Olá pilotos, tudo bem com vocês!? Mais um blog do G3 preparado com amor e carinho pra vocês! Dessa vez escolhi um tema universal na aviação para ser abordado numa perspectiva Militar.
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G3
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História
Durante a primeira metade do século XX os aviões mudavam seu curso de vôo através de pequenas superfícies móveis chamadas, ailerons, profundores e lemes. Essas pequenas partes atuam mudando levemente ou bruscamente (dependendo da velocidade que o comando é executado pelo piloto) o fluxo de ar nas asas e na cauda, alterando o vetor e a altitude da aeronave. No final dos anos 30, engenheiros aeronáuticos do Reino Unido patentearam os famosos Flaps, e durante a Segunda Guerra Mundial os Slats foram introduzidos, tornando os aviões cada vez mais complexos e capazes Foi também durante esse período que surgiu uma peça extremamente útil, principalmente para os bombardeiros de mergulho da época, os Airbrakes.
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Bombardeiro de mergulho alemão JU-87 Stuka. Note os Flaps extendidos
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A partir da segunda metade do século XX houve uma grande mudança na indústria aeronáutica, pois os novos motores a jato possibilitaram a expansão dos vários tipos de designs abrindo espaço para inúmeras possibilidades, começando com os LERX, que são superfícies fixas que ficam entre o nariz e a asa, dando um aumento na sustentação e na manobrabilidade. O surgimento de aviões com asas em Delta (Dassault Mirage), Crancked Arrow Delta (Saab J35 Draken), Delta com Canards (Eurofighter Typhoon, Chengdu J-10, Dassault Rafale, etc) substituindo os LERX em certas aeronaves e aerodinâmica tradicional com Canards, como os caças Russos SU-30SM.
Nas últimas duas décadas do século XX houve o início de uma tecnologia revolucionária, o empuxo vetorizado. Com essa tecnologia os aviões podiam executar manobras de alto ângulo de ataque, redirecionar o empuxo em pousos e decolagens, salvar a aeronave de um Stall ou de um Flatspin. Para atingir esse feito é necessário uma alteração nas superfícies móveis da aeronave, a adição de atuadores hidráulicos no bocal de exaustão da aeronave dando a ela capacidade de empuxo vetorizado 3D ou 2D. 3D significa que o movimento do bocal de exaustão é de 360 graus, já o 2D se limita apenas uma direção.
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F-15S/MTD Um avião de teste de tecnologia de empuxo vetorizado e canards.
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Funcionamento dos Flaps
Flaps são aletas localizadas na parte traseira da asa principal que se expandem na decolagem, no pouso ou em combate aumentando a sustentação, diminuindo a distância necessária para decolar, pousar e reduz a perda de velocidade em um Dogfight/aumenta a manobrabilidade em um Dogfight a altas velocidades ou num mergulho e reduz a velocidade de stall, pois funciona de forma a gerar lift, uma força aerodinâmica que faz com que aviões possam levantar vôo. Entretanto não é simplesmente puxar a alavanca de Flap para fazer com que o avião decole ou pouse mais rápido. É necessário saber a posição, ou ângulo correto para cada momento do vôo ou então pode causar problemas na trajetória da aeronave.
O uso mais efetivo dos flaps em combate ocorreu na Segunda Guerra Mundial. Com o uso de táticas chamadas de Boom n zoom, que consistem em sequências rápidas de ataques em mergulho com uma rápida subida para recuperar altitude, similar ao ataque de uma águia. Os pilotos utilizavam os flaps na posição de combate, ajudando-os a ganhar altitude com um pitch maior, facilitando curvas em alta velocidade e em subidas após um mergulho. Entretanto com o aumento do pitch vem o custo em sustentação com a perda de velocidade durante o combate, ideal quando sua intenção é fazer o oponente realizar um overshot.
Funcionamento dos Slats
Slats são pequenas aletas que ficam na parte da frente da asa principal e que são acionadas automaticamente quando a aeronave está em baixas velocidades, gerando mais lift e consequentemente reduzindo a velocidade de stall. Como o movimento dessas aletas é automático, não há a necessidade do piloto ajustar o ângulo ou de escolher algum ângulo predefinido.
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IL-76. Note o uso de Flaps e Slats ao mesmo tempo em uma sequência de pouso
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Funcionamento dos Airbrakes
Como o nome diz, os Airbrakes são grandes peças de metal se movem quando a necessidade é desacelerar a aeronave. Freios a disco em carros funcionam a partir de uma pastilha que ao toque do pedal, se move em direção ao disco de freio, parando o movimento do eixo traseiro e dianteiro. Nos aviões o sistema é similar, só que ao invés de um pedal, um disco e uma pastilha, você tem uma alavanca que é ligada a um atuador hidráulico que empurra uma parte da estrutura para fora fazendo uma barreira de ar, gerando arrasto e consequentemente reduzindo a velocidade do avião.
Seu uso mais notável em combate foi (mais uma vez) durante a Segunda Guerra mundial, pelos bombardeiros de mergulho, que no processo de descer para bombardear os alvos os pilotos cortavam grande parte da potência do motor e abriam os airbrakes para evitar que a velocidade aumentasse além do necessário, pois caso não o fizessem as asas não aguentariam a excessiva velocidade em um mergulho e se partiriam ao meio, dando aos pilotos uma chance quase nula de escapar do avião
Funcionamento de Canards
Canards são estruturas complementares localizadas na frente da asa principal em aviões de asas em delta, de design convencional (característica comum de Sukhois da família flanker), ou de asas com enflechamento negativo, agindo como um profundor/aileron extra conferindo uma maior manobrabilidade, ajudando na decolagem, melhorando o fluxo de ar e gerando estabilidade e dependendo da aeronave pode funcionar até como airbrake durante o pouso, em caso da parte ser móvel. Entretanto, em caso da parte ser fixa, poderá ser usado apenas para gerar mais estabilidade através da melhoria do fluxo de ar.
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Eurofighter Typhoon. Note canards móveis e Airbrakes ativados
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Flaperons
Flaperons são superfícies móveis secundárias que tem função mista entre um flap e um Aileron. É bem comum em aviões caseiros ou de pequeno porte ter um flaperon, devido a simplicidade do design ou simplesmente pela falta de espaço para por sistemas separados nos aviões. Flaperons podem ficar abaixados, simulando flaps para ajudar nos pousos, porém o piloto ainda pode alterar o ângulo de cada lado da asa individualmente, daí sua função mista entre Aileron e Flap. Em uso militar os flaperons são colocados exatamente onde ficariam os flaps em caças modernos, maximizando a eficiência dos aviões, entretanto em caças mais antigos os flaperons eram separados dos flaps, dando aos pilotos um grau extra de controle.
Strakes
Strakes são superfícies fixas, finas de pequeno a médio porte que servem como geradores de vórtice ou como estabilizadores, melhorando o fluxo de ar na estrutura da aeronave. Hoje em dia, para diminuir o RCS em caças stealth os Strakes são desconsiderados no design pois aumentaria a assinatura no radar inimigo.
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F-14. Caça naval de geometria variável
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Geometria variável
A tecnologia de Geometria variável teve seu grande boom durante a guerra fria. Seu conceito impõe a mudança do formato das asas durante o vôo, de um ângulo de enflechamento convencional para um padrão de asa em Delta e vice versa. Essa característica dava ao F-14 Tomcat uma excelente capacidade de manobra a baixas velocidades com as asas "abertas" e uma excelente velocidade de cruzeiro com suas asas "fechadas".
Forças físicas mencionadas no texto
Lift
Lift ou sustentação é uma das forças que as asas geram, sendo uma força essencial para manter um vôo. Essa força é perpendicular a direção do vento, contrariando a força peso. Caso seja uma força superior a força peso, por consequência irá fazer o avião subir.
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Forças atuantes no vôo
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Arrasto
Arrasto, ou drag, é uma força que age contrário ao movimento de qualquer objeto que corte o ar. Em carros e aviões o arrasto é comum em áreas onde há grandes objetos impedindo o fluxo de ar, como spoilers ou bagageiros de teto, ou até mesmo o próprio formato do teto em carros, já em aviões o arrasto é gerado por armas, equipamentos externos, trem de pouso não retraído, Airbrakes e até o próprio formato do avião, entretanto aviões são feitos de maneira a gerar o menor arrasto possível em sua estrutura base a vôo nivelado, fazendo com que o arrasto majoritariamente seja causado por armas e equipamentos externos, como sensores e casulos de guia a laser
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eixos de vôo
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Pitch
Pitch é uma alteração no eixo vertical da trajetória de vôo da aeronave que é gerada por canards móveis na frente ou os profundores na traseira (alguns Sukhois usam ambos). Quando o profundor se movimenta pra cima ou pra baixo ele acaba causando uma alteração no lift. Maior o pitch, maior o ângulo de ataque gerado e mais fechada se torna a curva
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Superfícies móveis/fixas e suas respectivas funções (a maioria dos caças não possui spoilers)
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Bibliografia
Terminamos aqui mais um Blog do G3, eu espero que tenham gostado, se gostou deixa uma curtida e comentem aí um tema que vocês gostariam de ver num próximo Blog. Vou começar com temas mais simples até chegar nos temas mais complexos, fazendo uma espécie de progressão. Enfim, vou encerrando o Blog por aqui e até a próxima!
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