Calculadora de coeficiente de sustentação

O coeficiente de sustentação é uma medida adimensional da eficácia com que um corpo produz sustentação aerodinâmica ou hidrodinâmica. Ele relaciona a força de sustentação à densidade do fluido, à velocidade e a uma área de referência escolhida, permitindo comparar o desempenho de aeronaves de diferentes tamanhos e em diferentes condições de operação. A equação de definição é CL = 2L / (rho × V² × S), em que L é a sustentação, rho é a densidade do fluido, V é a velocidade relativa ao fluido e S é a área de referência. A pressão dinâmica equivale à metade da densidade multiplicada pelo quadrado da velocidade. Assim, a sustentação pode ser escrita como pressão dinâmica vezes área vezes coeficiente de sustentação. Essa forma evidencia a forte influência da velocidade: dobrá-la quadruplica a pressão dinâmica e, com área e coeficiente constantes, também quadruplica a sustentação. A calculadora mostra a pressão dinâmica ao lado do coeficiente para tornar essa relação visível. No SI, a sustentação é medida em newtons, a densidade em quilogramas por metro cúbico, a velocidade em metros por segundo, a área em metros quadrados e a pressão dinâmica em pascals. Em um avião convencional, a área de referência costuma ser a área em planta da asa. Outros campos usam convenções diferentes: aeronaves de asas rotativas podem usar a área do disco do rotor, enquanto estudos automotivos podem usar a área frontal ou em planta, conforme o coeficiente informado. Um coeficiente só tem significado quando sua área de referência e suas condições são conhecidas. A densidade do ar também varia com altitude, temperatura, umidade e pressão. A densidade padrão ao nível do mar costuma ser aproximada por 1.225 quilogramas por metro cúbico, mas condições atmosféricas medidas fornecem um resultado melhor. O coeficiente de sustentação depende do ângulo de ataque, do perfil aerodinâmico, dos números de Reynolds e Mach, do estado da superfície e da posição das superfícies de controle. Em escoamento subsônico aderido, ele costuma aumentar quase linearmente com o ângulo de ataque até a asa se aproximar do estol. Acima do ângulo crítico, a separação do escoamento geralmente reduz o coeficiente, mesmo que o ângulo aumente. A compressibilidade ganha importância em números de Mach mais altos, por isso as comparações devem usar condições de voo pertinentes. Esta calculadora reorganiza dados de sustentação medidos ou previstos, em vez de modelar um perfil apenas com base na geometria. Ela pressupõe que a força fornecida seja a componente de sustentação perpendicular ao escoamento livre e que todas as entradas representem o mesmo ponto de operação. Engenheiros podem obter a sustentação em túnel de vento, por dinâmica dos fluidos computacional, células de carga ou balanças de forças. O coeficiente resultante ajuda a validar ensaios, estimar desempenho, comparar configurações e conferir exercícios. A análise real de voo também deve considerar arrasto, momento de arfagem, estabilidade, efeitos tridimensionais da asa e margens de segurança adequadas.