20150720

Forças que atuam em um avião em voo

A mais de um século da invenção do avião muitos ainda se perguntam por que os aviões voam e que forças tornam isto possível. Vamos tentar de uma forma bastante simples descrever o que acontece. Primeiramente, a saber, é que os dois componentes principais deste processo são a sustentação disponibilizada pelas asas e a propulsão proporcionada pelo sistema motor seja ele qual for.

O mais importante a relatar é que o ar é um fluído cujo fluxo pode ser alterado pelas asas. Devido ao design da curvatura das asas em sua parte superior, esta faz com que as moléculas do ar ao acompanhar esta curvatura, tenham um caminho maior a percorrer e por consequencia uma velocidade maior do que as que passam pela sua parte inferior, e é esta diferença de velocidade que provoca uma área de baixa pressão na parte superior da asa, criando então uma força para cima, resultando no que chamamos de sustentação da aeronave.

Já a motorização, outro componente essencial, impele a aeronave para frente pela força das hélices, que tem seu perfil semelhante ao das asas e obedecem ao mesmo princípio físico. Já nos motores a jato, é a combustão que propícia grandes fluxos de gases no sentido contrário ao deslocamento da aeronave, impelindo-a para frente, opondo-se ao atrito do ar.


Vamos então às principais forças que envolvem o processo de voo das aeronaves convencionais:

1 - Guinada: Os aviões têm um leme vertical na cauda, semelhante aos barcos. Quando se vira o leme para a esquerda, o ar empurra a cauda para a direita. Para virar com sucesso é necessário ajustar a guinada e o rolamento simultaneamente.

2 - Atrito: A massa de moléculas do ar cria uma resistência ao avião ao se deslocar, gerando uma força contraria o seu deslocamento. À mediada que o avião acelera encontra mais partículas de ar pela frente e o atrito aumenta, ou seja, quanto maior a velocidade a ser atingida, maior é a potência necessária dos motores.

3 - Sustentação: O ar que corre sobre o topo da asa, devido a sua forma, tem uma distância maior a percorrer, logo, tem de se deslocar mais depressa para acompanhar o ar que passa por baixo, gerando esta força.

4 - Propulsão: O deslocamento do avião é proporcionado por motores a hélices, a jato ou foguetes, gerando uma força contrária ao atrito que se opõe ao movimento da aeronave, possibilitando que as asas gerem a sustentação. Para uma aeronave voar um fator importante a ser considerado é a relação peso-potência.

5 - Rolamento: Para inclinar lateralmente o avião, os ailerons, superfícies articuladas das asas, têm que ser ajustadas. Por exemplo, para inclinar para a direita, é preciso elevar o aileron da asa direita e baixar o da esquerda, o que reduz a sustentação de um lado e aumenta a do outro. A asa da direita desce, e a da esquerda sobe fazendo o avião rolar para a direita.

6 - Arfagem: As asas estabilizadoras da cauda possuem uma parte ajustável, chamadas de lemes de profundidade. Quando inclinados para cima, perdem sustentação deslocando a cauda para baixo. Desta forma o nariz do avião fica inclinado para cima e o avião sobe. Caso contrário ele desce.

7 - Gravidade: Uma força nossa bastante conhecida, que se opõe a força de sustentação gerada pelas asas. Um dos cálculos bastante importantes no projeto de um avião é o da superfície alar, diretamente proporcional ao peso total da aeronave carregada.

Bem é isto ai, não é um tratado de engenharia aeronáutica, mas dá uma ideia para aqueles que tinham alguma curiosidade sobre esta matéria.

Post (110) – Julho de 2015

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