Análise experimental do efeito aerodinâmico de dispositivos de asa e ponta de asa em uma aeronave tipo \"Blended Wing Body\"

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Diaz Izquierdo, David Orlando
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Blended Wing Body; C-wing; Wing Fences; Winglet
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-26072016-104731/

Este trabalho tem por objetivo analisar o comportamento aerodinâmico de dispositivos de ponta de asa e Fences acoplados em uma aeronave Blended Wing Body (BWB) através de testes em túnel de vento. A BWB é um projeto de aeronave alternativo que faz parte do conceito de aeronaves sustentáveis. O Laboratório de Aeronaves da Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, vem realizando uma série de pesquisas sobre este assunto. Em trabalhos anteriores com o modelo BWB foram observados a presença tanto de um escoamento transversal na parte externa quanto um forte vórtice no meio do modelo. A fim de melhorar o primeiro protótipo o Droop, bem como um arranjo de três Fences foram adicionados no modelo BWB. Além disso, os dispositivos Winglets e C-wing foram considerados neste estudo. Entre o desenvolvimento de aeronaves, vários dispositivos têm sido estudados e implementados em aeronaves convencionais. Estes tem várias vantagens, tais como a melhoria da eficiência aerodinâmica e a redução do arrasto induzido e efeitos positivos no rendimento do avião. Os dispositivos de ponta da asa criam uma força aerodinâmica em que um do seus componentes atua na direção do voo, esta também pode contribuir para a redução da intensidade dos vórtices nas pontas da asa, reduzindo o arrasto induzido. Pesquisas em aeronaves não convencionais mostraram que BWB poderia ter melhores características aerodinâmicas do que uma aeronave convencional. Aindústriaaeronáuticaestáprocurandoareduçãodoscustosoperacionais,bemcomo a adaptação das aeronaves para a restrição legislativa das emissões de gases e poluição sonora. Nas últimas décadas, esta redução não teve uma melhora significativa em termos de valores absolutos para configurações convencionais, isso fez com que novas e mais eficientes configurações têm sido estudadas. A interferência dos diferentes dispositivos no modelo BWB foram analisados em teste em túnel de vento. Os experimentos foram realizados no Laboratório de Aeronaves da Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. Foi utilizado um túnel de vento fechado com uma seção de teste de 1.7x1.3x3 [m]. O ângulo de ataque foi variado desde -4º a 20º e Re = 390.000. Os resultados mostram que os dispositivos nas pontas da asa melhoraram o desempenho da aeronave, bem como a eficiência aerodinâmica. Com relação aos Fence este comportamento não foi observado. Entre tanto, em ângulos elevados a eficiência foi aumentada. Através da técnica de visualização oil flow observou-se que o escoamento sobre a asa foi redirecionado diminuindo o coeficiente de arrasto em ângulos de ataque elevados.