Entendendo comparações entre polares

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Paulo Leitner
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Entendendo comparações entre polares

Mensagem por Paulo Leitner »

Good morning Vietnam:

No post do Lucas, http://www.e-voo.com/forum/viewtopic.php?t=5855&postdays=0&postorder=asc&start=25 , há uma discussão já ebm adiantada sobre a comparação de perfil para ustilizar nequele projeto.

Infelismente, não entendo destas comparações para poder entender o que é dito e acompanhar o post. E não querendo bagunçar um post que tá ~tão organizado, posto aki minhas duvidas:

O Que aqueles gráficos querem dizer?
Quando comparando dois perfis, á quais parãmetros devo atentar para ter um floater? E um sloper?

Como analisar estes gráficos, pensando em escolkher um perfil melhor para determinado modelo?

Já há algum tópico especifico sobre isso? Ach que nao, né?

ABS!
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alexcmag
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Mensagem por alexcmag »

Existem vários gráficos de polares.

O de Cl(Cd) tem a sustentação no eixo vertical e o arrasto no eixo horizontal. É útil para escolher entre os perfis o que fornece mais sustentação com menos arrasto (descobre-se o melhor planeio traçando uma linha mais vertical possível que passe entre o zero do gráfico e toque a curva.
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Mensagem por alexcmag »

Os outros gráficos que o Lucas postou são de Cl/Cd (planeio) por ângulo e Cm (momento) por ângulo de incidência (Alpha).

Neste caso pelo gráfico de Cl/Cd é possível concluir o seguinte:

1) O MH45 dá o melhor planeio num ângulo menor e é mais suave (as reações conforme a velocidade varia são mais previsíveis)
2) O Eppler 330 tem um buraco no gráfico, significa que em baixa velocidade (maior ângulo) dá um planeio legal, mas piora de repente e volta a melhorar conforme aumenta a velocidade (e diminui o Alpha)

No caso destes perfis, que serão usados em uma asa sem enflechamento, é importante que o coeficiente de momento seja baixo, caso contrário uma mudança de velocidade pode fazer a asa tende a picar repentinamente.

Neste caso, ponto para o MH45 que tem Cm negativo (tende a cabrar) em todo o gráfico, e ao se aproximar de ângulo zero (situação de maior velocidade) o Cm é mais negativo. Isto significa que se deixada por conta própria uma asa com perfil MH45 tende a se estabilizar em uma certa velocidade, que dependerá do peso, CG e trimagem, claro.
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Mensagem por alexcmag »

Gosto também dos gráficos puros de CL e CD (que mostro e uso no RCcalc).

Com eles é possível analizar como o perfil se comporta conforme se diminui a velocidade aumenta o ângulo de incidência.

Gosto dos perfis do Martin Hepperle (MHxx) porque mesmo nos perfis de pylon racing dele o ângulo de stall sempre é acima de 9 graus e com um CL alto. Isto significa um envelope de vôo mais amplo, o modelo pode correr, mas também pode pousar lento e com pouco risco de estolar de bobeira.

Nestes casos prefiro perfis com CL máximo acima de 1,5 em um ângulo acima de 10 graus, com curva de CL e CD suaves, como neste gráfico do MH45:
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Mensagem por alexcmag »

Olha por que sou fã dos perfis MHxx.

O MH32 é um perfil recomendado para planadores e para pylon racers.

Ele tem um CL/CD alto a 7 graus (condição de melhor planeio), CD baixo em ângulos pequenos, e mesmo assim CL acima de 1 a 11 graus (velocidade de stall relativamente baixa).

Não aparece no gráfico, mas o MH32 também tem um coeficiente de momento baixo, apesar de não ser projetado para asas voadoras. Isto significa que não é totalmente inviável usá-lo em uma asa enflechada, e em aviões mais convencionais ele exige pouco efeito de profundor para manter estabilidade.
Anexos
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Paulo Leitner
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Mensagem por Paulo Leitner »

Tá.

A coisa me é BEM complicada, mas vou tentar entender aos poucos, com a sua ajuda (ou a juda de quem mais quiser!)

1) OK. o gráfico de CL(CD) me dá um comparativo de sustentação gerada X arrasto gerado. Perfeito. Escolher um perfil que gere um pouco mais de arrasto pode até ser vantajoso se ele oferecer MUITO mais sustentação. POrém, e aí vaoi minha pergunta: modelo s que geram MUITa sustentação, terão um voo mais lento, porém poderão ser mais pesados? E consequentemente, modelos que gerem menos sustentação e menos arrasto poderão ser mais rápidos, porem não suportarão bem uma carga alar alta?

2)Alpha, ao que me parece, é o angulo de incidência do perfil relativo ao fluxo de ar? A questão: modelos que geram mais sustentação em uma incidÊncia mais alta de perfil (alpha maior) tendem a estolar menos (traduzindo em uma linguagem bem medíocre)? E daí que há modelos com perfis "estolam menos" nas pontas de asa, para poder não estolar de ponta de asa?

Cara, vo ser sincero....

Nu entendi patavinas de 80% do que vc escreveu. VOu ter que reler o topico umas 40 vezes mais, mas é isso ai, pelo menos já tenho um monte de perguntas pra fazer! :D

Se não for pedir MUITO... dá pra azer uma tabelinha do que cada silga que rdizer? Tipo uma legenda?Tipo: CL = coeficiente de laranjas. CD= coeficiented de dinossauros e etc... eu num sei nem pra que serve o sinal de Somatório do excell.....
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Mensagem por alexcmag »

Para entender melhor este papo de menor velocidade = maior incidência, a fórmula que dá a sustentação de uma asa, em Newtons, é esta:

L = (1/2)*d*v2*s*CL

Sendo:
L a sustentação (em Newtons)
d = densidade do fluído
v2 é a velocidade (em metros por segundo) ao quadrado
s é a área da asa (em metros quadrados)
CL o coeficiente de sustentação.

Saber a densidade exata do ar é meio difícil, afinal depende da pressão, temperatura e umidade do ar. Considerando que geralmente voamos em dias quentes, entre SP e Pira e com pouca umidade, usei uma estimativa de 0,61Km/m3.

Isto significa que ao nível do mar ou em dias frios e úmidos a velocidade de stall será menor, o arrasto será maior, etc...

Aliás, isto também explica porque alguns modelos parecem voar pior em dias frios ou úmidos, mesmo sem vento. Dependendo de como a hélice esteja dimensionada para o motor, a maior densidade do ar fará com que seja exigido mais torque do motor, tornando-o menos eficiente e mais gastão.
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Mensagem por Paulo Leitner »

[quote:0431c4ce23="alexcmag"]
Isto significa que ao nível do mar ou em dias frios e úmidos a velocidade de stall será menor, o arrasto será maior, etc...

Aliás, isto também explica porque alguns modelos parecem voar pior em dias frios ou úmidos, mesmo sem vento. Dependendo de como a hélice esteja dimensionada para o motor, a maior densidade do ar fará com que seja exigido mais torque do motor, tornando-o menos eficiente e mais gastão.[/quote:0431c4ce23]

Isso eu tbm entendi: Em dias frios ou ao nivel do mar, onde o ar é mais denso, nossos modelos voam em um nºde reyno0lds maior, tornando o perfil mais eficiente.

MAs confesso que de resto, to começando a achar que esse papo depolar num épra mim. Por mais vontade que eu tenha de intender, meus alicerses matemáticos são muito frágeis......

Droga.... devia ter brincado menos de aviãozinho e estudado mais fisica na escola. :evil:
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Mensagem por alexcmag »

[quote:1053f5b207="Paulo Leitner"]Tá.

A coisa me é BEM complicada, mas vou tentar entender aos poucos, com a sua ajuda (ou a juda de quem mais quiser!)

1) OK. o gráfico de CL(CD) me dá um comparativo de sustentação gerada X arrasto gerado. Perfeito. Escolher um perfil que gere um pouco mais de arrasto pode até ser vantajoso se ele oferecer MUITO mais sustentação. POrém, e aí vaoi minha pergunta: modelo s que geram MUITa sustentação, terão um voo mais lento, porém poderão ser mais pesados? E consequentemente, modelos que gerem menos sustentação e menos arrasto poderão ser mais rápidos, porem não suportarão bem uma carga alar alta?
[/quote:1053f5b207]

Se o gráfico de Cl/Cd for pior, o planeio será sempre pior, só compensa usar perfis não muito bons neste quesito para treinadores, slowfly ou indoor...

Por exemplo, os famosos perfis ClarkY e DavisM muito usados em slowflyers e treinadores não têm um planeio dos melhores, mas o ângulo de stall é alto, geram bastante sustentação, e no caso de um treinador é legal que tenha um planeio pior e mais arrasto porque a descendente de pouso não fica tão longa, tornando o modelo mais fácil de pousar em pouco espaço.

Um perfil de muito planeio e pouco arrasto em um treinador obrigaria o aprendiz de piloto a alinhar o modelo com o local de pouso uns 100m antes e controlar a descendente para tentar chegar na pista com pouca velocidade mas sem estolar... Com um planeio de 20:1 a 100m de distância o modelo estaria a 5m de altura, se estiver 1m mais baixo pousa antes da pista, 1m mais alto e passa da pista, complicado, né...

A sustentação é proporcional ao CL e ao quadrado da velocidade, isto significa que um CL 50% maior permite ou carregar 50% a mais de peso na mesma velocidade, ou voar 19% mais lento.

[quote:1053f5b207]
2)Alpha, ao que me parece, é o angulo de incidência do perfil relativo ao fluxo de ar? A questão: modelos que geram mais sustentação em uma incidÊncia mais alta de perfil (alpha maior) tendem a estolar menos (traduzindo em uma linguagem bem medíocre)? E daí que há modelos com perfis "estolam menos" nas pontas de asa, para poder não estolar de ponta de asa?
[/quote:1053f5b207]
Exato, é a incidência da asa em relação ao fluxo de ar.

Modelos com ângulo de stall mais alto geralmente não têm muito problema de stall de ponta de asa em baixa velocidade, não por causa do layout da asa em si, mas porque fica bem visível quando se está muito lento por causa do nariz muito levantado. Claro que se voar ainda mais lento a asa acabará estolando e se não houver washout nem poliedro a ponta pode estolar primeiro sim.

Um perfil que estole a menos de 8 graus fica muito mais fácil de estolar de ponta de asa, já que pode estar bem perto do stall sem a sensação de voar com nariz levantado. Aí se for uma asa reta com aileron, qualquer tentativa de fazer curva com aileron aumenta muito o ângulo da ponta de fora da curva, fazendo estolar.
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E fez-se a luz. (pelo menos em um canto da questão):

-modelos de asa reta, com um perfil muito planador são, ao mesmo tempo, traiçoeiros, pois estolam de asa "sem que pensemos estar correndo o risco".POis como o modelo não apresenta aquele levantamento de nariz, acabmos por acreditar que ele está "sustentado", quando na verdade já est´ano limiar de perder a sustentação, e quando comandamos o aileron em uma direção, ele logo estola, girando a asa no sentido oposto. Já vi muita lenha assim, e nunca imaginei que um perfil masi gordinho pudesse sanar o problema (resumindo, é isso?). Achei que fosse falta de p´ratica do piloto.

Quanto á questão do perfil planador e treinadores, tbm compreendi completamente. O exemplo dos shockflyers é muito bom: o "perfil" deles gera MUITO arrasto e pouca sustentação, e e por isso que eles são capazes de voar bem lentos desde que haja motor, mas quando planando, parecem uma pedra.

Outra questão: Quasi seriam 2 perfis para servirem de exemplo apra um modelo floater e um para slope, se fossemos procurar características próprias do perfil para cada tipo de voo? Digo, um floater vpará com menos velocidade que um sloper], e se usassem o mesmo perfil, o floater estaria voando sempre com um angulo de incidencia maior de que o sloper, certo?

Aff.. esse negócio tá me dando nó na moringa.....
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