Efeito do sistema propulsivo à hélice nas forças de sustentação e arrasto de uma asa

Abstract

A aeronáutica evoluiu muito nos últimos anos, no entanto sistemas primordiais ainda são amplamente usados e estudados, como os sistemas propulsivos à hélice, com origem por volta de 1800. Nesse sentido, ainda visa-se compreender os fenômenos causados por essa configuração. O presente trabalho realiza uma análise acerca das perturbações do sistema propulsivo a hélice nas forças de sustentação e arrasto de uma asa. Com objetivo de atingir esse estudo, foram realizados diferentes casos por meio de simulações de Fluidodinâmica Computacional considerando as rotações da hélice, sendo essa descrita pela teoria do disco atuador e a razão de adiantamento, e também considerando a nacele como parte do sistema propulsivo. As simulações são comparadas com a realidade experimental do escoamento para verificação se o processo físico simulado e experimental são semelhantes. Os resultados experimentais, por sua vez, foram obtidos por meio de uma pesquisa bibliográfica. As simulações foram realizadas no programa ANSYS Fluent utili zando os modelos SST k – w e também o modelo invíscido, onde foi feito uma verificação de suas convergências e um comparativo entre eles. Em suma, concluiu-se que os resultados não foram satisfatórios devido as variações de convergência das forças de sustentação nas simulações com a presença da hélice. Entretanto nos resultados também foi comparado o aumento dos coeficientes de sustentação devido a presença da hélice dos dados simulados com os experimentais. Dentro dos resultados também foi analisado a topologia do escoamento e a pertubação do sistema propulsivo na topologia. Em síntese os resultados mostram a convergência das simulações, a análise da topologia com a presença do sistema propulsivo e variação dos coeficientes aerodinâmicos.