TEORIA DO VÔO - 2 Aeromodelos... · geradas pelas superfícies de controle e pelas atitudes de vôo…

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  • TEORIA DO VO Por: Paulo Guilherme Diniz Salvado

  • "Tudo o que sobe tem que descer" diz o ditado popular, s que algumas coisas descem

    depressa e outras demoram mais. Se jogarmos uma pedra para o alto, ela cai bem rpido;

    mas se jogarmos uma folha de papel, ela demora a cair. Por que?

    Bem, a diferena est no comportamento aerodinmico. A Fora da gravidade inevitvel e

    atrai tudo para o centro da terra com a mesma fora. Mas, tanto a pedra como a folha de

    papel, ao carem, tm de atravessar uma camada gasosa, o ar da atmosfera.

    A pedra, mais densa, atravessa com facilidade o ar e cai ao cho com velocidade; j a folha

    de papel, bem mais leve e pouco densa, desenvolve uma trajetria em ziguezague at o

    cho, como se deslizasse suavemente sobre o ar.

    Se no houvesse atmosfera, ambas cairiam na mesma velocidade, independentemente dos

    seus pesos. Elas seriam aceleradas em 9,8 m/s2 (metros por segundo ao quadrado), que a

    acelerao da gravidade no equador terrestre. Est nos livros de fsica.

    "Se tudo o que sobe tem de descer", por que uma aeronave fica voando sem cair?

    Na verdade ela cai sim; s desligarmos o motor dela e, sem a trao do motor para

    impulsion-la, ela passa a depender da fora da gravidade para movimentar-se. Ento, ela

    desliza pelo ar, apoiada em suas asas at cair, ou melhor, at pousar, que a melhor palavra

    para expressar a volta de uma aeronave ao cho.

    exatamente isso que faz um planador. Ele depende de uma energia motriz, que pode ser

    um avio-reboque ou um guincho, para levantar vo e depois utiliza uma combinao entre

    as foras da gravidade (que atua sobre a massa do planador) e da sustentao para voar

    planando.

  • O avio depende da trao de seu motor para movimentar-se atravs da atmosfera; mas isso

    basta para mant-lo no ar? Claro que no! As asas desempenham um papel fundamental

    nesse contexto! Elas, ao cortarem o ar, produzem a sustentao que ope-se a massa (peso)

    da aeronave gerando uma fora de baixo para cima.

    Isso acontece porque todas elas so dotadas de um perfil (tambm chamado de aeroflio)

    que faz com que as camadas de ar que passam por cima da asa deslizem com maior

    velocidade do que aquelas que passam por baixo. Essa maior velocidade faz com quer o ar

    fique mais rarefeito formando um "vcuo parcial". Repare na ilustrao que o ar percorre

    um caminho maior e, por isso, tem de "correr" mais para que as molculas se juntem

    novamente, como estavam antes, no bordo-de-fuga da asa.

    Essa "corrida" causa a rarefao que faz com que o ar com maior presso embaixo da asa

    empurre-a para cima gerando a sustentao. Faa uma experincia segurando uma folha de cartolina entre os dedos e soprando sobre a parte de cima dela. Voc ver que ela

    se eleva devido maior velocidade do ar que passa sobre ela devido ao sopro.

    Vimos ento que a sustentao ope-se massa da aeronave ("massa" a maneira correta de

    se referir ao "peso"). Mas h uma fora que ope-se tambm trao.

    Se no houvesse essa fora opositora, poderamos fazer voar um Boeing 747 com um motor

    de "Paulistinha"!

    Essa fora o arrasto, que resultado da resistncia que o ar oferece passagem de

    qualquer corpo que tente atravess-lo; e ela no pequena no! Ela freia tudo o que tenta

    passar atravs da atmosfera e por isso que os velozes e modernos avies civis e militares

    utilizam motores com milhares de cavalos de potncia e procuram voar em cruzeiro o mais

    alto possvel onde o ar mais rarefeito e, conseqentemente, oferece um arrasto menor.

  • Vamos recapitular simulando o vo de uma aeronave a partir do solo.

    Quando o avio est parado no cho no h sustentao para opor-se sua massa e tambm

    no h trao (o motor est desligado).

    Nessa condio, o atrito das rodas da aeronave predominante (enquanto a aeronave estiver

    em contato com o cho a resistncia do atrito com o solo dever ser considerada em vez do

    arrasto).

    O motor ligado e a trao vai aumentando, proporo que acelerado, at superar a fora do atrito com o solo e a aeronave comea a ganhar velocidade sobre a pista.

    Suas asas movimentam-se cada vez mais rpido e comeam a gerar sustentao.

    Mais velocidade, mais sustentao at que sua fora seja maior do que a massa do avio.

    A fora da gravidade vencida e a aeronave deixa o solo e passa a voar.

    A, no h mais atrito com o solo e a trao passa a duelar como arrasto.

  • Quando a aeronave est nivelada, em vo de cruzeiro, as foras oponentes esto

    equilibradas, isto , a trao igual ao arrasto e a sustentao igual massa. Para retomar

    ao cho (ou pousar), o motor reduzido em potncia, o que diminui a velocidade e,

    conseqentemente, a sustentao.

    lgico que as coisas, na verdade, no so assim to simples. Existem outras foras

    geradas pelas superfcies de controle e pelas atitudes de vo da aeronave mas, de uma

    forma bem sucinta, esse o princpio bsico da teoria do vo.

    Vamos ento nos aprofundar um pouco mais nesta teoria.

    Quando as asas de um avio so impulsionadas atravs do ar pela fora do motor ou da sua

    prpria massa (que ocaso dos planadores), o perfil da sua asa produz uma fora

    considervel de sustentao devido ao vcuo parcial causado pela rarefao do ar em seu

    extradorso (parte superior). Esse efeito acontece mesmo no caso dos perfis simtricos cujos

    abaulamentos (camber) so iguais tanto no extradorso como no intra-dorso (parte inferior).

    At uma asa de um pequeno aeromodelo planador, feita com uma chapa de madeira balsa

    sem qualquer curvatura, gera uma razovel sustentao se for impulsionada a uma

    velocidade correta atravs do ar.

    Asas de todos os tipos, espessas ou finas, curtas ou de grande envergadura, com cordas

    (larguras) grandes ou pequenas, geraro sustentao se houver potncia suficiente para

    faz-las atravessar o ar na devida velocidade. J dizia um engenheiro da Embraer, tambm

    aeromodelista: "Com um bom motor e o ngulo de ataque certo, qualquer coisa voa!".

  • Maior a superfcie alar, ou seja, a rea da asa, maior ser o arrasto causado por elas e,

    portanto, maior ter de ser a potncia do motor para fazer com que elas atravessem o ar.

    Um avio com asas muito grandes e pouca potncia no motor ter dificuldades em levantar

    vo.

    Outro exemplo, este no extremo oposto do confronto entre a superfcie alar versus a

    potncia do motor (ou trao) est nas longas e afiladas as dos planadores ou aeromodelos

    de vo-livre.

    Asas com grande envergadura e uma pequena corda minimiza o arrasto.

    O ngulo com que a asa penetra no ar chamado ngulo de ataque.

    Esse ngulo pode ser modificado pela simples mudana do ngulo do estabilizador em

    relao ao ngulo das asas (essa relao chamada de decalagem).

    Modelos de vo-livre tm seus ngulos de ataque devidamente ajustados atravs de vrias

    tentativas de regulagem.

    J os de vo circular controlado (VCC) e o radio-controlados podem alterar a decalagem

    simplesmente movendo os respectivos profundores para levantar os narizes o suficiente

    para obter a quantidade de sustentao necessria.

    O ngulo de ataque um elemento muito importante para fazer voar uma aeronave, seja ela

    um avio de verdade ou um aeromodelo.

  • Um garoto que procura regular o cabresto da sua pipa est na verdade regulando o ngulo

    de ataque do seu brinquedo para obter o mximo de sustentao com o vento disponvel.

    Uma pipa nada mais que uma aeronave que fica parada aproveitando o sopro do vento,

    que gera sustentao ao passar por ela.

    Se no houver vento no h como empinar a pipa a no ser correndo com ela para servir de

    "motor"!

  • A AERODINMICA DOS

    AEROMODELOS

    Por: Paulo Salvado

  • Um elemento aerodinmico indispensvel para que qualquer aeronave (o aeromodelo uma

    aeronave) mantenha seu vo de forma estvel e controlada, a estabilidade inerente e suas

    caractersticas. Os aeromodelos VCC (de vo circular controlado ou "U-control") so talvez

    as nicas aeronaves que no seguem todas essas regras porque bvio que um aparelho que

    voa preso a cabos de controle tem um comportamento completamente diferente daqueles de

    vo-livre ou radio-controlados. Mas alguns itens so comuns a todas as aeronaves (e

    aeromodelos).

    Qualquer aeromodelo cujos movimentos atravs do ar no est limitado por cabos de

    controle, estar livre para subir ou descer, girar de um lado para outro e mudar de direo

    para a esquerda ou direita; combinando e variando a intensidade destes trs movimentos

    para realizar um nmero infinito de manobras. Uma aeronave realiza seus movimentos em

    torno de trs diferentes eixos.

    O primeiro o eixo vertical em torno do qual a aeronave gira para mudar a direo do vo.

    Este eixo direcional atravessa o avio perpendicularmente, passando atravs de um ponto

    imaginrio chamado centro de gravidade ou, simplesmente, CG. Para estabilizar o aparelho

    em torno do seu eixo direcional empregada uma superfcie na cauda, tambm vertical, que

    conhecemos por deriva. Instalando-se um leme mvel nessa deriva, ser possvel comandar

    a guinada da aeronave, ou seja, poderemos mudar a direo de vo no plano horizontal para

    a esquerda ou direita.

  • Um modelo de vo-liv