Aerodinâmica

Baseando-se neste princípio, a engenharia conseguiu desenhar as asas de um avião de forma que a velocidade do fluxo do ar fosse menor na parte de baixo da asa, causando então uma diferença de pressão entre a parte inferior e a superior do avião, e esta diferença de pressão é a responsável por manter o avião em suspensão no ar durante a viagem. Através da movimentação de parte das asas, há a possibilidade de se aumentar ou diminuir a velocidade de fluxo de ar sob a asa, o que permite ganhar ou perder altura ou mesmo alterar a direção de vôo. Assim como se estuda o movimento de partículas em um fluido viscoso como o óleo, temos que entender que estamos mergulhados num fluido também: o ar. O ar é responsável por grande parte do atrito que diminuem a velocidade dos carros. Mesmo corpos celestes são desintegrados quando entram dentro da atmosfera terrestre, pois o atrito com o ar é tão intenso que incendeia o corpo. Podemos perceber daqui, que um dos interesses da aerodinâmica reside também em encontrar formatos aerodinâmicos, ou seja, formas que permitam o menor atrito possível com o ar. O maior interesse neste caso está nas indústrias automobilísticas. O leitor pode perceber como os carros de 40 a 60 anos atrás e até mesmo carros não tão velhos possuíam formas quadradas, o que causava muito atrito com o ar, diminuindo muito o rendimento do carro, porém hoje em dia os carros parecem mais naves espaciais, até mesmo utilizando pinturas e esmaltes especiais que reduzem o atrito com o ar.

Vemos também que os carros mais aerodinâmicos são aqueles cuja base se encontra mais perto do chão, evitando desta forma o fluxo de ar sob o carro, e esta característica é levada a extremos quando tratamos de carros de fórmula 1. Outro ramo estudado dentro da aerodinâmica é o de velocidades supersônicas. Velocidades supersônicas são aquelas que superam a velocidade de propagação do som no ar, a qual é variável porém pode ser considerada como valendo 340m/s. A aplicação básica de velocidades supersônicas está no estudo de balística e no estudo de aviões supersônicos. A velocidade do som é representada pelo número de Mach, nome dado em homenagem do físico austríaco Ernst Mach. Desta forma, um avião que se move com uma velocidade duas vezes e meia a velocidade do som está se movendo a 2,5 Mach. Da mesma maneira, os formatos de corpos se movendo a velocidades supersônicas têm de ser estudados, porém diferentemente dos corpos se movendo a velocidades sub-sônicas.

Curvatura:

Nesse caso, os projetistas desenham as asas retas embaixo e curvadas em cima. Quando o ar passa pela asa, ele percorre a parte de cima no mesmo tempo que a parte de baixo. Como a trajetória que o ar faz em cima é maior, isso significa que a velocidade em que o ar passa em cima da asa é maior que a do ar que passa embaixo. Essa diferença de velocidade causa a diferença de pressão, que sustenta o avião no ar.

Deflexão:

É quase igual à curvatura, mas só que usa todo o corpo do avião, e não só as asas. É usado em aeronaves mais rápidas, já que a velocidade não permite o uso de asas curvadas. Também funciona com o bico da aeronave jogando o ar para baixo, e a força de reação ajuda a sustentar o avião no ar.

Flaps:

É um chamado dispositivo de alta sustentação, serve nas manobras de decolagem e aterrisagem, onde o avião precisa de sustentação a baixa velocidade. Quando é acionado, causa uma curvatura maior nas asas. Obviamente, isso faz a sustentação aumentar. Também serve para levantar o bico do avião, proporcionando um melhor ângulo de aterrissagem.

Forças que agem durante o vôo:

Tração:
É a força gerada pelas turbinas, que empurra o avião para a frente.

Arrasto:
É a resistência do ar, que aparece na forma de turbilhões de ar e vácuo atrás da aeronave. Ela se opõe à tração, diminuindo a velocidade do avião.

Peso:
É a resultante entre a massa da aeronave e a gravidade.

Sustentação:
É a força gerada pelas asas, que se opõe à gravidade, anulando o peso da aeronave.

ÂNGULO DE ATAQUE E INCIDÊNCIA

Pode ser definido como o angulo formado pela corda da pá e a direção do seu movimento relativa ao ar, ou melhor, em relação ao vento aparente. São vários os fatores que podem influir na modificação do angulo de ataque. Alguns são controlados pelo piloto e outros ocorrem automaticamente devido ao desenho do sistema rotor. O piloto pode controlar o angulo de ataque com o controle de cíclico e com o coletivo. Sempre que a máquina sai do vôo estacionário, este angulo muda constantemente consoante as pás vão descrevendo o seu ciclo ao longo do disco rotor. Há fatores que podem afetar o angulo de ataque e sobre os quais o piloto tem pouco ou nenhum controle como sejam, o deslocamento rápido e no sentido vertical da ponta da pá (flaping), a flexibilidade das pás e turbulência do ar. O angulo de ataque é um dos principais fatores que determinam a quantidade de sustentação (lift) e de atrito (drag) produzido pela pá.

Angulo de incidência

O angulo de ataque não deve ser confundido com o de incidência, que é um angulo de passo. O angulo de incidência é o angulo entre a linha de corda e o plano de rotação do sistema rotor. O angulo de incidência é um angulo mecânico enquanto o angulo de ataque é um angulo aerodinâmico.

Na ausência de ar induzido, e/ou velocidade horizontal, o angulo de ataque e o angulo de incidência são o mesmo. Sempre que o vento aparente é modificado, pelo fluxo de ar induzido ou pela deslocação do helicóptero o angulo de ataque é diferente do angulo de incidência.