Entendendo comparações entre polares

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Entendendo comparações entre polares

Mensagempor Paulo Leitner » 23 Set 2005 19:33

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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Mensagempor alexcmag » 23 Set 2005 20:23

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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Mensagempor alexcmag » 23 Set 2005 20:40

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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Mensagempor alexcmag » 23 Set 2005 20:54

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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Mensagempor alexcmag » 23 Set 2005 21:00

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.
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Mensagempor Paulo Leitner » 23 Set 2005 21:28

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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Mensagempor alexcmag » 23 Set 2005 21:30

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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Mensagempor Paulo Leitner » 23 Set 2005 21:34

[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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Mensagempor alexcmag » 23 Set 2005 21:42

[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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Mensagempor Paulo Leitner » 23 Set 2005 21:58

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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Mensagempor alexcmag » 24 Set 2005 05:25

Exato, Paulo, perfil de bom planeio em asa reta é um perigo na aproximação para pouso, para isto existe o leme para fazer correções leves nesta situação, caso a rampa de pouso esteja muito fora da desejada o ideal é arremeter e tentar novamente (se tiver motor). O washout ajuda também, mas não corrige totalmente se o piloto aplicar muito aileron...

Os modelos 3D com asa plana não têm este problema porque a falta de perfil deles tem um planeio péssimo, mas praticamente não estola. Só não se pode tentar fazer um assim sem um motor muito forte, o empuxo estático tem que ser maior que o peso, pois em ângulos mais elevados o arrasto é tão grande que um motor mais fraquinho não conseguiria manter o vôo horizontal, aí comeca a cair de cauda no chão, o que não é nada legal.

Não existe perfil perfeito para tudo, tudo depende do projeto e das condições.

Num floater interessa planar bem mas afundar pouco e ser lento, para rodar térmicas mais facilmente. O S4083 me parece legal para isto.

A 59000 Reynolds (isto é, lento e não muito grande) ele tem CL acima de 1 no melhor planeio, quando o CL/CD é de cerca de 38, e isto acontece a em uma incidência longe do stall.

A série AG35/36/37/38 do Mark Drela que o Gustavo usou no Allegrinho dele também é legal neste compromisso de CL com CL/CD, mas o CL é pequeno na situação de melhor planeio, e o ângulo de stall é muito mais baixo. Isto significa que precisa voar mais rápido, e se tentar voar lento fica fácil de estolar, por isto a asa do Allegro Lite é feita em 5 painéis com perfis e washouts diferentes, para que evitar stall de ponta de asa.

É um perfil para planar bem se estiver razoavelmente rápido ou para voar com pouco motor, que é o que o Gustavo pretende com ele. É pior para pegar térmicas do que um perfil mais lento, mas se não houver térmica fica no ar muito mais tempo que o S4083 por causa do melhor planeio. Como o stall é em um ângulo baixo, não pode ser pilotado muito descuidadamente.

Não pesquisei muito, mas para encosta algo como o MH32 é legal, ele tem um bom planeio em velocidades mais altas (com 7 graus de incidência a 59000 Reynolds), baixo arrasto em ângulos baixos acima de 99000 Reynolds (permite voar rápido) e o stall a cerca de 12 graus com CL de 1.16 (pode pousar mais lento) a 59000 Reynolds.

Novamente, o planeio não é tão alto quanto o AG35, o afundamento não é tão baixo quanto o S4083, mas plana o suficiente para voltar para o dono se acabar o lift (coisa que não acontece com o perfil normalmente usado nas Zagis), pode correr ou voar lento.

Mas... isto tudo é teoria...

Na prática, a única vez que segui um perfil foi uma desgraça de um Piper de 92cm de envergadura que comprei a planta na Aerobrás.

Antes dele eu tinha tentado um perfil mais grosso (uns 12%) feito a olho que atendeu muito bem à minha necessidade no primeiro modelo. Ficou tão lento e com recuperação fácil de stall e de mergulho que aprendi a voar com ele sozinho em uma praça de 20x30m cheia de árvores e postes (e depois no Paca, que parecia um aeroporto perto da pracinha), sobreviveu ao aprendizado sem nenhuma lenha feia e postariormente foi doado ainda em boas condições, o que é muito difícil de se conseguir.

Claro que o planeio era péssimo, mas isto também ajudou a pousar mais fácil enquanto eu não sabia pilotar.

Como eu queria voar com menos motor e poder planar melhor para conseguir vôos mais longos, passando na Aerobrás um dia achei uma planta para modelo elétrico (o tal do Piper). Segui à risca, mas ficou péssimo.

Tive dois deles, um que eu mesmo fiz em depron e que voou muito mal, se esborrachando a cada vôo. Outro que um amigo fez, não conseguiu fazer voar, e me doou depois de desistir. Coloquei um motor 350 com 3S nele na esperança de que a potência extra faria um serviço, mas ficou provado que potência não é nada sem controle... A única vez que passou de 3m de altura foi um dia na RTC, acelerei tudo, lancei com força e consegui fazê-lo subir e controlá-lo bem, mas quando tireu um pouco de motor estolou feio e foi de nariz no chão.

Depois disto desisti e voltei pros perfis Schultz. Não são top de linha mas funcionam para minhas necessidades, e são altamente customizávels para o modelo da vez. Geralmente não são críticos também. No exemplo de asa reta com aileron sem washout, o perfil Schultz que usei no CL215 plana bem melhor que um Clark-Y, não estola de ponta de asa e posso abusar muito dele sem nenhum risco, mesmo sendo pesado pacas (700g), tendo uma carga alar alta (35g/dm2) e pouca potência , apenas 60% do peso. É difícil um modelo semi-escala voar bem com tão pouca potência, principalmente com a fuselagem quadradona e o casco projetado para funcionar bem na água, não no ar.

Piorei recentemente o planeio dele diminuindo 20% a envergadura, isto me facilitou os pousos no lago e a asa agora cabe atrás dos encostos de cabeça do banco traseiro do carro, mas mesmo assim continua melhor que o Clark-Y.
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Mensagempor Paulo Leitner » 24 Set 2005 16:12

Alex,

Po.. suas explicações mereciam um "eterno", junto com o post do cebola sobre Perfil LAminar e o S4083. "Demorô....."

1) Vou me manter alheio ao conceito de washout por enquanto, pois não quero bagunçar as idéias. Volto a te perguntar isso mais pra frente,.... :? :?

2) De acordo com a discussão lá no post de "PERFIL LAMINAR", surgiu o conceito de que uma asa pequena é muito menos eficiente que uma asa maior, com as mesmas soluções aerodinãmicas. Isso pois o nºde Reyoilds e consequentemente a sustentação gerada progridemem progrssão graométrica (conta de área). Isso me faz pensar que modelos pequenos tendem a ser mais "maniqueístas" que os maiores, passando mais batido pelas sutilezas do perfil. Num piper pequeno, tanto faz o perfil ter 10 ou 12% de thickness; na prática num vai fazer diferença nenhuma. Num piper de 2mts, essa diferença vai ser muito mais perceptível...Cara, eu não consigo te explicar o que e quero. Me falta conceito.. desculpa...A faixa de Reynolds a que penso que meus odelos voam é 200.000, considerando uma asa de 2mts, 20cm corda e velocidades variadas... a faixa vai de 150 a 250KR

3)Já percei por experiência, que esses modelos da aerob´ras precisam de uma BOA plástica para voarem, pois eles são pensados sendo MUITO mais pesados, MUITO mais rápidos e para voarem em circulos, soltando fumacinha por um escapamento......ACHO que podemos muito bem aproveitar as plntas, pois nos fornecem uma excelente visão do projeto, mas a asa deve ser radicalmente modificada para se adequar a nova exoistência do modelo. Muito mais leve e muito mai lento, acho que deveria ter um perfil muito mais espesso, para poder oferecer sustentação a baixa velocidade dos elétricos. Tá certo? Pensei isso depois de ler o que vc ecreveu acima.


POxa.... muito boa aula.

ABS!

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Mensagempor alexcmag » 24 Set 2005 19:14

[quote:b07472f2c3="Paulo Leitner"]Alex,

Po.. suas explicações mereciam um "eterno", junto com o post do cebola sobre Perfil LAminar e o S4083. "Demorô....."

1) Vou me manter alheio ao conceito de washout por enquanto, pois não quero bagunçar as idéias. Volto a te perguntar isso mais pra frente,.... :? :?

[/quote:b07472f2c3]
Asa de planador poliédrica com perfil não crítico têm um efeito natural de washout. Devido à geometria e à dinâmica do ar, em baixa velocidade o ar que passa nas pontas tem incidência menor que o da raiz. Se você tem feito planadores poliédricos não precisa de importar muito com washout, se pretende fazer um asa reta com ailerons usando perfis de prateleira, tome cuidado.

[quote:b07472f2c3]

2) De acordo com a discussão lá no post de "PERFIL LAMINAR", surgiu o conceito de que uma asa pequena é muito menos eficiente que uma asa maior, com as mesmas soluções aerodinãmicas. Isso pois o nºde Reyoilds e consequentemente a sustentação gerada progridemem progrssão graométrica (conta de área). Isso me faz pensar que modelos pequenos tendem a ser mais "maniqueístas" que os maiores, passando mais batido pelas sutilezas do perfil. Num piper pequeno, tanto faz o perfil ter 10 ou 12% de thickness; na prática num vai fazer diferença nenhuma. Num piper de 2mts, essa diferença vai ser muito mais perceptível...Cara, eu não consigo te explicar o que e quero. Me falta conceito.. desculpa...A faixa de Reynolds a que penso que meus odelos voam é 200.000, considerando uma asa de 2mts, 20cm corda e velocidades variadas... a faixa vai de 150 a 250KR
[/quote:b07472f2c3]

Sim, praticamente todos os perfis se comportam pior em números de Reynolds menores.

Um modelo muito pequeno qualquer perfil vai ser suficientemente ruim, tanto que nos micromodelos geralmente a asa é só uma placa de balsa curva e funciona bem para eles.

A maioria dos nossos modelos trabalha mesmo em faixas de Reynolds muito baixas.

No seu caso, de um planador, provavelmente o melhor planeio acontece numa velocidade entre 10m/s e 15m/s, o que realmente dá algo entre 150KR e 250KR.

Mas um parkflyer com perfil Clark-Y, asa de 15cm x 1m e 320g de peso ou menos acaba trabalhando entre 60KR e 130KR, o que deixa a coisa ainda pior.

[quote:b07472f2c3]
3)Já percei por experiência, que esses modelos da aerob´ras precisam de uma BOA plástica para voarem, pois eles são pensados sendo MUITO mais pesados, MUITO mais rápidos e para voarem em circulos, soltando fumacinha por um escapamento......ACHO que podemos muito bem aproveitar as plntas, pois nos fornecem uma excelente visão do projeto, mas a asa deve ser radicalmente modificada para se adequar a nova exoistência do modelo. Muito mais leve e muito mai lento, acho que deveria ter um perfil muito mais espesso, para poder oferecer sustentação a baixa velocidade dos elétricos. Tá certo? Pensei isso depois de ler o que vc ecreveu acima.


POxa.... muito boa aula.

ABS![/quote:b07472f2c3]

O malfadado Piper era uma planta para elétrico mesmo... Nem era para motor a explosão...
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Mensagempor jociel luciano » 24 Set 2005 20:01

Como esse topico cresceu rapido, vai dar um trabalhão ler tudo (tentar entender) e acompanhar o progresso do mesmo...

vocês são rapidos hein :wink:
o dificil nao é subir e sim ficar lá em cima....

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Mensagempor Sergio Massara » 17 Nov 2005 13:21

Alexandre, onde é que estou errando ? (e feio por sinal)

Gambler + valores aproximados:
S3021
velocidade 5m/s
corda média 0.13m
área 0.16m^2
uns 40k reynolds

Pela formula do lift, o Cl para que o lift seja aproximadamente o peso do modelo (200g) seria 1.25.

Olhando a polar Cl(alpha) para um ângulo de descida pequeno (-1 grau) o Cl é 0.15 !

Por que os Cl estão tão diferentes ?

(usei 0.8 na densidade do ar e polar com turbulador a 30%)
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polar.gif
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Mensagempor alexcmag » 17 Nov 2005 15:11

Que meleca, acabei achando um erro no RCcalc... Não que gere algum problema, já que estava compensado com outro fator...

Quando estava simplificando as fórmulas, precisei da pressão do ar, e peguei o METAR no dia (1016hPa), temperatura de 15 graus, ponto de orvalho de 15 graus, o que deu 1,22Kg/m3.

Em algum momento simplificando as contas para facilitar o resto das fórmulas troquei 1/2*1,22 por 0.61 e fiquei usando. Mais para a frente achei que era legal usar uma altitude maior, temperatura maior e pressão menor, para dar uma folga para voar alto estando em Pira num dia quente e seco de baixa pressão, por exemplo. Resolvi usar 0,61 como chute para a densidade do ar.

Depois de várias simplificações de fórmula fixei a rotina que calculava o CL e ficou por aí e estava no programa até hoje...

Ou seja, todos os cálculos feitos no RCcalc estão corretos, mas não estão com a margem de segurança para mais nos valores de velocidade de stall que eu queria ter deixado.

Bom, vamos aos seus dados...

Peguei a fórmula que uso no RCcalc já corrigida (que está no RCCalcL.pas) e substituí os valores:

Gravity := 9.8
Weight := 200g
Speed := 5m/s
Density := 0.8Kg/m3
Area := 16dm2

Esta é a que postei algumas mensagens acima (correta): L = (1/2)*d*v2*s*CL , alterada para calcular CL.

O cálculo fica assim:

CL := (Gravity*Weight/1000) / (sqr (Speed) * 0.5*Density * Area/100);
CL := (9,8*200/1000) / (sqr (5) * 0.5*0,8 * 16/100);
CL := 1,96 / (25 * 0,4 * 0,16)
CL := 1,96 / 1,6
CL := 1,225

Pela polar, o CL de 1,225 não existe, a asa estola antes disto, portanto errado mesmo...

Supondo que seu modelo realmente voou a 5m/s, vamos descobrir onde está o erro.

A densidade do ar de 0.8 está meio subestimada para o campão, por exemplo. Se você usou o Gambler a 800m de altura num dia de temperatura e umidade amenos, e voou com ele 50m acima do solo, a densidade aproximada do ar deveria ser algo em torno de 1Kg/m3

Neste caso, o CL é melhor:

CL := (Gravity*Weight/1000) / (sqr (Speed) * 0.5*Density * Area/100);
CL := (9,8*200/1000) / (sqr (5) * 0.5*1 * 16/100);
CL := 1,96 / (25 * 0,5 * 0,16)
CL := 1,96 / 2
CL := 0,98

Para CL de 0,98 a incidência já seria em torno de 7,5°, pouco acima da velocidade de melhor planeio deste perfil.

Não entendi o ângulo de -1° que você citou. Se é o ângulo do movimento do modelo, não é este que você deve considerar como Alpha.

Independente da direção do avião, o ângulo de incidência considera apenas o vento relativo. Portanto você não deve considerar que a asa está com incidência de -1°.

Por exemplo, se seu modelo estivesse planando cerca de 15:1 (e não plana muito bem acima da velocidade de melhor planeio mesmo), a direção do movimento em relação ao solo seria de cerca de -4°.

Chutando que o nariz do modelo estivesse 3° acima da direção do vôo e que a asa tenha uns 3° de incidência em relação ao modelo, daria uns 6° de vento relativo, bem mais perto dos 7,5°. Um tiquinho de ascendente e já chegou no ângulo.

O CL de 0,15 seria em alta velocidade, quando a incidência da asa realmente é menor, no caso a 12,78m/s:

Como o CL é proporcional à raiz da velocidade, para descobrir a velocidade em que ele ocorreria dividi 0,98 por 0,15, obtendo 6,53, extraí a raiz (2,556) e multipliquei pela velocidade a CL=0,98 (5), obtendo os 12,78m/s.

Reaplicando na fórmula para conferir:

CL := (Gravity*Weight/1000) / (sqr (Speed) * 0.5*Density * Area/100);
CL := (9,8*200/1000) / (sqr (12,78) * 0.5*1 * 16/100);
CL := 1,96 / (324 * 0,5 * 0,16)
CL := 1,96 / (163 * 0,5 * 0,16)
CL := 0,15


P.S...

Antes que alguém pergunte porque a fórmula está em inglês, tenho vários bons motivos:
- qualquer programador brasileiro entende nomes de variável em inglês;
- nennum programador americano entenderia nomes de variável em português;
- a maioria das palavras em inglês ocupa menos letras e tem menos sinônimos, portanto menos digitação e menos possibilidade de declarar um nome e tentar usar o sinônimo;
- meu professor de física na faculdade era americano e me deu 0 na primeira prova porque usei as letras P para peso e F para força, , apesar da fórmula, todos os cálculos e resultados estarem corretos (ele preferia W(eight), P(ower), ...)
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Lucas
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Mensagempor Lucas » 17 Nov 2005 15:29

Ótimo Tópico !

E eu nem tinha visto ele antes !

Está tudo muito bem explicado !

Só pra complementar minha asa citada lá em cima, já foi cortada eu o perfil escolhido foi o MH45, por apresentar uma melhor condição geral de CL, CD e Cm.

Só pra complementar tudo o que o Alex falou aí vai duas indicações de livros que pra mim são perfeitos ! (mas tem que manjar de Inglês :wink: )

R/C Model Aircraft Design, Andy Lennon

Model Aircrafts Aerodymics, Martin Simons - esse aqui é show de bola !

Aeroabraços !

Lucas
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Mensagempor Sergio Massara » 17 Nov 2005 16:04

Putz Alexandre, ainda bem que isso ajudou a melhorar o RCCalc.

Bom, a diferença grande foi devido a minha escolha do -1 grau. Não escolhi um valor positivo pois não consigo ver como um planador voa para frente com o nariz para cima em velocidade cte !

O peso está na vertical para baixo, o arrasto está para trás, o lift se a incidencia é positiva está na vertical para trás também !

Onde está a componente que leva o planador para frente ? Por isso escolhi -1 grau...

Otcha, e agora ? :?

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Mensagempor gustabmo » 17 Nov 2005 16:18

Sergio,

A posicao do nariz é irrelevante. Nariz apontado muito pra cima ou muito pra baixo apenas causaria um pouco mais de arrasto do que o necessario.

O que interessa é o angulo da asa em relacao ao ar, ao vento aparente digamos.

A energia necessaria pra vencer o arrasto vem da energia potencial que o planador tem atraves da altura, que vai lentamente sendo consumida conforme ele desce.

O grafico de forcas é assim:
- arrasto é paralelo ao vento aparente e para tras (obvio)
- sustentacao é perpendicular ao arrasto (por definicao)
- peso é na vertical pra baixo

Como o planador esta descendo, existe um angulo menor que 180 graus entre a sustentacao e o peso e a soma deles gera um vetor paralelo ao arrasto, de mesmo modulo, mas apontando pra frente, resultando na soma vetorial zero.
Gustavo - São Paulo/SP

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Mensagempor Sergio Massara » 17 Nov 2005 16:30

Aeee, agora caiu a ficha :)

Esqueci do ângulo formado pelo aparente devido ao planador descer em diagonal ! Isso aumenta a incidência.

Obrigado Alex e Gustavo =)

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Mensagempor Sergio Massara » 22 Nov 2005 10:04

Alexandre, olha essa polar Vy(Vx) que geralmente está nas especificações de planadores tripulados.

http://www.alexander-schleicher.de/service/polaren/21_polare.jpg

Há algum jeito simples de construir essa polar para um determinado planador r/c ?

A solução que vejo é:
- mudar o reynolds no xfoil para determinada abscissa dessa polar
- calcular Cl(Cd) em vários ângulos até "estabilizar as componentes" (peso = Cly + Cdy)
- usando as componentes, calcular o sink rate e plotar no gráfico
- loop varrendo a abscissa

Isso claro usando um programinha. (vc já viu algum pronto ?)

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Mensagempor alexcmag » 22 Nov 2005 16:23

Teria que equalizar também o arrasto com o componente horizontal do vetor do lift, aí que a porca torce o rabo, porque o arrasto não será apenas função do perfil e peso, mas de todo o resto do modelo.

Acho que é possível obter alguma coisa com precisão de uns 30%.

A dança dos vetores:

Gravidade, o peso do modelo direcionado para baixo

Sustentação, a sustentação da asa direcionada para cima no ângulo de ataque do modelo - ângulo de ataque da asa

Arrasto, obtido pelo Cd, acrescentado de uma margem empírica para prever arrasto de fuselagem, cauda e vórtice de ponta de asa, na direção e sentido do vento relativo.

Como já tem a polar e os dados do modelo no RCcalc vou tentar jogar este cálculo por lá pra ver o que sai...
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Mensagempor alexcmag » 23 Nov 2005 20:07

Fiz um teste dos dados da polar do S3021 a 99500Re para ver se os valores parecem confiáveis e se trazem algo de prático.

Por enquanto está no Excel, este foi o resultado.

Estimei um planador típico do Térmica 1.5, com 1,5m de envergadura, 20cm de corda média, 300g de peso total (meio pesado, mas era um número legal para fazer a conta, e no final isto não afeta o planeio).

Considerei como fator de arrasto 1.5, isto é, considero que o arrasto total é 50% maior que o arrasto da asa. Não tenho grandes parâmetros para saber se é isto ou se é muito mais, mas acho um bom chute para começar.

Pela conta o melhor planeio possível com o S3021 é de cerca de 30:1

Os vetores da história são o arrasto, oposto à velocidade, o peso e a sustentação.

A força que compensa o arrasto é o componente horizontal da sustentação, que é proporcional ao seno ângulo de descida do modelo.

O ângulo de descida calculei como o arco tangente do (arrasto / peso).

Tem uma pequena diferenças trigonométricas na decomposição dos vetores que ainda pretendo ajustar, mas se alguém fizer isto por mim ficarei muito feliz. De qualquer jeito mesmo como está já serve para comparar polares para determinar o melhor planeio delas.
Anexos
s3021.zip
Planilha
(4.87 KiB) Baixado 1037 vezes
s3021.PNG
Resultados
s3021.PNG (32.76 KiB) Exibido 46862 vezes
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Mensagempor Sergio Massara » 24 Nov 2005 00:51

Alexandre, como disse na minha msg anterior o problema é que cada linha dessa sua planilha precisa de uma polar recalculada para tal velocidade.

A coluna do Cd não é precisa (a do Cl é bem melhor).

Mas não esquenta com isso. Deixa que eu me viro por aqui.

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Mensagempor alexcmag » 24 Nov 2005 01:15

[quote:61ce15f64f="Sergio Massara"]Alexandre, como disse na minha msg anterior o problema é que cada linha dessa sua planilha precisa de uma polar recalculada para tal velocidade.

A coluna do Cd não é precisa (a do Cl é bem melhor).

Mas não esquenta com isso. Deixa que eu me viro por aqui.[/quote:61ce15f64f]

Pois é, preciso me entender melhor com o Xfoil, ou achar outro programa de cálculo de polar. O Xfoil trava muito quando cai em algumas situações, aí não fica muito confiável para usar como rotina de cálculo de polar para valores intermediários...

Só de curiosidade, tive outra idéia que pode ser interessante também.

Carreguei todas as polares que tenho em arquivo texto para um banco de dados, calculei o Cl/Cd de todas, de forma que pudesse aplicar filtros.

Aí fiz uma consulta para perfis entre 60Kre e 100Kre com alpha máximo a partir de 1,2 (isto é, capacidade de voar lento se for preciso), e âlgulo de stall a partir de 10 graus (isto é, difícil de estolar).

Olhe o resultado:

select
left(perfil,30) as Perfil,
left(re,6) as Re,
left(ClCd,10) 'Cl/Cd',
left(maxcl,10) MaxCl,
left(maxAlpha,10) MaxAlpha
from perfil
where re between 60000 and 100000
and maxalpha>=8
and maxcl>=1.2
order by clcd desc


[code:1:61ce15f64f]
Perfil Re Cl/Cd MaxCl MaxAlpha
------------------------------ ------ ---------- ---------- ----------
goe417a--uiuc.dat 99500 64.8193 1.371 11.65
sg6043--uiuc.dat 99681 59.3913 1.432 11.3
s7075a_f5zigzag--uiuc.dat 99500 59.2941 1.296 10.34
cr-001--uiuc.dat 99100 58.8649 1.302 11.1
e214b--uiuc.dat 99300 58.5437 1.335 11.39
gm15--uiuc.dat 60700 57.7833 1.335 11.96
e214c-tw--uiuc.dat 97600 56.7391 1.26 12.85
sd7037b--uiuc.dat 99400 56.2032 1.397 11.27
sd6080_tw3--uiuc.dat 99100 55.8794 1.218 10.35
sd7037b--uiuc.dat 99900 55.8192 1.335 10.54
sg6042--uiuc.dat 99700 55.5838 1.347 13.35
s7075b_f0--uiuc.dat 99800 55.1149 1.213 10.17
bw-3--uiuc.dat 99400 54.8619 1.341 11.73
davissm-.dat 99300 53.9901 1.368 13.25
s7075a--uiuc.dat 99600 53.697 1.206 10.33
sd7037c_gf--uiuc.dat 100000 53.3333 1.202 8.52
s4061b--uiuc.dat 100000 52.4631 1.245 11.37
sd7037e--uiuc.dat 99786 52.4022 1.382 14.18
s7012b--uiuc.dat 99700 51.0952 1.204 8.47
s7055_gf10--uiuc.dat 99700 50.5778 1.371 10.89
sd7032d--uiuc.dat 99800 50.4911 1.275 11.35
s2091a--uiuc.dat 99200 50.2765 1.289 12.37
sd7037e--uiuc.dat 99678 50.1639 1.226 11.22
sa7038--uiuc.dat 99713 50.1124 1.261 11.76
clarkyb---uiuc.dat 99900 49.9034 1.299 12.3
naca6409--uiuc.dat 79400 49.7464 1.373 13.35
sd7037b--uiuc.dat 99500 48.8083 1.22 11.53
s4083a--uiuc.dat 100000 48.7938 1.321 11.19
s2091b_gfa--uiuc.dat 99600 48.1092 1.456 13.4
sd6080_tte--uiuc.dat 98100 47.9654 1.21 10.85
s7075a_f10dzigzag--uiuc.dat 99600 47.8313 1.345 9.34
s4083b--uiuc.dat 99200 47.8082 1.268 11.47
s7055_gf--uiuc.dat 99400 47.6037 1.289 12.38
sa7036b--uiuc.dat 99750 47.5369 1.272 11.55
s2091b_gfc--uiuc.dat 99800 46.4983 1.64 12.35
sg6040--uiuc.dat 100000 45.9684 1.266 12.4
sd7062b--uiuc.dat 100000 43.19 1.489 12.11
s7075a_f10zigzag--uiuc.dat 60300 42.1708 1.338 9.33
spica--uiuc.dat 99600 42.0067 1.437 15.4
sd7032d--uiuc.dat 60300 41.958 1.355 11.54
s7055--uiuc.dat 60650 41.5541 1.237 11.91
sd7032d_zigzag--uiuc.dat 99943 40.1163 1.257 12.34
s2091a--uiuc.dat 60800 39.338 1.265 11.37
sd7037c--uiuc.dat 60300 39.102 1.252 11.03
naca6409--uiuc.dat 61400 38.2583 1.274 10.36
s7055_gf--uiuc.dat 60200 37.7381 1.329 12.41
sd7037b--uiuc.dat 60500 36.5476 1.221 11.13
s4083a--uiuc.dat 60000 36.1834 1.293 11.7
s4233_tw--uiuc.dat 60200 35.3582 1.284 12.36
bw3_zigzag--uiuc.dat 99700 35.1481 1.293 10.29
sd7032c_f3--uiuc.dat 60100 33.3228 1.26 11.35
clarkyb---uiuc.dat 60000 32.9296 1.221 12.8
e423--uiuc.dat 99700 31.4392 1.267 10.7
e1233-.dat 60000 6.9191 2 17
NACA0001-.dat 60000 3.27971 2 9
[/code:1:61ce15f64f]
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