HIstória da Aviação

A história da aviação remonta a tempos pré-históricos. O desejo de voar está presente na humanidade provavelmente desde o dia em que o homem pré-histórico passou a observar o vôo dos pássaros e de outros animais voadores. Ao longo da história há vários registros de tentativas mal sucedidas de vôos. Alguns até tentaram voar imitando pássaros: usar um par de asas (que não passavam de um esqueleto de madeira e penas, imitando as asas dos pássaros), colocando-os nos braços e balançando-os.
Muitas pessoas acreditavam que voar fosse impossível, e que era um poder além da capacidade humana. Mesmo assim o desejo existia, e várias civilizações contavam histórias de pessoas dotadas de poderes divinos que podiam voar; ou pessoas que foram carregadas ao ar por animais voadores. O exemplo mais bem conhecido é a lenda de Dédalo e Ícaro. Dédalo, aprisionado na ilha de Minos, construiu asas feitas com penas e cera para si próprio e seu filho. Porém Ícaro aproximou-se demais do Sol e a cera das asas derreteu, fazendo ele cair no mar e morrer. A lenda era um aviso sobre as tentativas de alçar aos céus, semelhante à história da Torre de Babel na Bíblia, e exemplifica o desejo milenar do homem de voar.
A história moderna da aviação é complexa. Desenhistas de aeronaves esforçaram-se para melhorar continuamente suas capacidades e características tais como alcance, velocidade, capacidade de carga, facilidade de manobra, dirigibilidade, segurança, autonomia e custos operacionais, entre outros. Aeronaves passaram a ser feitas de materiais cada vez menos densos e mais resistentes. Anteriormente feitas de madeira, atualmente a grande maioria das aeronaves usa materiais compostos - como alumínio e fibras de carbono. Recentemente computadores têm contribuído muito no desenvolvimento de novas aeronaves e componentes.



Acima, podemos ver a imagem de uma máquina voadora projetada por Leonardo Da Vinci.

Controles de Voo (Profundor e Leme)

Profundor:são aerofólios que controlam o movimento doa avião sobre o eixo lateral ou transversal. Este é controlado pelo manche fazendo movimentos para frente e para trás. É ele o responsável por fazer a aeronave subir e descer.

Leme: É o respnsável pelo movimento da aeronave em seu eixo vertical, ou seja, controla a direção do avião. O Leme é acionado pelos pedais da aeronave.

Na prática ele funciona da aseguinte maneira: ao aplicar força nos pedais, por exemplo, no pedal direito, o leme virará também para a direta, como consequÊncia a cauda te´ra um aumento de arrasto pela direita o que a "jogará" para a esquerda e o nariz da aeronave para a direita, fazendo assim com que o avião dê uma guinada para a direita.

Este instrumento é bastante utilizado, entre outros, quando se está fazendo uma aproximação com vento cruzado, por exemplo, para corrigir a atitude da aeronave.



Veja no esquema acima a atuação de todas as superfícies de comando de uma aeronaves (Clique na imagem para ampliar).

Controles de Voo (Ailerons)

Os ailerons são partes móveis dos bordos de fuga das asas dos aviões que servem para controlar o movimento de rolamento da aeronave.

Bordo de fuga é a parte traseira da asa, de formato mais afilado, por onde o ar que percorreu a superfície da mesma escoa. A função do aileron é mover-se, para cima ou para baixo (alternadamente em cada lado da asa) a fim de alterar esse fluxo de ar, respectivamente diminuindo ou aumentando a sustentação naquele lado da aeronave, fazendo-a girar em torno de seu eixo longitudinal (movimento de rolagem).

Ao serem acionados os ailerons, estes atuam de forma inversa de cada lado da asa, ou seja quando se quer girar o avião para a direita, o aileron da asa esquerda baixa e o aileron da asa direita levanta. Com isto a sustentação da asa direita baixa ao variar o ângulo de ataque da asa direita para um ângulo inferior e o contrário acontece na asa esquerda fazendo rodar o avião no eixo longitudinal e no caso para a direita.




Veja na animação acima o funcionamento dos ailerons.

Os Controles de Voo ( Introdução)

Os controles de voo são os responsáveis pelos movimentos que aeronave realiza em seus três eixos (longitudinal, vertical e lateral). É por meio deles que o piloto envia o comando para a aeronave subir descer e virar...

Os controloes de voo são compostos pelo manche, que controla os ailerons e o profundor e pelos pedais que controla o leme.

Nas aeronaves de maior porte e mais modernas estes movimentos são transmitidos por meio de um sistema hidráulico, o que torna mais confortável sua utilização diminuindo a força a ser aplicada pelo piloto sobre os pedais, o que não ocorre nas aeronaves menores, onde tais comandos são transmitidos por meio de cabos de aço.

Stall

Stall (ou estol) significa a perda de sustentação, ou seja a aeronave não consegue se sustentar no ar e tende a cair.
É um termo utilizado na aviação e na aerodinâmica que indica a separação do fluxo de ar do extradorso da asa, resultando em perda total de sustentação. Uma aeronave em situação de estol (stall, estolando) não está voando mas sim caindo. Isto acontece porque o ar descola da asa (deixa de passar por cima do extradorso de forma a gerar uma depressão que forme um vetor de sustentação). No estol o ponto de transição (zona da asa onde o ar descola da asa e forma turbulência) estará sempre na parte anterior do vetor de sustentação (lift) que está situado na corda e no centro de pressão. Este vetor é 90 graus, perpendicular ao vento relativo e menos 90 graus ao vetor de resistência (drag). Indica também a perda de velocidade e, conseqüentemente, de altitude, de um corpo aerodinâmico (ave ou avião), devido à diminuição da força de sustentação.



Acima, temos o diagrama de uma aeronave em voo normal e em estol (no caso, um estol profundo, no qual os profundores, ou lemes de profundidade - perdem sua utilidade.)

Mantenha-se sempre acima da velocidade de estol, principalmente nos momentos mais críticos, como pousos e decolagens. Devido à baixa altitude da aeronave nesses momentos, um estol pode se tornar uma situação irreversível.

Fonte: wikipedia.org

Flaps e Spoilers

FLAPS: são dispositivos hiper - sustentadores que consistem de abas, ou superfícies articuladas, existentes no bordo de fuga (parte posterior) das asas de um avião, os quais, quando abaixados/estendidos, aumentam a sustentação e o arrasto (ou resistência ao avanço) de uma asa pela mudança da curvatura do seu perfi e o aumento de sua área.



Utilização:


1- Durante a aproximação para o pouso, em graduação (ajuste) máxima, permitindo que a aeronave reduza a sua velocidade de aproximação, evitando o estol. Com isso a aeronave pode tocar o solo na velocidade mais baixa possível para se obter a melhor performance de frenagem no solo.

2- Durante a decolagem, em ajuste adequado para produzir a melhor combinação de sustentação (máxima) e arrasto (mínimo), permitindo que a aeronave percorra a menor distância no solo antes de atingir a velocidade de descolagem.
Existem quatro tipos de flap que são utilizados na aeronaves: o simples, ventral, fowler e o fenda. O flap que proporciona o maior aumento no coeficiente de sustentação é o fowler, ele desloca-se para trás e para baixo, aumentando além da curvatura, a área do aerofólio.





Imagem: Note no detalhe os flaps de um Boeing 747 totalmente estendidos para pouso no aeroporto de Heathrow, Londres. Observe a construção múltipla em três estágios, assemelhado-se a uma "persiana




Flap de bordo de ataque (Slat)

Slat é um dispositivo de hipersustentação auxiliar, que nada mais é do que uma porção do próprio bordo de ataque (parte frontal) da asa que se desloca à frente para permitir a passagem de ar da parte inferior (intradorso) para a parte superior (extradorso) pela fenda ali formada, melhorando assim o escoamento do ar em elevados ângulos de ataque e retardando o descolamento da camada limite.

Quando acionados, se distendem para a frente e para baixo, criando um perfil que "represa" a camada de ar sob as asas, aumentando enormemente a sustentação das mesmas. São, portanto, superfícies fundamentais nos estágios iniciais e finais de voo, durante a decolagem e aproximação, quando a velocidade é mais baixa e a necessidade de sustentação é mais crítica.






Spoilers ou speedbrakes: são peças móveis posicionadas sobre as asas de aviões.

São chamadas de speedbrake quando tem a função de quebrar a sustentação da asa, e podem ser utilizadas em duas situações: em voo, quando não são abertos totalmente (100%) na intenção de se reduzir a velocidade e/ou altitude, mais rapidamente, e em procedimento de pouso, onde é acionado totalmente (100%) após o avião tocar a pista, para quebrar rapidamente a sustentação da aeronave, fazendo com que ela não suba de novo e perca velocidade.

Usado dessa forma, ele ainda apresenta uma vantagem adicional: Ele pode criar uma força de sustentação no sentido inverso, isto é, uma força de sustentação negativa, assim como acontece nos carros da Fórmula 1 e da Fórmula Indy, por exemplo. Nessas competições, é fundamental criar uma força vertical, de cima para baixo, para aumentar o efeito da força da gravidade sobre as rodas. Com isso, fica mais difícil as rodas e os pneus deslizarem sobre a pista. Criou-se um "grip", isto é, uma aderência maior entre os pneus e a pista. O mesmo ocorre com os speedbrakes. Como os pneus estão sendo empurrados contra o solo, ele "gruda" nele com mais eficiência, facilitando, assim, o trabalho dos freios que são colocados nos trens de pouso da aeronave. Com isso, ela pára mais rápido.

É chamado de spoiler quando tem a função de auxiliar nas curvas, tem a mesma função dos ailerons, as superfícies dos spoilers (esquerdo e direito) não se abrem juntas, fazendo que quando numa curva, se o aileron não estiver suficiente, o spoiler sobe quebrando, embora bem pouco, a sustentação da asa em que está levantado, fazendo com que a asa desça e o avião faça a curva.

Forças que atuam no avião

Para os físicos, as forças da natureza são quatro: a forte, responsável pela coesão nuclear, a fraca, que produz a radioatividade, a eletromagnética, que está relacionada à maioria dos fenômenos com os quais convivemos no cotidiano e finalmente a gravitacional, que atua entre quaisquer corpos que posseum massa.

No jargão aeronáutico também costuma-se falar em "quatro forças". A menção obviamente se restringe ao mundo particular de quem lida com o voo, e o seu conhecimento é fundamental para que os pilotos possam voar apropriadamente.

O vento fluindo em uma determinada direção produz uma força sobre o aeroplano chamada de força aerodinâmica total. Uma outra grandeza intimamente ligada à força aerodinâmica e também muito importante na descrição do voo é o ângulo de ataque definido como o angulo formado pela direção do vento (usualmente chamado de vento relativo) e a direção do avião.

A força aerodinâmica total pode ser decomposta em duas componentes: a sustentaçã e o arrasto. Além, atuam sobre o avião o peso e a força de tração (ou propulsão).

Podemos definir mais especificamente as quatro forças envolvidas na física do voo como:

Sustentação: é a componente da força perpendicular ao vento relativo, produzido pela asa, que tem a finalidade de sustentar o avião no ar. Para que exista sustentação, a asa foi projetada de uma maneira que a parte de cima tenha uma curvatura maior qur a parte de baixo.


Arrasto: é a força que se opõe ao avanço da aeronave, ou seja atrapalha o deslocamento da aeronave.

Peso: é uma força vertical que age no sentido podto a sustentação. Quando a aeronave se encontra estabilizada verticalmente o peso e a sustentação se igualam.


Tração: é a força que permite que o avião se desloque e atinja velocidade suficiente para a aeronave criar sustentação, essa força é criada pelo motor da aeronave. Nos aviões a hélice ela é criada pela própria hélice e nos aviões a jato pela turbina.

Segue abaixo uma ilustração sobre tais forças.