A UTILIZAÇÃO DE ATUADORES FLUÍDICOS EM AVIÕES

Os atuadores fluídicos são dispositivos que utilizam circuitos lógicos de fluidos para produzir velocidade oscilatória ou perturbações de pressão em jatos e camadas de cisalhamento para retardar a separação, aumentar a mistura e suprimir o ruído (ÇENGEL, 2007).

Figura 1 – Avião fazendo o uso de atuadores fluídicos

Estudos vem mostrando os avanços cada vez maiores nesse ramo pois os atuadores fluídicos possuem diversas aplicações, sendo todas elas de fácil manutenção pois eles são resistentes a elevadas ou baixas temperaturas, não sofrem interferência eletromagnética e são de fácil instalação, até mesmo em equipamentos operantes. Por não possuírem partes móveis, conseguem produzir perturbações com frequência, amplitude e fase controláveis. O dispositivo utiliza de efeitos como o de escoamento reverso e de parede para produzir um movimento oscilatório autossustentável.

Figura 2 – FLAP do avião, um tipo de atuador fluídico

Segundo Çengel (2007), os atuadores fluídicos são bastante utilizados no controle de escoamento livre como por exemplo os direcionadores de impulsos fluídicos para a construção de aviões, eles auxiliam a manobrabilidade sem a complexidade de superfícies adicionais próximas ao bocal de exaustão.

No livro Mecânica dos Fluidos: Fundamentos e Aplicações do Çengel (2007), existe a demonstração de uma técnica que ilustra a aplicação dos atuadores fluídicos para o controle de direção de jatos. Na figura 3(a) mostra um jato com atuador fluido na parte superior, mas sem perturbação; na figura 3(b) o atuador opera a 3psig (pressão manométrica medida em psi ou libras por polegadas quadradas). Na figura 3(c), o atuador opera a 9psig. Essa oscilação é identificada utilizando a Velocimetria por Imagem de Partícula (PIV). Essa técnica consiste em partículas sinalizadoras introduzidas no escoamento e iluminadas por uma luz de laser que é usada para congelar o movimento da partícula. E com o auxílio de uma câmera digital essa luz é gravada em dois tempos distintos. Os resultados mostram se pode ou não misturas diferentes elementos fluídicos para melhorar o desempenho do avião.

Figura 3 – Demonstração de atuadores fluídicos

As imagens são obtidas sobrepondo os gráficos vetorial e de contorno. E as cores indicam as velocidades do fluido, as partes brancas indicam o local onde a velocidade é mais alta enquanto que as partes escuras indicam onde a velocidade é baixa.

REFERÊNCIAS

ÇENGEL, Yunus A. Mecânica dos fluidos: Fundamentos e aplicações. Porto Alegre: AMGH Editora LTDA., 2007.