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MANOBRAS – Teoria de Vôo sem fórmulas

Atitude
É o ângulo formado entre o eixo longitudinal do avião (comprimento) e o solo. Pode ser positiva, quando o avião está mais para o vôo normal (uma subida a 45º, por exemplo) ou negativa, quando está mais para o dorso (uma descida a 45º no dorso, após 5/8 de looping, por exemplo).

Ângulo de ataque

É o formado entre o vento relativo e o aerofólio. Não tem relação com a atitude (posição em relação ao horizonte) do avião.

O que é ” Força G”

É simples: 1 G é igual à aceleração da gravidade na terra (9,8 metros por segundo para os curiosos), ou seja se você pesa 70 kg, este peso está representando 1G. Em nosso painel temos o acelerômetro, que registra a força G vertical no avião. Geralmente ele marca de +10 a –5 G. Um G negativo quer dizer que você está voando de dorso, ou invertido. A força que seu cinto de segurança (abdominal e central, se for o caso) está fazendo é igual a 70 kg. E quando estamos na vertical estabilizada (subindo ou descendo), a quantos G estamos submetidos? Fácil novamente. A 0 (zero) G. 
 
É só imaginar: o cinto de segurança está fazendo algum esforço? Não, é claro. E o assento, está “sentindo” seu peso? Também não. Quem está fazendo todo o esforço é o encosto do banco (subindo) ou os pés e o cinto de ombro (descendo). Tudo bem, mas como podemos ter uma força G maior que a gravidade? Ela aumenta ou diminui? Não, ela é constante. Aí entra outro fator, a força centrífuga. Imagine um pequeno peso amarrado a um barbante. 
 
Agora comece a girá-lo como a “funda” que Davi usou contra Golias. Você vai perceber que o esforço sobre o barbante aumenta à medida que aceleramos a rotação. A certa altura ele pode até se romper (não faça isso perto de vidraças; pode sair caro…). Por quê isso? É que todo corpo tende a manter seu movimento constante, ou seja, uma linha reta. Para se opor a isso e fazer uma curva ou arco é necessário aplicar uma força ou aceleração (centrípeta) que pode ser calculada em múltiplos da gravidade terrestre. Imaginemos que você se senta no avião sobre uma balança daquelas de banheiro. 
 
Quando está em vôo reto e horizontal ela vai marcar 70 kg. Se você aplica uma pressão para trás no manche do avião, como que iniciando um looping, a balança pode momentaneamente estar mostrando quatro vezes mais, no caso 280 kg! Não se preocupe, não vai ser necessária uma dieta. Basta aliviar esta pressão no manche que a balança vai voltar a mostrar 70 kg. 
 
O que aconteceu foi que aplicou uma aceleração centrípeta de 3 G que se somou ao 1 G normal. Resultado: +4 G. Com certeza você poderá ler este número no acelerômetro. E é bem mais confortável que a balança no traseiro… o G negativo é a mesma coisa só que atuando na direção oposta ao assento. Por isso os aviões acrobáticos possuem dois conjuntos de cintos. Imagine se um se rompe ou está mal preso. Você poderia ser obrigado a estrear seu pára-quedas novinho! 
 
O avião vai sentir o mesmo que o barbante. Aumente exageradamente a força G e as asas podem se romper. No caso dos aviões acrobáticos você pode usar até o limite de 6 G (positivos) sem preocupação, pois são muito mais resistentes que os aviões normais. Os aviões comerciais são projetados para apenas 2,5 G!

Guinada Adversa

É o que acontece quando aplicamos aileron durante o vôo reto e horizontal normal ou invertido. É simples: Quando iniciamos uma subida a velocidade da aeronave tende a cair; quando descemos, ela tende a aumentar. Quanto a isso não há dúvidas. A mesma coisa acontece se dividirmos os lados de um avião. 
 
A asa que desce tende a acelerar e a que sobe desacelera. Resultado: se aplicarmos aileron para a esquerda (vôo positivo) é necessário que apliquemos pé (leme) esquerdo também para que o nariz não guine para a direita. Ao se atingir a inclinação desejada o aileron pode ser relaxado e o leme também. 
 
No vôo invertido acontece a mesma coisa: Ao se aplicar aileron para a esquerda esta asa se afasta do solo, reduzindo a velocidade. Do outro lado, ao contrário, ela desce em direção ao solo, acelerando. O que acontece? O nariz guina para a esquerda, o que é indesejável. Aplicamos então pedal direito (o oposto à aplicação de aileron). Não se preocupe; no início é esquisito mas depois se torna natural e instintivo.

Torque

É o efeito da rotação da hélice. Como a toda ação corresponde uma reação, o motor ao girar a hélice (no sentido horário em relação ao piloto, por exemplo), sofre uma reação no sentido oposto, ou seja, neste caso o avião tende a rolar para a esquerda. Este efeito é mais sentido em baixas velocidades, quando os efeitos aerodinâmicos são menos intensos. O torque será sempre compensado com movimentos de aileron. As correções feitas com o leme são para compensar outros efeitos.

Efeito de Espiralamento do ar

Isto ocorre devido à rotação da hélice. Quando as pás encontram o ar o empurram para trás e como efeito secundário, provocam uma torção no mesmo, como os fios de um parafuso. Como o estabilizador vertical e o leme se estendem para cima em relação ao eixo longitudinal do avião, então acaba que o ar o atinge mais de um lado que de outro. No caso dos aviões em que a hélice gira no sentido horário em relação ao piloto, o ar atinge o leme da esquerda para a direita, provocando uma guinada para a esquerda. 
 
Acontece que isto é previsto pelos engenheiros durante a construção do avião, então a deriva vertical já vem com uma pequena torção para compensar este efeito em velocidades médias (de cruzeiro, geralmente). Isso pode ser facilmente verificado na inspeção externa, no ponto frontal da mesma, onde se encontra com a fuselagem. Em muitos aviões até o motor é montado um pouco “torto” para a direita. Não se preocupe, seu avião novinho não está “desalinhado”. Este efeito de espiralamento também varia com a velocidade, sendo mais intenso nas baixas que nas altas velocidades. 
 
É como se os fios do parafuso fossem se comprimindo; o ar vai atingindo a deriva em ângulos cada vez maiores conforme a velocidade cai. Como os engenheiros não têm como variar a posição da deriva automaticamente, este trabalho “fino” vai sobrar para você mesmo… Em baixas velocidades (decolagem, por exemplo), leme direito e em altas, leme esquerdo (ainda pensando na hélice girando no sentido horário para o piloto).

Precessão Giroscópica da hélice

Este efeito é bem interessante e muito importante na acrobacia avançada. Os famosos “tumblings”, entre eles o “Lomcevak”, só são possíveis graças a ele. Precessão é um efeito que ocorre em todo giroscópio. Mas giroscópios não são usados somente em instrumentos, como o horizonte artificial e o giro direcional? Negativo. Nós temos um enorme e super efetivo giroscópio em nossas máquinas: A hélice. Toda massa girante é um giroscópio. Quanto maior e mais pesada maior o efeito. 
 
A característica que mais nos interessa neste giroscópio é a precessão, que é o fato de, ao ser “excitada” (no bom sentido, gente) com uma força, reage a 90º no sentido de giro. Ou seja, quando puxamos o manche em um avião em que a hélice gira no sentido horário, “puxamos” a parte de cima do disco da hélice para trás. 
 
Como a reação é a 90º no sentido de giro, então ela reage “puxando” novamente só que na parte da direita do disco (90º depois). Neste caso o nariz guina para a direita. Já quando aplicamos um comando de leme à esquerda, por exemplo, a reação é semelhante, pois a ação de “puxar” o disco na esquerda acaba reagindo “puxando” a parte superior, ou seja, o nariz tende a subir. 
 
E esse efeito pode ser usado a nosso favor em várias manobras: No parafuso chato, por exemplo, que é feito tomando partido da precessão (com o motor a pleno) para que o nariz suba até a posição nivelada. Novamente é mais percebido nas baixas velocidades, quando os efeitos aerodinâmicos são menos intensos.
Para se ter uma idéia na prática, que tal pegar a bicicleta de seu filho , pedir para ele segurar ela pelo quadro com a roda da frente afastada do chão e a girar rapidamente no sentido de ir para frente. Se você inclinar a bicicleta para a esquerda ela vai virar o guidon para a esquerda; para a direita o oposto. Já se você gira a roda para trás e inclina à esquerda, o guidon vai virar a direita e vice-versa. Ou seja, sempre reagindo a 90º na direção do giro. È bem curioso e interessante.

Aerofólios

Aerofólios não são novidade para nenhum piloto, o novo é o aerofólio simétrico. Nestes a curvatura é idêntica dos dois lados da “corda” (linha que se estende do bordo de ataque ao bordo de fuga). 
 
Porque isto se os assimétricos são (quase sempre) mais eficientes? Simples: nosso compromisso é o de voar em todas as atitudes, inclusive no “dorso” (invertido). Nesse caso os aerofólios assimétricos são extremamente ineficientes. Assim, temos que abrir mão de um pouco de eficiência de um lado para ganhar de outro. E os aerofólios modernos, usados nos aviões “ilimitados” são curiosos: têm um bordo de ataque extremamente grosso, o que favorece os grandes ângulos de ataque. 
 
Sua maior espessura está lá na frente, ao contrário da tendência moderna dos chamados “laminares”, em que este ponto está próximo à metade do comprimento da corda. Novamente para favorecer as baixas velocidades e propiciar estóis mais “limpos”. Neles a camada limite teima em não descolar, mas quando isso acontece é de uma vez só, sem muito aviso ou hesitação.

Ângulo de estol

Sim estamos falando em ângulo, e não em velocidade de estol. Para um piloto normal a definição de velocidade de estol é suficiente, pois raramente vai estar em situação muito diferente de 1G. Acontece que a velocidade de estol publicada nos manuais se refere à encontrada em vôo reto e horizontal. Na verdade podemos encontrar o estol em qualquer velocidade, abaixo ou acima da publicada no manual. 
 
O que não varia significativamente é o ângulo em que ele acontece. Vamos imaginar que estamos voando reto e horizontal e bruscamente aplicamos pressão para trás no manche. O angulo de ataque aumenta tão rapidamente que é impossível que o conseqüente aumento de sustentação chegue a provocar um movimento de ascensão que iria diminuir o angulo de ataque. Neste caso a camada limite de ar se descola do aerofólio provocando o estol. 
 
E nosso avião estava em velocidade de cruzeiro! É lógico que as cargas G serão bem altas, e somente aviões de acrobacia (alguns!) podem suportar este abuso. Outra situação interessante pode acontecer no “hammerhead”, que os ingleses chamam de “stall turn” ou “curva de estol”. Vamos ver se você concorda. Nesta manobra o avião é levado em uma linha vertical até parar (ou quase), quando então se aplica comando total de leme e ele guina 180º, retornando então numa vertical descendente. 
 
Em que momento ocorreu o estol? Aposto que você errou! Em momento nenhum, pois o ângulo de ataque esteve sempre em zero. Inclusive haveria outra questão: se ele “estolou”, para que lado caiu: para baixo (fundo do avião) ou para cima (cockpit do avião). Pois o estol só reage em um destes dois sentidos do eixo vertical. Não existe estol para frente ou para trás. Pois é, os ingleses estavam errados (eles admitem!), mas o nome “ficou” mesmo assim. E num looping? 
 
A maior apreensão dos iniciantes nessa manobra é quanto a estolar no topo da manobra. É claro que isso é possível, mas não é tão provável assim. Quando estamos no topo da manobra, muitas vezes a velocidade realmente é inferior à de 1 G, mas estamos sujeitos a esta carga? A resposta é não. Geralmente estamos como que “flutuando” em 0 G e com ângulo de ataque próximo a zero. Neste caso a velocidade de estol é também próxima deste dígito. 
 
Agora vamos imaginar outra situação: estamos no topo do looping e resolvemos sair voando invertido dali mesmo. Somos obrigados a levar o manche a frente e colocarmos um grande ângulo de ataque. Aí sim, estaremos expostos a 1 G negativo e o ângulo de ataque provavelmente excederá o de estol. Nesse caso se prepare que a coisa vai ficar divertida! É melhor você já ter experiência em estóis e parafusos invertidos.

FONTE: Acro Brasil

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