XFLR5

Re: XFLR5

Mensagempor Carlos Bastos » 04 mar 2009, 23:47

:D :D :D simplesmente brilhante, King_Pin :!: :!: Essa distribuição da sustentação está mesmo elíptica :!: Como conseguiu :?: A minha intenção era que o novo desenho da asa fosse trapezoidal, com um os dois troços de modo a fazer uma aproximação a uma planta elíptica. Ou, o que é mais vulgar em aviação, dar um "Wash out" (quieta Cuta! não me mordas! bem sabes que tens a fpam para isso!) ou, na nossa língua, uma torsão geométrica negativa para, diminuindo o ângulo de ataque, levar a sustentação a zero na ponta da asa ou até a valores negativos. Complicado, mas com o XFLR5 podemos lá ir, no desenho da asa, com um "tilt" de ataque negativo.
De qualquer modo, gostava de conhecer esse perfil secreto :mrgreen:
Lamento ter de reduzido os meus "posts" sobre o XFLR5 mas, por razão de outras ocupações prioritárias, por um lado, e dificuldades na exportação de desenhos, nomeadamente da planta da asa, por outro, atenuei a publicação dos "posts".
Mas espero continuar, para encanto e aplicação de todos os Aeromodelistas que gostam destas coisas de aerodinâmica, mecânica de voo, etc.
Para já, um pedido de desculpas pelo "delay"(quieta gaja! Cuca! Caraças! Não chateia! Se queres chatear vai à Assembleia da fpam no próximo dia 14!)..Isto do inglês técnico....
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Re: XFLR5

Mensagempor Shark » 05 mar 2009, 02:22

Só para dizer que tambem alinhava na tal palestra do King =P. Apesar de já ter um bocado ideia da coisa inda me falta muito e saber não ocupa lugar :D.

Então essa palestra é para quando?

PS: Se quiseres ajuda para organizar a coisa avisa King :P.
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Re: XFLR5

Mensagempor _King_Pin_ » 05 mar 2009, 02:23

A asa é dividida em 5 partes. Mas de facto basta uns truques numa asa normal para tornar uma forma simples mais eficiente sem andar com este extremismo que só é bom para passar para trajectorias de corte numa cnc e fazer um molde de tal asa :lol:

Quanto ao perfil, um mh43 com 7.5% de espessura e 1.74 de camber dá polares praticamente iguais às do "secreto".

Quanto aos restantes "moços", desde que sejam "aulas" bastante informais que não me obriguem a roçar muito os limites do meu conhecimento (ou por outras palavras, desde que não sejam aulas para por à prova a grandeza da minha ignorância :lol: :lol: :lol: :lol: ), é na boa. :D

De qualquer modo, fiz um novo printscreen em que passei os coeficientes de sustentação e atrito para Sustentação e atrito com unidades, N (Newton). Para de uma unidade mais simpática como o Kg (ou mais tecnicamente Kgf, quilograma-força... pormenores para complicar) para N, é multiplicar por 9.81, ou mais simplesmente 10. Portanto 1Kg=10N. Esta introdução para o caso de alguém não estar familiarizado com esta unidade que é a apresentada nos gráficos.
E desta vez meti o formato em -gif em vez de jpeg que tem a mania de destruir as linhas...
untitled (Medium).GIF


Vou pegar nestas asas num caso "prático" de uma corrida de aviões. Temos duas situações principais durante uma corrida, rectas em que queremos o menor atrito possível e curvas em que queremos a maior sustentação possível para a menor quantidade de atrito possível (queremos fazer a curva o mais apertada possivel a perder o minimo de velocidade possivel). Ter as duas coisas ao mesmo tempo costuma ser complicado :D

Ok, temos aí várias asas todas com a mesma área, como já tinha referido, mas com diferentes alongamentos (portanto, diferentes combinações de corda e envergadura a darem a mesma área) e temos adicionalmente duas asas com alongamentos repetidos mas com perfis diferentes (RG15), vamos deixar estas duas para segundas análises para comparar com as primeiras.
Agora, mais umas considerações, todos os aviões pesam 1Kg e são iguais em tudo excepto nestas asas, as tretas do costume para podermos comparar maçãs com maçãs.

Vamos começar pelas rectas, quanta sustentação precisamos que as asas desenvolvam? Numa recta pura com asas niveladas, precisamos de sustentação igual ao peso do avião, em condições práticas até pode ser menos ou mais dado que raramente se voa em perfeita linha recta (ou melhor, nunca se voa). Massa dos modelos 1Kg = 10 N. Vamos ao gráfico superior direito, Lift (sustentação) e vamos ver para que ângulo de ataque cada uma das asas desenvolve essa sustentação, 10N, todas elas desenvolvem 10N algures em -1º de ângulo de ataque, ou seja, o avião voa de nariz para baixo! ou então montamos a asa na fuselagem com uma incidência negativa para termos isto em conta, que é o que os modelos de competição têm. Agora vamos ao gráfico de Drag (atrito/"arrasto"), e para -1º e zonas próximas vamos comparar o atrito de cada uma das asas. A asa com alongamento 4 (mais curta e com maior corda) tem o menor atrito para este ângulo de ataque, cerca de 1N (umas 100gr de atrito, a 40m/s, 144Km/h) e a asa com alongamento 10 tem cerca de 1.5N. Portanto a asa curta é melhor para as rectas! Mas por pouca diferença.
Pegando já agora nas asas com RG15, nota-se que este perfil tem sempre maior atrito para estas condições, portanto, um modelo para mostrar aos amigos em como é muita rápido, é preferível que não use o RG15 :D

Vamos agora às curvas:
Vamos considerar que os nossos belos aviões vão realizar uma suave curva com 10G (se não me enganei nas contas, uma curva com ~16m de raio, de facto suave em corridas). 10G significa que as asas têm de desenvolver uma sustentação 10 vezes superior ao peso dos aviões (e aqui dá para ver que menor peso dá jeito nas curvas nestes aviões), portanto as asas têm de desenvolver 100N de sustentação. Vamos novamente ao gráfico ver para que ângulo de ataque cada asa cria essa sustentação (ignorar mais uma vez as asas com RG15), agora já notamos boas diferenças, 5º para a linha vermelha, alongamento 10 e mais de 7º para a linha a amarelo, alongamento 4. Vamos novamente ao gráfico do atrito, para os 5º a linha vermelha está nos 3N e para 7º acima de 5N. A asa de maior alongamento é bem melhor! Se tivermos em conta que numa corrida temos curvas com mais G's (acima de 20, em F5D puro, uns 40G!) e se notarem que à medida que avançamos no ângulo de ataque o atrito dispara de forma exponencial, mais importante se torna a asa de maior alongamento. Os aviões de corridas F5D ou F3D (não o Q50) têm grandes alongamentos (12) nas asas por isto mesmo.
Vamos agora pegar no RG15 novamente e só para o alongamento 10 que é mais fácil de ler, linha azul. Desenvolve 100N aos 4º de ângulo de ataque. Vamos ao gráfico de atrito e vemos que produz 3N de atrito, o mesmo que o perfil secreto na mesma curva! Para este caso concreto, ambos os perfis fazem trabalhos semelhantes mas a ângulos de ataque diferentes. Isto deve-se ao facto de o perfil "secreto" ter menos camber e ser mais fino que o RG14! A sustentação é proporcional à curvatura e à espessura de um perfil.

E agora, depois de andarem a passear de um gráfico para outro até ficarem de olhos em bico e pensarem que isto é uma trabalheira dos diabos. Pensem assim, o que estiveram a comparar foi uma relação entre Sustentação e Atrito para múltiplos ângulos de ataque! E se pegarmos nos dois, dividirmos a sustentação pelo atrito, e os colocarmos num gráfico em função do ângulo de ataque? Quanto mais alta a curva maior "quantidade" de sustentação relativamente a "quantidade" de atrito. Portanto para as curvas, mais vale analisar directamente este gráfico, e já agora dar uma piscadela ao do outro canto também, que se trata do coeficiente de performance.
Assim vemos logo de estalo que as asas com maior alongamento são de longe melhores. E que o RG-14 é um perfil que de facto é mais eficiente a mais baixos ângulos de ataque. Mas dado que as curvas em corridas são feitas muita vez a ângulos de ataque após esta zona de maior eficiência, o perfil secreto é mais cheio em todo esse regime mais tardio. (eu daqui para a frente entusiasmei-me e continuei a escrever, mas o que vem a seguir, embora interessante, penso que é mais pesado, o que interessava reter mais era os conceitos acima. Com unidades palpáveis, acho que foi mais fácil olhar com outros olhos para essa mar pela primeira vez, espero eu.)
(continuando a escrita e o pensamento)
E ainda há aquela agravante de o RG-15 ter uma queda abrupta no gráfico. Estranho não? Porque será?
Isso pode significar que ocorreu uma separação do escoamento de ar no extradorso que provoca várias coisas más. 1ª maior atrito. 2ª estas bolhas costumam causar alterações no coeficiente de momento, em caso extremo para valores positivos ou de outra forma, o centro de pressões desloca-se rapidamente para mais próximo do bordo de ataque. O que quer isto dizer em termos práticos? A asa pode de um momento para o outro "fazer força" para subir mais o nariz ou pelo menos deixar de fazer tanta força para o baixar, que vai dar ao mesmo. O modelo aumenta assim, sem nossa intenção, mais o ângulo de ataque e entra em perda de uma forma abrupta!! Se forem rever os primeiros capitulos do carlos bastos, e realizarem uma análise ao perfil RG-15 para um nº de Re de 370000 que é o valor em que se encontra a asa com alongamento 10, podem ver que de facto há uma alteração abrupta no coeficiente de momento a partir dos 5º a tender na direcção positiva, ângulo em cheio coincidente com a queda no gráfico! Quem nunca viu deste tipo de perdas a ocorrer? Muita vez com planadores pesados em curvas apertadas e lentas? Estilo vir para aterrar? Vasco, para o caso de estares a ler, o Bandit usa RG14, é um perfil da mesma familia, mas por acaso até deve ser mais dócil por ter menos curvatura (é a curvatura do extradorso e a sua geometria que provoca estas bolhas de separação). Mas cheira-me que foi este tipo de perda que descreveste que te ocorreu no Bandit. :?:

Deixa cá fazer figas para que a explicação tenha funcionado. Estive 1h30min para escrever isto! Numa conversa de café com o portátil à frente tinha explicado isto tudo de forma interactiva e em menos de metade do tempo! :shock: )
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Re: XFLR5

Mensagempor ztxnew » 05 mar 2009, 10:13

Pois eu cá como gosto muito de física, entendi os conceitos relacionados com a relação atrito/sustentação e os respectivos ângulos de ataque, assim como a necessidade de jogar com ambas as grandezas de forma a obter um compromisso ideal, ou quase, para corridas.
Mas isso não invalida o que foi anteriormente pedido pelo João. Era bem interessante fazer-mos uma pequena "formação" no auditório do PUSIA, para firmar melhor os conceitos e até melhorar a visão do "mar" para os menos Engenheiros :lol: (corres é o risco de ter a sala cheia e apanhares um susto) :lol:
Abraço e obrigado pela explicação.
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Re: XFLR5

Mensagempor Nelsongas » 05 mar 2009, 12:17

ztxnew Escreveu: para firmar melhor os conceitos e até melhorar a visão do "mar" para os menos Engenheiros


O que é o "mar"??? :shock: Desconheço!! Só sei o que é um saco de cimento!! :lol:

King: Tens mais um aluno. Se necessitares de ajuda estou ao teu dispor. Para quando é a aula??
:P
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Re: XFLR5

Mensagempor vsantos » 05 mar 2009, 13:04

Ola Kink
Bom trabalho sim senhor
Pois deve ter sido isso sim. :roll:
Só sei que, na viragem do pilar foi como se tivesse ficado sem "comandos" :cry:
O que me valeu, foi a altura ao solo a que ele se encontrava e permitiu ainda salvá-lo embora com umas arranhadelas junto ao spiner devido á aterragem forçada :evil:
Depois disso deixei de "avarias" :mrgreen:
Motor a fundo e mais nada ;)
Falta-em testar uma APC9x9E, dar um "cheirinho" menos de batimentos e vamos la ver se o tempo melhora para o experimentar.
Obrigado
Força com isso
Cumps
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Re: XFLR5

Mensagempor Chispas » 05 mar 2009, 14:09

Boas.

King_Pin, conta com mais um :D
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Re: XFLR5

Mensagempor ztxnew » 05 mar 2009, 15:31

Já viste!
Trata lá disso antes que venha alguma lei para pagamento de propinas.
Estamos OFICIALMENTE á espera do ínicio da(s) aula(s).

Alunos até agora inscritos:
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Moraes
Shark
Nelsongas
Chispas

Abraço,
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Re: XFLR5

Mensagempor Chispas » 05 mar 2009, 16:20

A propósito de propinas :P

Proponho que entre todos paguemos o almoço, ou caso seja o jantar, ao King_Pin :D
Até pago a sobremesa desde que não peças um digestivo :mrgreen:
Assim até temos uma desculpa para prolongar a aula :P ou começá-la mais cedo :mrgreen:
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Re: XFLR5

Mensagempor Carlos Bastos » 05 mar 2009, 17:53

:D :D :D Boa King_Pin. Excelente demonstração da utilidade do XFLR5. Fico contente por ver que, finalmente, tão útil programa acabou por suscitar o interesse de alguns Aeromodelistas.
É de continuar. Sem ferir as notáveis considerações que foram obtidas aplicadas a modelos de "Pylon Racing" (a Cuca está a dormir, por isso posso mandar uns anglicismos) devo dizer que nas curvas, o pranchamento é nulo, pois o trem de aterragem geralmente não deixa levantar qualquer das asas.
Nas voltas, e no caso considerado, com um pranchamento próximo dos 90º, o modelo está sujeito a um escoamento circular. É certo que a relação entre o comprimento da corda da asa, 1 ou 2dm, e o raio da volta, 16m, é muito pequena, minorando os efeitos do "circular airflow". Assim, os valores obtidos com o XFLR5 talvez não sejam muito crediveis, não pondo em causa, no entanto, qualitativamente, os resultados obtidos.
A propósito de "Circular Airflow", para quem gosta destas coisas, existe um excelente livro com o mesmo nome escrito pos Frank Zaic. Não tem matemática e o mais engraçado é que foi escrito a bordo de um porta-aviões durante a 2ª guerra mundial.
Ainda sobre este assunto, é possivel que exista alguma transformada ou transformação conforme que se aplique a um perfil de asa perante a linearização de um escoamento circular e assim permita uma análise correcta num programa como o que termos vindo a tratar. Não conheço.
Claro que também quero estar presente na aula que o King vai leccionar. É sempre bom trocarmos impressões e ideias, o que nunca consegui enquanto sócio da Apsia, apesar das minhas insistências.
Tenho de concluir que, afinal, foi útil eu escrever algo sobre os 200metros. O resultado está a ser bom, ainda que vectorizado para o XFLR5. :lol: :lol: :lol:
Bons voos
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