Por que o avião faz curvas quando o aileron se move na asa?

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Ailerons da asa de um Boeing 747

Trazemos hoje a você, leitor do AEROIN, mais uma matéria informativa que, por um lado, deve ser um conteúdo óbvio àqueles que possuem maior proximidade com a aviação, mas por outro, traz curiosidades a todas as demais pessoas, como admiradores, entusiastas, viajantes, entre outros, que não têm essa aproximação com o mundo dos aviões e de suas características técnicas, mas que gostariam de aprender mais sobre como as belas e enormes máquinas voam.

Provavelmente você já deve ter notado, seja olhando pela janela a bordo de um voo ou mesmo ao ver do solo e por vídeos, que associado às variações laterais de curva de um avião está o movimento de superfícies de controle, geralmente localizadas próximas às pontas das asas, que são os dispositivos chamados de ailerons.

Se você não souber do que estamos falando, veja o vídeo a seguir para exemplificar. Note, através do movimento das nuvens ao fundo, que a asa começa a abaixar, quando o aileron se move ligeiramente para cima.

Tendo visto o dispositivo de controle de voo no vídeo acima, podemos prosseguir.

Você também já deve ter notado que, durante as curvas, os aviões sempre precisam “rolar”, ou seja, alterar o nível horizontal das asas. Correto? Uma asa vai lá para cima e a outra vai lá para baixo, e o avião fica “de lado” em relação ao solo, e então muda gradativamente a direção em que está indo.

Veja a seguir mais um vídeo, para exemplificar esse fenômeno da mudança de direção quando o piloto tira da posição horizontal as asas do avião.

Mas, afinal, como tudo isso acontece? Por que o movimento dos ailerons que estão nas asas faz o avião sair da posição horizontal de voo para ele conseguir mudar de direção? Vejamos a seguir!

Os ailerons e a sustentação da asa

Para você entender o que os ailerons fazem com o nível das asas do avião, vamos fazer uma pausa para entender o que é a sustentação da asa, pois é nela que esses dispositivos de controle trabalham.

Para um avião voar, ele precisa acelerar bastante, não é mesmo? Mesmo um de pequeno porte, como o “teco-teco” Cessna 152, necessita de algo em torno de 100 km/h para sair do chão, enquanto grandes aviões, como um Jumbo Boeing 747, precisam de quase 300 km/h.

Essa grande velocidade é necessária porque a asa do avião é projetada para fazer o ar passar mais rápido por sua superfície de cima (chamada extradorso) e mais lento por sua superfície inferior (chamada intradorso). Para exemplificar, a imagem a seguir mostra um aerofólio semelhante à forma que você veria na asa se pudesse cortá-la para observar.

Aerofólio e as linhas de fluxo de ar – Imagem: Jhbdel / CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Não entraremos aqui nos conceitos físicos que fazem o ar ser mais rápido nas linhas de cima e mais lento nas linhas de baixo, porque eles são muito técnicos, então partiremos desse ponto de que essa forma de projeto da asa resulta nessa diferença de velocidade de deslocamento do ar. Tudo bem?

Com dessa diferença entre a parte de cima e de baixo da asa, e sabendo também da teoria de fluidos que o ar mais lento tem maior pressão e que o ar mais rápido tem menor pressão, então há maior pressão no ar lento embaixo da asa e menor pressão no ar rápido em cima da asa, correto? Ou seja, a todo tempo em que o avião está se movendo, a diferença de pressão do ar está pressionando a asa para cima. Esse é o efeito chamado de sustentação.

As velocidades do ar em cima em embaixo da asa também ficam ainda maiores, gerando mais sustentação, quando o aerofólio é “embicado” mais para cima, ou em termos técnicos, quando o “ângulo de ataque” é aumentado. Por isso que em certo momento os pilotos puxam o nariz do avião para cima. Juntando a velocidade com o aumento do ângulo, ganha-se ainda mais sustentação.

Então, quanto mais o avião aumenta sua velocidade e seu ângulo de ataque, mais aumenta a diferença das pressões em cima e embaixo da asa, ou seja, mais aumenta a sustentação. Quando essa sustentação fica maior do que o peso do avião, ele começa a subir.

E como dissemos no começo, é exatamente com esse fenômeno da sustentação que os ailerons trabalham, afinal, imagine o seguinte: se a sustentação pressiona a asa para cima, o que aconteceria se você conseguisse gerar mais sustentação em uma asa do que na outra? Bingo! Se um lado tem mais do que o outro, um lado sobre mais do que o outro!

Mas como cada aileron muda a sustentação em cada asa?

Bom, você lembra que ali no aerofólio da imagem acima o ar passa mais rápido em cima e mais lento embaixo, certo? Pois bem. O movimento do aileron para cima ou para baixo faz com que aquela forma de aerofólio da asa se modifique, alterando a sustentação.

Se o aileron se mexer para cima, como no vídeo do começo dessa matéria, a forma de aerofólio da asa fica menos curvada, e isso diminui a sustentação. Se o aileron se mexer para baixo, então a forma da asa ficará mais curvada, e isso aumenta a sustentação.

Portanto, quando você vê um aileron se movendo em uma asa, saiba que na asa do outro lado ele também estará se movendo, porém, no sentido oposto. Assim, em uma asa ele tira um pouco de sustentação e ela se abaixa, e na outra, ele aumenta um pouco a sustentação e ela sobe, fazendo as asas saírem da posição de nivelamento horizontal.

A título de complemento de curiosidades, vale lembrar que nem sempre os ailerons estão apenas próximos à ponta das asas. Em certos aviões, como o Boeing 747, por exemplo, existe mais um aileron no meio da asa. Note no vídeo a seguir os ailerons da ponta e do centro da asa movendo-se juntos quando o Jumbo B747-400 faz curvas após sair do solo.

Também é importante ressaltar que nem sempre apenas os ailerons são responsáveis por gerar essa alteração do nível das asas. Em certas ocasiões, os spoilers, que são os freios aerodinâmicos de aeronave, também podem ser usados com essa função de alterar a sustentação da asa.

Você percebeu no vídeo acima que, na curva do Boeing 747, aqueles outros painéis que ficam em cima da asa, entre os ailerons, também se levantaram ligeiramente em alguns momentos? Eles é que são os spoilers.

E por que os spoilers também são usados para as curvas se já existem os ailerons para isso? Isso já é uma pergunta para outra matéria!

Murilo Bassetohttp://www.aeroin.net
Formado em Engenharia Mecânica e Pós-Graduando em Engenharia de Manutenção Aeronáutica, possui mais de 6 anos de experiência na área controle técnico de manutenção aeronáutica.

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