O Conhecimento Geral de Aeronaves

A partir do estudo das unidades de nosso livro didático e de pesquisas em outros livros ou na internet, responda as questões abaixo relacionadas.

1. Isaac Newton definiu as três leis da dinâmica e Daniel Bernoulli aplicou o teorema da conservação de energia no escoamento de fluidos.

Baseado nessa afirmação, explique como esses fundamentos da física atuam em um aeródino que se mantenha em movimento com velocidade constante e em linha reta e nivelada. (2 pontos)

A primeira Lei de Newton é a Lei da Inércia. “Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças aplicadas sobre ele”. Aplicando este entendimento a uma aeronave estabilizada em voo reto e nivelado, com velocidade constante, irá permanecer desta forma até que seja aplicada uma força capaz de retirá-la de sua estabilidade atual.

A segunda Lei de Newton é a Lei da Superposição de Forças ou Princípio Fundamental da Dinâmica, traduzida de sua forma original: “A mudança de movimento é proporcional à força motora imprimida e é produzida na direção de linha reta na qual aquela força é aplicada”. Força é igual a massa vezes a aceleração. F=MxA. Esta é a lei responsável por determinar a quantidade de força necessária para que a sustentação iguale o peso da aeronave.

A Terceira Lei de Newton recebe o nome de Lei da Ação e Reação. Essa lei diz que todas as forças surgem aos pares: ao aplicarmos uma força sobre um corpo (ação), recebemos desse corpo a mesma força (reação), com mesmo módulo e na mesma direção, porém com sentido oposto. Pode ser traduzida como: “A toda ação há sempre uma reação oposta e de igual intensidade: as ações mútuas de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e dirigidas em sentidos opostos”. As asas das aeronaves empurram o ar para baixo, e essa ação recebe uma reação de sentido oposto (para cima) de igual intensidade, gerando a sustentação.

Vencemos a gravidade, mas ainda falta igualar as forças de atrito, que são sempre contrárias à direção de qualquer movimento. “No caso de um avião em contato com o ar, a força de atrito, também chamada de força de arrasto, é a força do impacto do ar no intradorso da asa, e este impacto gera um vetor de força contrário ao movimento, empurrando a asa para trás. Essa força aumenta proporcionalmente à velocidade do corpo, ou seja, quanto mais rapidamente ele se deslocar, maior será o atrito por arrasto”. Vencer a força de atrito é tarefa do grupo moto propulsor.

Além da Terceira Lei de Newton, o Princípio de Bernoulli também atua nas asas, ajudando na “competição” com a gravidade. Quando o ar é “cortado” pela asa, parte dele vai para cima da asa e o restante para baixo. Devido ao desenho aerodinâmico da asa, há uma aceleração do ar no extradorso da asa, causando diminuição da pressão atmosférica em relação ao intradorso. É a maior pressão de baixo, portanto, que gera sustentação. A explicação física desse fenômeno é dada pelo Princípio de Bernoulli, que, entre outras coisas, afirma que quanto maior a velocidade de um fluido (o ar, neste caso) por uma superfície (a asa do avião), menor é a pressão que ele exerce sobre essa superfície.

Finalizando, para que uma aeronave se mantenha em voo reto e nivelado, precisamos basicamente anular todas as forças resultantes, equalizando peso com sustentação e atrito com empuxo.

2. Cite e justifique os conceitos teóricos envolvidos em cada afirmativa listada abaixo e confirme se ela é válida ou falsa. (2 pontos)

“Em uma determinada pista, quanto maior for a altitude densidade do momento, maior será a corrida de decolagem”.

Resp.: Verdadeira, quanto maior a altitude densidade mais rarefeito estará o ar, ar menos denso, então degrada a performance geral da aeronave, tanto em sustentação quanto em termos de eficiência do grupo motopropulsor.

“O ângulo de ataque controla diretamente a quantidade do fluxo de ar que escoa sobre e abaixo da asa”.

Resp.: Verdadeira. Quando falamos de fluxo de ar é correto afirmar que o ângulo de ataque controla o que passa pelo dorso da asa. Como o fluxo é um só, ao controlar o que passa por cima também controlamos o que passa por baixo, ou seja, quanto maior o ângulo de ataque maior o fluxo de baixo e menor o de cima.

“Ao avançar a manete de potência do motor em um voo reto e nivelado a aeronave irá apenas acelerar”.

Resp.: Falso. Ao acelerar em voo reto e nivelado a aeronave inicia seu ganho de velocidade e tende a erguer o nariz, buscando sua estabilidade aerodinâmica.

“Uma ação no profundor fará com que a aeronave se movimente em torno do eixo longitudinal”.

Resp.: