Aerodinâmica

 A aerodinâmica é o estudo do movimento de fluidos gasosos, relativo às suas propriedades e características, e às forças que exercem em corpos sólidos neles imersos. De uma forma geral a aerodinâmica, como ciência específica, só passou a ganhar importância industrial com o surgimento dos aviões e dos automóveis pois estes precisavam se locomover tendo o menor atrito possível com o ar pois assim seriam mais rápidos e gastariam menos combustível.O estudo de perfis aerodinâmicos, ou aerofólios, provocou um grande salto no estudo da aerodinâmica. Neste início o desenvolvimento da aerodinâmica esteve intimamente ligado ao desenvolvimento da hidrodinâmica que apresentava problemas similares, e com algumas facilidades experimentais, uma vez que já haviam tanques de água circulante na época embora não houvessem túneis de vento. George Cayley é considerado o Pai da Aerodinâmica. 

O vôo

O vôo de uma aeronave é para muitos um mistério. Como pode um avião se manter lá no alto, com todo aquele peso, se o motor só faz força empurrando o avião para a frente? Bom, para começar temos que acreditar que não há nenhuma mágica, e que para que ele se mantenha no ar, deve haver uma força, ou um somatório de forças que anulam a força peso e que permaneçam equilibradas enquanto a aeronave está em vôo nivelado. As quatro forças principais que atuam em uma aeronave durante o vôo nivelado são:

• Peso
• Sustentação
• Arrasto
• Tração

Primeiro é preciso ter tração. É a força que "puxa" o avião na direção da decolagem. O movimento da aeronave no ar cria a força de sustentação nas asas, que vai se opor a gravidade representada pela força peso, e que quando for maior que este, o avião sobe. O arrasto é a força que se opõe à tração e é causada pelo resistência do ar. As forças peso, tração e arrasto são fáceis de se entender. Porém a sustentação é aquela que causa mais controvérsia. Devido ao fato de que os mecanismos que envolvem sustentação são muito complexos, existem diversas teorias, derivadas de cálculos e principalmente experimentos, destinadas a determinar esta força, mesmo sem conseguir explicar completamente o fenômeno, conseguem determinar as forças envolvidas com muita exatidão.Em suma, um avião voa pois a interação asa-ar, cria uma força que empurra a aeronave para cima. Este fenômeno já foi explicado de várias formas. inclusive aquela que é comumente ilustrada em livros didáticos, onde mostra que o ar passa com mais velocidade na parte de cima e mais devagar na parte de baixo e a diferença de pressões "chupa" o avião para cima. Esta não é toda a verdade. O fato é que existem outros fenômenos envolvidos. Uma das teorias mais aceitas hoje em dia deriva da teoria da circulação, onde durante as interações da asa e o ar, devido aos efeitos provocados pelas diferenças de pressão, aparecem vórtices que induzem ao ar velocidades descendentes, e pelas leis de conservação de energia, o avião é empurrado para cima (velocidade ascendente).

A sustentação de uma asa depende também de outros fatores, como a velocidade e o ângulo de ataque da asa, que é o angulo formado entre a inclinação do avião e o vento relativo. O angulo de ataque pode ser reparado facilmente quando a aeronave está pousando. Podemos ver que a direção que ela segue não é a mesma que ela aponta com o nariz, ou seja a aeronave vem para o pouso ligeiramente "cabrada". O aumento do ângulo de ataque aumenta a sustentação somente até um determinado ponto. Após este ângulo ótimo, acontece literalmente o descolamento do fluxo de ar e a aeronave perde a sustentação. É o estol, que se ocorrer em baixas altitudes pode levar a aeronave ao chão. Os fenômenos que envolvem o vôo de uma aeronave são complexos, por vezes difíceis de entender, mas nem por isso deixam de ser belos. O objetivo deste artigo foi introduzir a noção de como ocorre o vôo. Não se esqueça que existem muito mais coisas envolvidas, como as de natureza estrutural, de operação, controle, estabilidade, fisiológicas dos pilotos e passageiros etc.

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