Desempenho aerodinâmico de perfis modificados com biomimética

Abstract

A natureza nos presenteia com soluções evolutivas notáveis, que engenheiros se esforçam para emular. Essa abordagem de desenvolvimento de projetos é conhecida como biomimética. Neste estudo preliminar, examinamos o impacto da aplicação de princípios naturais ao projeto de aeronaves, especificamente investigando a introdução de protuberâncias semelhantes a tubérculos no bordo de ataque das asas para aprimorar sua eficiência aerodinâmica. Nosso enfoque recaiu sobre dois perfis de asa: o simétrico e o supercrítico. Através de simulações computacionais, desenvolvemos quatro diferentes geometrias de aerofólios, cada uma delas incluindo modelos de referência e versões modificadas com os tubérculos propostos. Esses tubérculos, com uma amplitude de 0,03 vezes a corda da asa e um comprimento de onda de 0,11 vezes a corda da asa, foram avaliados em uma variedade de ângulos de ataque. Nossos resultados revelaram um pequeno decréscimo no coeficiente de sustentação (CL) e uma redução significativa no coeficiente de arrasto (CD) ao incorporar os tubérculos. Além disso, observou-se uma considerável melhoria na relação sustentação/ arrasto (L/D), indicando uma substancial elevação na eficiência aerodinâmica. Um benefício adicional observado foi a suavização das transições em condições de estol, o que sugere uma maior estabilidade em situações de baixa velocidade. Em conclusão, a adoção desses tubérculos inspirados na natureza pode ter um impacto positivo no desempenho das asas, alinhando-se com os princípios da biomimética no contexto da otimização aeroespacial.