AVIÃO

Foi Clément Ader, pioneiro francês da aeronáutica, o criador da palavra avion, com que em 1897 batizou um de seus aparelhos.

Avião ou aeroplano é uma aeronave mais pesada que o ar, cuja sustentação provém das forças que provoca ao avançar na atmosfera.

 Teoria do vôo aerodinâmico

Embora mais pesados que o ar, os aviões são capazes de elevar-se e voar, graças à força de tração gerada pelo motor. Essa tração cria o chamado vento relativo, cujo fluxo, ao circular e ser modificado de forma conveniente pelos perfis aerodinâmicos, dá origem a uma força ascensional denominada sustentação. Essa força é capaz de vencer a atração da gravidade, que se manifesta no peso do avião, e a força de arrasto, que é a resistência ao seu avanço.

As quatro forças citadas (tração, sustentação, gravidade e arrasto) atuam sobre o centro de gravidade do aparelho. Quando a resultante, ou seja, a força derivada da composição das quatro, passa por esse ponto, o avião decola, aterrissa, avança ou freia com relativa estabilidade. Se a resultante é aplicada fora do centro de gravidade, o momento do par de forças aplicado faz girar o corpo do aparelho. Pilotar o avião significa, essencialmente, tirar partido daquelas quatro forças de modo a levá-lo ao destino preestabelecido.

Força de ascensão e propulsão

A sustentação é produzida pelas asas, por jatos direcionais ou por hélices rotativas. Num aparelho de asa fixa, essa força é a resultante da velocidade e do fluxo de ar. Em vôo horizontal, a força de sustentação é igual ao peso do avião. Para decolar, manobrar ou aterrissar, porém, tem de superar o peso. Assim, a asa do avião deve ser desenhada com um perfil aerodinâmico. Na face superior, curva, o ar segue um percurso mais longo e, portanto, passa com velocidade maior e exerce menos pressão, enquanto, na face inferior da asa, plana, segue um percurso mais curto, passa com velocidade menor e portanto exerce a pressão maior, que se opõe à gravidade.

A força de sustentação, que corresponde à componente vertical da resultante das forças de pressão aerodinâmica, é gerada quando o ar desliza sobre a superfície das asas. A componente horizontal das forças citadas é o arrasto. A velocidade correta do vôo só é possível quando se consegue, por meio do sistema de propulsão, superar ou igualar o arrasto, de forma que se ultrapasse também a inércia do avião.

A força de propulsão dá lugar a um aumento da inércia na massa de ar que cerca o avião. No caso da propulsão a hélice, a inércia de retrocesso da massa de ar é complementada pelo acréscimo da energia mecânica proporcionada pelas pás das hélices.

A utilidade da hélice está limitada pela velocidade máxima que sua extremidade é capaz de alcançar para conseguir um bom rendimento. Essa é inferior à do som e por isso a velocidade máxima dos aviões a hélice é da ordem de 0,8 mach (o mach é uma unidade de medida que expressa a relação entre uma determinada velocidade e a velocidade do som). No caso de motores a jato, conduz-se energia térmica a um fluxo controlado de ar que atravessa o reator. Para esse tipo de motor, reduz-se a velocidade da corrente de ar e aumenta-se a pressão, seja com um duto amplificador, como no estatorreator, seja com um duto e um compressor, como no caso do turborreator.

O problema da onda de choque

As características básicas de um avião em vôo subsônico são semelhantes às de um aparelho supersônico. Existe, porém, uma diferença importante, que é a existência de ondas de choque expansíveis. A força de frenagem atribuível a essas ondas pode chegar a cinqüenta por cento da soma das demais forças de arrasto.

O Concorde, primeiro avião supersônico

Quando o avião se desloca a uma velocidade subsônica, as ondas radiais de pressão se propagam à frente da perturbação. No entanto, quando a velocidade é supersônica, as ondas de pressão se atrasam e se propagam lateralmente, criando uma frente de perturbação denominada onda de choque. Se essa onda excede um dado ponto, faz aumentar a pressão, a temperatura e a densidade do ar, dando origem a uma transferência de energia que se traduz num forte estampido e pode quebrar vidraças, causar oscilações em edifícios etc. É o fenômeno conhecido como quebra da barreira do som.

Classificação dos aviões

Aviões comerciais

Aviões comerciais são aparelhos usados pelas companhias aéreas dedicadas ao transporte de passageiros ou de carga.

Aviões militares

Os aviões de aplicação militar podem ser classificados, de modo geral, em aparelhos de transporte, de vigilância aérea, estratégicos de longo alcance e caças interceptadores.

Mirage 2000, caça interceptador francês

Aviões esportivos

Esses aviões são utilizados com fins esportivos compreende e incluem aviões leves e ultraleves.

Os aviões leves são monomotores ou bimotores convencionais que podem ser usados em vôos acrobáticos, levantamentos topográficos, fotografia aérea etc. Podem ser fabricados com materiais plásticos de alta resistência.

Os ultraleves, são planadores aos quais se adaptam motores e que não superam cem quilos de peso nem oitenta quilômetros por hora de velocidade. Sua finalidade é quase exclusivamente o vôo recreativo.

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