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Dissertação de Mestrado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Bruno Ribeiro Boccato
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2019
Orientador
Banca examinadora
Catalano, Fernando Martini (Presidente)
Carmo, Bruno Souza
Silva, Roberto Gil Annes da
Título em português
Análise aerodinâmica de uma aeronave não convencional com asas de enflechamento negativo, Carnard e intake dorsal
Palavras-chave em português
Canard
Elevado ângulo de ataque
Enflechamento negativo
Resumo em português
Desde o início da história da aviação, a cada novo projeto de aeronave, modificações são realizadas para se obter melhorias nas características aerodinâmicas como, por exemplo, diminuição do arrasto, aumento de sustentação, melhora na manobrabilidade em elevados ângulos de ataque, entre outras. Essas modificações podem ser feitas em diversas partes de uma aeronave como, por exemplo, no perfil aerodinâmico e enflechamento da asa, nas superfícies de controle e até em novas posições da entrada de ar do motor intake. Embora os conceitos de aeronaves com asas de enflechamento negativo, Canard e intake dorsal não sejam novos, ainda não existe uma aeronave que apresente essas três características juntas. Portanto, o presente trabalho teve como objetivo estudar uma aeronave não convencional com essas características. Para isso, testes foram realizados no túnel de vento do Laboratório de Aerodinâmica (LAE), do Departamento de Engenharia Aeronáutica da Escola de Engenharia de São Carlos, da Universidade de São Paulo. Três estudos foram realizados para diferentes ângulos de ataque da aeronave e diferentes ângulos de incidência de três pares de Canard projetados, que foram colocados em duas posições diferentes em relação à asa. No primeiro estudo, as forças aerodinâmicas atuantes na aeronave foram medidas por meio de uma balança aerodinâmica para se obter relações entre seus coeficientes e a eficiência conforme a troca dos pares de Canard. Posteriormente, o estudo do escoamento na entrada do intake dorsal englobou a relação entre a velocidade local no intake, a velocidade do escoamento livre e a recuperação de pressão total no mesmo. Por fim, um mapeamento da vorticidade no campo da asa foi realizado para se analisar a influência do Canard no escoamento raiz da asa. O modelo estudado obteve uma maior eficiência e menor arrasto em elevados ângulos de ataque para ângulos de incidência negativos de Canard. O Canard que se destacou nos dois primeiros estudos foi utilizado no estudo de mapeamento, porém, não apresentou uma influência no escoamento da raiz da asa como desejado.
Título em inglês
Aerodynamic analysis of an aircraft with forward swept wings, Canard and dorsal intake
Palavras-chave em inglês
Canard
Forward swept wing
High angle of attack
Resumo em inglês
Since the beginning of aviation history, in each new aircraft design, modifications are made to obtain improvements in aerodynamic characteristics such as drag reduction, increase of lift, improvement in maneuverability at high angles of attack. These modifications can be made in different parts of an aircraft, such as, aerodynamic profile, on the control surfaces and even in new intake positions. Although the concepts of aircraft with forward swept wing, Canard and dorsal intake are not new, there is still no aircraft that presents these three characteristics together. Therefore, the present work had as objective to study an unconventional aircraft with these characteristics. Wind tunnel tests were carried out in order to analyze the aerodynamic characteristics at the Aerodynamics Laboratory of the Department of Aeronautical Engineering of EESC-USP. Three studies were carried out for different angles of attack of the aircraft and different angles of incidence of three pairs of Canard, which were placed in two different positions in relation to the wing. In the first study, the aerodynamic forces acting on the aircraft were measured by an aerodynamic balance to obtain relations between their coefficients and the efficiency according to the change of the Canard pairs. Subsequently, the study of flow at the entrance of the dorsal intake included the relation between the local velocity at the intake and the velocity of the free flow and the total pressure recovery. Finally, a mapping of vorticity in the wing field was performed to analyze the influence of Canard on the boundary layer at the root of the wing. The model studied obtained higher efficiency and lower drag at high angles of attack at negative Canard angles of incidence. The Canard that stood out in the first two studies was used in the mapping study, however, it did not present an influence on the root of the wing as desired.
 
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Data de Publicação
2019-07-03
 
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