Qual e o nome da força que se contrapõe a sustentação durante o voo

3 de fevereiro, 2013 às 17:44 | Postado em Mecânica, Mecânica de fluidos

Para um avião não cair pelo que entendi elas tem que se anularem certo?
Ou a sustentação tem que ser maior que a peso?
E aproveitando, a força de tração tem que ser maior que a de arrasto né?

Obrigado

Pergunta originalmente feita em br.answers.yahoo.com

Comentário do autor da pergunta após a resposta abaixo: Muito obrigado professor o senhor ajudou muito.

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

Se o avião voa com velocidade constante a Primeira Lei Newton garante que a RESULTANTE das forças sobre ele é nula (desconsideram-se aqui os efeitos discutidos na postagem A cinemática e a dinâmica da aeronave em voo paralelo ao solo). Portanto a soma vetorial da força de sustentação propiciada pelo ar com o peso do avião é zero e, decorre então, que a força de sustentação deve ter o mesmo módulo do peso. Na direção do movimento do avião também as forças devem ser tais que a resultante seja nula. Desta forma a força que impulsiona o avião para frente (força de tração ou força de empuxo dos motores) deve ter o mesmo módulo da força de arrasto do ar.

Se a força de sustentação for maior em módulo do que o peso, então o avião sofre uma aceleração para cima e não voa com velocidade constante. Se a força que impulsiona o avião para frente for maior em módulo do que a força de arrasto, então o avião sofre uma aceleração na direção do movimento e não voa com velocidade constante.

“Docendo discimus.” (Sêneca)

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Pois é justamente este conceito que muita gente, por puro desconhecimento, acaba negligenciando e comanda inadvertidamente sua aeronave para uma situação crítica com sérias consequências, mas o pior de tudo, sem entender como isto foi acontecer...

Imagine então que você acaba de decolar com seu Sêneca e sofre uma parada de motor...

Apesar de termos estudado desde nosso PP que no caso de pane após a decolagem devemos procurar algum local numa referência de 45 graus para os dois lados, há quem tente, por instinto desesperado, retornar para a pista de onde acabou de decolar.

O piloto olha para o velocímetro e nota que está com velocidade acima da velocidade de estol e decide entrar em curva para tentar seu retorno sem se dar conta das três lições que aprendemos hoje.

1 – Com a inclinação eu devo aumentar meu ângulo de ataque e minha carga G para ter uma sustentação adequada;

2 – Com o aumento da carga G e sem potência adicional disponível, a velocidade da aeronave diminui; e

3 – Minha velocidade de estol vai aumentar significativamente com o aumento da inclinação.

Assim, basta que a velocidade de estol aumente e a velocidade no ar diminua o suficiente para que as duas se encontrarem e então você entrará num estol e será difícil recuperar o descontrole gerado.

Via de regra, a tentativa de retorno à pista se mostra a mais inadequada para este tipo de emergência. E observe que estamos falando apenas sobre o aspecto da inclinação da aeronave, pois se combinarmos fatores como peso da aeronave, temperatura, densidade e pressão, a gravidade da situação pode ser aumentada exageradamente.

Como você já deve ter percebido, esta matéria tem por objetivo alertar os pilotos de aeronaves onde a potência disponível é reduzida para compensar os efeitos de se voar em curva, principalmente em se tratando de aeronaves convencionais, pois na maioria dos casos, o aumento na velocidade ajuda a evitar um estol. É claro que se o avião não tiver um motor potente, talvez não consiga produzir o empuxo necessário para manter a velocidade alta, a fim de evitar um estol durante uma curva acentuada.

Assim lembre-se, caso não haja potência suficiente, você não poderá sair por aí fazendo curvas acentuadas à baixa altura.

Vamos explicar de outra forma...

Suponha que você tenha entrado com sua aeronave convencional em uma inclinação lateral de 45 graus e adicionado potência total para manter a velocidade no ar. Pronto!!! Você estará em curva nivelada, coordenada e sustentada.

Daí você resolve fazer uma curva realmente acentuada e inclina para 60 graus. Nesse ângulo de inclinação lateral, sua velocidade de estol aumenta de 50 para 70 nós (lembre-se do aumento de 40%). A pergunta é: “Você tem potência suficiente para manter a velocidade no ar acima de 70 nós em uma curva com inclinação lateral de 60 graus?”. A única forma de descobrir é tentar e experimentar isso a uma altitude segura. Quando você faz essa experiência, descobre que a velocidade no ar diminui, mesmo com potência total. Por quê? Porque aviões pequenos não têm potência extra para superar o enorme aumento no arrasto associado ao aumento necessário no ângulo de ataque.

Este conceito pouco difundido é que coloca seus comandantes em sérias enrascadas.

Voltemos finalmente à emergência após a decolagem. Ao manobrar para tentar um retorno à pista, uma grande inclinação é comandada para se alinhar à pista. Logo após identificar a emergência o piloto aplica a potência máxima na aeronave, portanto não tem mais nada disponível.

Então depois de iniciar a inclinação para o retorno à pista ele percebe que sua velocidade aerodinâmica começa a baixar, devido à grande inclinação lateral. Durante uma curva acentuada, a velocidade de estol aumenta por causa do aumento da força G e a velocidade no ar diminui por causa do aumento do arrasto. Quando a velocidade no ar e a velocidade de estol se encontram, o avião entra em estol e dependendo da altitude as consequências podem ser fatais.

Como última recomendação, pratique em grandes altitudes exercícios que reproduzam estes momentos críticos, de tal forma que te capacitem a tomar decisões sempre mais adequadas, a fim de preservar o bem de maior valor para você...

Sua vida!!!

Sergio Koch - TCel Av R/R