynolds é importante, mas aqui também são possíveis resultados significativos em velocidades mais baixas.
Os modelos são usados rotineiramente em spin túneis . Aqui tanto a velocidade como as dimensões são menores, mas os resultados podem ser transferidos para a aeronave original. Existem dois tipos de túneis de spin:
- Túneis livres com uma seção aberta e divergente na qual o modelo deve ser lançado por um operador habilidoso para que ele se fixe em um giro dentro do fluxo de ar ascendente. A seção é divergente, portanto, a velocidade muda com a altura e permite que o modelo encontre uma velocidade correspondente.
Imagem dos testes de rotação em um modelo Grumman E-2 no túnel de rotação de 20 pés NACA (foto < a href="http://crgis.ndc.nasa.gov/historic/File:L-59-6221.jpg"> fonte )
- Túneis fechados nos quais o modelo é montado em uma picada. A picada é conectada a uma balança rotativa, que pode ser ajustada em diferentes taxas de rolagem e guinada. A matriz resultante de coeficientes sobre o ângulo de ataque, ângulo de deslize e sobre as três velocidades de rotação é alimentada em um modelo computacional que calcula os pontos de equilíbrio.
Os modelos usados em túneis livres devem ser dimensionados geometricamente e inercialmente, de modo que sua distribuição de massa corresponda à do original. Se o túnel de spin usar uma balança rotativa, nem mesmo a escala dinâmica de massas e inércias é necessária, e um modelo de túnel regular pode ser usado. No entanto, se o spin resultante é de natureza oscilante, o túnel de spin livre está em vantagem, porque isso se torna imediatamente aparente no teste. Em um túnel fechado, você obtém apenas dois pontos de equilíbrio e deve fazer a conexão sozinho.
Uma terceira via são os testes de modelos de voo livre, mas eles são muito mais caros e permitem menos observações do que os túneis de vento.
A característica de stall é um pouco mais difícil de prever usando modelos, mas novamente você pode tirar conclusões do que pode ser visto no túnel. Para chegar ao coeficiente de elevação máximo a partir do valor medido em Re = 1.000.000, você pode usar este escalonamento: $ $ \ Delta c_ {L_ {max}} = \ frac {log_ {10} \ left (Re ^ {\ frac {1} {6}} \ right)} {3.5} $$
O gráfico abaixo mostra a diferença no coeficiente de sustentação entre um modelo pequeno e um avião em escala real. As maiores diferenças são em torno de stall, e nos altos ângulos de ataque vistos em spins ambos mostram um comportamento bastante similar.
Aumentar o coeficiente de ângulo de ataque para modelos e aeronaves em grande escala, retirado da monografia de Joseph Chambers sobre testes com modelos ( Vôo de modelagem: o papel de modelos de voo livre dinamicamente dimensionados em Os programas aeroespaciais da NASA .
Para aeronaves pequenas, a despesa relativa de um teste de túnel é normalmente inadequada. Em vez disso, a coisa real é usada. Como as velocidades envolvidas são pequenas, os testes de rotação são realizados com uma rampa de rotação ou uma massa liberável na cauda da aeronave. Em projetos modernos, até mesmo um sistema completo de pára-quedas balístico pode ser empregado para evitar uma colisão se o teste de giro terminar em um situação irrecuperável.
Instalação do spin chute em um Columbia 400 (foto source )
