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TEORIA DE VÔO

AERODINÂMICARamo da física que trata dos fenômenos que acompanham todo movimento relativo entre um corpo e o ar que o envolve.

CONCEITOS1. Massa: Quantidade de matéria que forma um corpo ; Invariável. A quantidade de 1 Kg feijão na Terra é igual a quantidade de 1 kg feijão na Lua.2. Força: Tudo capaz de produzir ou modificar o movimento de um corpo.3. Peso: Força da gravidade; Variável. Peso de uma pessoa é maior na Terra do que na Lua.4. Pressão: Força por unidade de área.5. Ação ou Reação: A toda ação corresponde uma reação de mesma intensidade e sentido contrário. 6. Densidade: Quantidade de massa por unidade de volume. Varia inversamente com o volume. Maior a densidade, menor o volume.7. Pressão Estática: Pressão exercida dentro de um recipiente por um fluído em repouso.8. Pressão Dinâmica: Pressão produzida pelo impacto do fluído.9. Velocidade: Relação entre um espaço percorrido e o tempo gasto no percurso, no movimento uniforme.10. Aceleração: Variação de velocidade que, em cada unidade de tempo, sofre um corpo em movimento.11. Superfícies Aerodinâmicas: Superfícies que produzem pequena resistência ao avanço, mas não produzem força necessariamente útil ao vôo.

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12. Vento Relativo: é o ar em movimento relacionado com um corpo também em movimento.

13. Aerofólio: Superfícies aerodinâmicas que produzem força útil ao vôo. Ex.: Hélice e Asa.

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14. Perfil: Formato em corte do Aerofólio. Assimétrico: Aquele que não pode ser dividido por uma linha reta em duas partes iguais.Simétrico: Aquele que pode ser dividido por uma linha reta em duas partes iguais.

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ELEMENTOS DE UM PERFILCorda: Linha reta que liga o bordo de ataque ao bordo de fuga.Corda Média Geométrica: Aquela que divide a asa ao meio. È a média de todas as cordas da asa.Linha de Curvatura Média (Linha Média): Linha que eqüidistância o extradorso e do intradorso.Linha de Espessura: Linha que une o extradorso ao intradorso da asa.

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ESCOAMENTOMovimento de um fluído gasoso ou líquido2 tipos: a. Laminar ou Lamelar

b. Turbulento ou turbilhonado

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TUBO DE ESCOAMENTOCanalização por onde escoa o fluído.2 tipos: a. Tubo real

b. Tubo imaginário

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EQUAÇÃO DA CONTINUIDADEQuanto mais estreito for o tubo de escoamento, maior será a velocidade do fluído e vice e versa.

TEOREMA DE BERNOULLILei de escoamento: Quanto maior for a velocidade do escoamento, maior será a pressão dinâmica e menor a pressão estática.

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FORÇAS AERODINÂMICASVôo normal:

Ar escoa pela asa com maior velocidade no extradorso do que no intradorso – curvatura acentuada.Extradorso: Maior pressão dinâmica e menor pressão estática.Intradorso: Maior pressão estática e menor pressão dinâmica.Resultante Aerodinâmica: Força dirigida para para cima e para trás gerada pelo diferencial de pressão.Centro de Pressão: Centro aerodinâmico. Ponto por onde passa a Resultante Aerodinâmica.Dividida em duas componentes: Sustentação e Arrasto.

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1. Sustentação:Componente da Resultante Aerodinâmica perpendicular ao vento relativo, e que sustenta o peso do avião.2. ArrastoComponente da Resultante Aerodinâmica paralela a direção do vento relativo.Força prejudicial, e por isso deve ser a menor possível.

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2.a. Arrasto InduzidoAr escoa sobre uma asa – pressão estática é maior no intradorso do que no extradorso.Ar escapa do intradorso em direção ao extradorso através das pontas das asas - formação de um turbilhonamento em espiralArrasto adicional – Arrasto induzido.

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2.b. Arrasto ParasitaArrasto de todas as partes do avião que não produzem sustentação.

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2.c. AlongamentoGrande alongamento das asas – diminuição do arrasto induzido de aviões de grande rendimento.

Razão entre a envergadura e a corda média geométrica.

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2.d. Ângulos2.d.1. Ângulo de AtaqueÂngulo formado pela corda do aerofólio e o vento relativo. Variável podendo ser positivo ou negativo.

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2.d.2. Ângulo de Incidência

Ângulo formado pela corda da aeronave e o eixo longitudinal da aeronave. Invariável.

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2.d.3. Ângulo de Enflexamento

ângulo formado entre o eixo lateral do avião e a linha do bordo de ataque de suas asas. Variável, podendo ser negativo ou positivo.

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2.d.4. Ângulo de DiedroÂngulo formado pelo plano das asas e o eixo lateral. Variável podendo ser positivo ou negativo.

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2.d.5. Ângulo de EstolÂngulo críticoPossui em um perfil um coeficiente de sustentação máximo e que não deve ser ultrapassado. Caso seja ultrapassado pode perde-se bruscamente a sustentação.

2.d.6. Vôo reto horizontalAvião – manter um vôo reto horizontal com velocidade constante – Sustentação = Peso e a Tração = Arrasto.Menor velocidade possível – avião voa com ângulo de ataque crítico – velocidade de estol

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DISPOSITIVOS HIPERSUSTENTADORES Conseguem aumentar consideravelmente o coeficiente de sustentação.1. Flape: Serve para aumentar a curvatura, o arqueamento do perfil, aumentando o seu coeficiente de sustentação.

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2. Slot: Aumenta o ângulo de ataque crítico do aerofólio produzindo mais sustentação e diminuindo a velocidade.Desvantagem sobre os flapes – Obrigam o avião a erguer demasiadamente o nariz, prejudicando a visibilidade do piloto.3. Spoilers: São freios aerodinâmicos.

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3. Hélice: Aerofólio rotativo que produz uma força de tração sobre o avião. Torção das pás – perfil forme um ângulo com a direção do vento relativo.

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4. Equilíbrio: Estado de um corpo que é atraído ou solicitado por forças cuja a resultante é nula.4.a. Estável: Corpo tende a voltar ao equilíbrio;4.b. Instável: Corpo tende a afastar-se mais do equilíbrio;4.c. Indiferente: Corpo continua fora do equilíbrio

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Aeronaves: 3 tipos de estabilidade

a. Estabilidade Longitudinal – Centro de gravidade deverá ficar a frente do centro de pressão.

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b. Estabilidade Lateral – Esforços laterais no avião são geralmente pequenos.Fatores que influenciam na Estabilidade Lateral: Diedro, Enflexamento, Efeito de quilha e de fuselagem.

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b.1. Diedro: Positivo – aumenta / Negativo – diminui

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b.2. Enflexamento: Positivo – tenderá a ser estável / Negativo – tenderá a ser instável.

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b.3. Efeito de quilha: Área lateral acima do CG é maior que a área lateral abaixo do CG a aeronave tende a ser estável / Área lateral abaixo do CG é maior do que a área acima do CG a aeronave tende a ser instável.

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b.4. Efeito de fuselagem: Fuselagem impede que o vento lateral alcance o extradorso da asa diminui a estabilidade lateral.

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c.Estabilidade Direcional – Equilíbrio de um avião em torno do seu eixo vertical. Fatores que influem na estabilidade direcional é o enflexamento e o efeito de quilha.

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c.1. Enflexamento: Positivo – Aumenta a estabilidade / Negativo – Diminui a estabilidade.

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c.2. Efeito de quilha: Grande área lateral atrás do CG - aumento da estabilidade / Grande área lateral a frente do CG – diminuição da estabilidade.