Teoria de Voo I
Hélices, Comandos de voo e Superfícies de Comando
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HÉLICES
A hélice é um aerofólio rotativo que converte a potência produzida pelo motor em força de tração. E durante a rotação da pá da hélice no ar a aceleração do fluxo de ar na parte superior da pá resultará na queda na pressão em relação à parte inferior, produzindo parte da tração produzida pela hélice.
A pá da hélice é dividida em seções na forma de aerofólios, e cada uma destas seções possui um ângulo de torção. As seções localizadas próximas ao cubo possuem maiores ângulos de torção e são responsáveis pela maior parte da tração produzida pela hélice.
Próximo a ponta da hélice o ângulo de torção é menor. Nas figuras abaixo podemos visualizar melhor o que vem a ser a torção da pá da hélice, e de como a torção e as características do aerofólio variam ao longo das seções da pá.
A torção da pá acaba gerando um ângulo em relação ao vento relativo, chamado de ângulo de ataque. O vento relativo é a
resultante da velocidade do deslocamento da aeronave e da velocidade de rotação da hélice.
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PASSO E TIPO DE HÉLICES
A hélice gira ao mesmo tempo em que avança, portanto, as pás perfazem uma trajetória em espiral. Devido aos ângulos das pás, a hélice deveria teoricamente funcionar como um parafuso, avançando uma distância a cada rotação completa.
Essa distância imaginária chama-se passo teórico. Entretanto como o ar não é um sólido, existe uma perda aerodinâmica denominada como “recuo” e o que a hélice de fato avança é chamado avanço ou passo efetivo.
As hélices ainda poderão ter a alteração no seu ângulo para funcionar bem em diferentes situações. Portanto ainda poderemos classifica-las como hélices:
- De passo fixo: Aquelas que não permitem alteração no passo e só funcionam bem em determinadas velocidades e rotações para as quais foi construída.
- De passo ajustável: Aquelas que o passo pode ser alterado em solo, com ferramentas adequadas por um mecânico. Funciona bem na condição que for ajustada.
- De passo controlável ou variável: Aquelas que o passo pode ser alterado em voo, pelo piloto ou automaticamente. Funcionam bem
em qualquer condição de voo.
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EFEITOS DA HÉLICE
Durante o voo de aeronaves monomotoras, é possível perceber que a aeronave terá uma tendência de rolagem para a esquerda, principalmente na decolagem. Esta tendência é causada basicamente por quatro fatores.
- Conheça cada um deles.
- Torque: A hélice gira no sentido horário – tendo como referência a vista da cabine – e a força produzida por ela tende a girar o avião sobre o seu eixo longitudinal no sentido anti-horário.
- Esteira: durante a rotação no sentido horário da hélice, o ar é jogado para trás num movimento helicoidal que atinge o leme pelo lado esquerdo. Ao atingir o leme o ar jogará a cauda para a direita e o nariz da aeronave para a esquerda, resultando numa guinada para a esquerda.
- Carga assimétrica (fator P): quando voando com ângulo de ataque
elevado ou durante a decolagem – em aeronaves convencionais – o eixo de rotação da hélice fica inclinado para cima, esta inclinação fará com que a pá da hélice que desce tenha um ângulo de ataque maior do que a pá que sobe, ocasionando uma guinada para a esquerda. - Efeito giroscópio: a rotação da hélice de uma aeronave apresenta todas as características de um giroscópio – rigidez e precessão. Logo, toda vez que uma força é aplicada para mover a hélice para fora de seu plano de rotação, uma força resultante ocorre na direção da rotação a 90° da direção da força aplicada.
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SUPERFÍCIES DE COMANDO
O Sistema de Controle ou Comandos de voo é dividido em primário e secundário, de modo que o primário é responsável pelo controle efetivo dos movimentos do avião e o secundário auxilia a performance do voo.
Para que isso seja possível, você precisa compreender que uma aeronave realiza movimentos em voo sobre três eixos. E o movimento sobre cada um destes três eixos é realizado por uma superfície de
controle primária específica.
- Eixo vertical: É responsável pelo movimento de guinada realizado pelo leme direcional da aeronave.
- Eixo lateral: É responsável pelos movimentos de arfagem e tangagem através do profundor da aeronave.
- Eixo longitudinal: É responsável pelo movimento de rolagem realizado pelo aileron da aeronave.
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CONTROLES PRIMÁRIOS
Os controles primários são aerofólios móveis que provocam alteração no fluxo e na pressão de ar em pontos específicos da aeronave e que proporcionam a sua movimentação sobre um dos três eixos.
As superfícies de controle primárias de voo são: aileron, profundor e leme, que são acionados através do manche e dos pedais.
- A seguir, Conheça cada um deles.
- Ailerons: São aerofólios localizados no bordo de fuga da asa com o objetivo de
controlar o movimento do avião em torno do seu eixo longitudinal. E através do manche é possível controlar os ailerons, com movimentos
para esquerda e para direita.
- Profundor: São aerofólios que controlam o movimento do avião sobre o eixo lateral ou transversal, fazendo a aeronave subir ou descer. Seu funcionamento também é realizado através do manche, com movimentos para frente e para trás.
- Leme: O leme controla a direção do avião pelos pedais, através do movimento sobre o seu eixo vertical.
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CONTROLES secundários
Os controles secundários de voo têm o objetivo de auxiliar na performance da aeronave e na redução das forças empregadas pelo piloto ao efetuar um movimento.
Este sistema de controle é composto pelo flap, slot, spoiler e compensadores.
- Flap: Dispositivo hipersustentador que está presente em praticamente todos os modelos de aeronaves, com o objetivo de produzir mais sustentação em determinados momentos do voo.
Slot: Dispositivo hipersustentador que atua no bordo de ataque da asa, com a intenção de reduzir o turbilhonamento dos filetes de ar.
Spoiler ou Speedbrake: Dispositivo instalado no extradorso da asa, com a função de aumentar o arrasto, auxiliar no movimento de rolagem e atuar como um freio aerodinâmico.Compensadores: Dispositivo instalado no bordo de fuga das superfícies de comando, com o objetivo de manter a aeronave na atitude desejada e minimizar a pressão dos comandos aplicada pelo piloto nos controles primários de voo.
Os principais tipos de compensadores são:
- Fixos: Dispositivo mais utilizado em aeronaves de pequeno porte, onde o ajuste é realizado no solo para compensar possíveis tendências durante o voo da aeronave.
- Comandáveis: Dispositivo que pode ser utilizado para compensar
as tendências durante o voo, mantendo a aeronave sempre na altitude desejada.
Automáticos Dispositivo que atua sem a influência direta do piloto. E que possui três tipos: de deslocamento do eixo de articulação; saliência na superfície de comando; e compensação automática.
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