p Quando um pássaro pousa em vôo, ele executa uma rápida manobra de pitch-up durante o processo de empoleiramento para evitar ultrapassar o galho ou o fio do telefone. Na aerodinâmica, essa ação produz um fenômeno complexo conhecido como paralisação dinâmica. Embora muitas aeronaves de asa fixa possam resistir a manobras de arremesso rápidas semelhantes, um veículo sujeito a este processo dinâmico de estol não é confiávelmente controlável. Motivado pela falta de compreensão detalhada, Pesquisadores da Universidade de Illinois mergulharam profundamente na física do estol dinâmico para que ele possa ser usado de forma benéfica e confiável por aeronaves. p "Existem estruturas de fluxo de turbulência complexas em jogo. Sabemos que um grande vórtice se forma na borda de ataque da asa e leva a aumentos muito grandes na sustentação, bem como aumentos no arrasto. Depois que o vórtice de estol dinâmico deixa a vizinhança da asa , há uma queda muito acentuada na sustentação, bem como aumentos no arrasto e ficamos com um campo de fluxo muito difícil de controlar, "disse Phillip Ansell, professor assistente do Departamento de Engenharia Aeroespacial da Faculdade de Engenharia da Universidade de I.

p Ansell disse que o problema foi estudado em baixas velocidades, também conhecido como números de Reynolds baixos. Os números de Reynolds referem-se à relação entre a velocidade com que a asa está indo, o tamanho da asa, e a viscosidade do fluxo de ar ao seu redor. Neste estudo, ele e seu aluno de graduação Rohit Gupta observaram velocidades mais altas, ainda subsônico, mas uma ordem de magnitude maior do que a velocidade do vôo das aves ou dos insetos. Em velocidades mais altas, o processo se torna significativamente desorganizado e difícil de entender.

p Um componente do estudo envolveu experimentos em túnel de vento usando um aerofólio, que é uma seção transversal da asa. A forma do aerofólio foi esticada de parede a parede através do túnel de vento.

p "O motor é usado no teste do túnel de vento para produzir um movimento vertical muito rápido do aerofólio. Medimos a pressão com transdutores de alta frequência em toda a superfície. A partir disso, caracterizamos alguns dos detalhes muito sutis das oscilações de pressão que acontecer durante este processo altamente instável, "Ansell disse." Também usamos um laser de alta velocidade e sistema de câmera para medir a velocidade do fluxo para obter o mapa completo de medições em toda a superfície e como o fluxo evolui ao longo do tempo. "

p Ansell disse que um dos pontos focais deste estudo foi entender a flutuação turbulenta no fluxo de ar, a frequência dessa flutuação, e a escala espacial e o tamanho dessas flutuações.

p "Observamos que as estruturas de vórtice de estol dinâmico que vemos em baixas velocidades, não vemos da mesma forma em altas velocidades. Em vez disso, no vórtice em velocidades mais altas, existem estruturas de fluxo minúsculas. O vórtice é salpicado com características de menor escala no fluxo. Portanto, este vórtice clássico não está se comportando como uma estrutura gigante. Na verdade, é composto de pequenos vórtices instantâneos de pequena escala agindo coletivamente para se comportar como uma escala maior. Essa é uma parte da física que ainda estamos tentando compreender. "

p De acordo com Ansell, o objetivo é testar números de Reynolds de até um milhão para saber em que ponto as feições de vórtices em grande escala começam a se comportar nos minúsculos vórtices múltiplos. Para comparação, um 737 opera com cerca de 20 milhões.

p Ao compreender a física do que está acontecendo no fluxo, Ansell disse que eles podem procurar maneiras de interagir e controlar isso a fim de obter características desejáveis ​​em uma escala maior e usá-las de forma benéfica.

p Uma aplicação pode ser pousar uma aeronave em uma pista de pouso mais curta.

p "Eu preciso saber quando esse vórtice vai se formar e obter esse aumento de sustentação e, em seguida, fazer com que de alguma forma persista na superfície para me dar uma maior capacidade de sustentação para, dizer, pousar em um porta-aviões. Em outros casos, posso querer evitar que o vórtice se forme, e há maneiras de usar a atuação para interagir com o fluxo e evitar a emergência de vórtice e o processo dinâmico de parada aconteça, "Ansell disse.

p O estudo, "Unsteady Flow Physics of Airfoil Dynamic Stall, "foi escrito por Rohit Gupta e Phillip Ansell. Aparece no Jornal AIAA .