Por que os aviões voam

Apesar de estarmos no ano de 2022 ainda há muitas pessoas que não entendem Por que os aviões voam. O ser humano quis poder cruzar os céus e viajar com maior velocidade para poder explorar todos os cantos do nosso planeta. Graças à ciência e aos estudos da física foi possível realizá-la e hoje os aviões são muito importantes em nossas vidas.

Neste artigo vamos explicar por que os aviões voam e como chegou a essa conclusão.

Por que os aviões voam

A resposta mais simples é dizer que os aviões podem voar porque foram projetados para voar. Além de um transatlântico de mais de 100.000 toneladas tem uma forma e um design interior que lhe permite flutuar, um avião tem uma forma que lhe permite permanecer no ar. Não é nada mágico. O estranho e surpreendente é que os aviões não podem voar do jeito que voam. A chave para sua forma são as asas e seu design.

Uma resposta um pouco mais complicada é dizer que o avião deve seu vôo ao fluxo de ar através das asas. Então já podemos deduzir que para um avião voar é necessário fluxo de ar, ou a mesma velocidade em relação ao ar.

Os aviões voam sob uma variedade de forças nos planos horizontal e vertical.. Para que uma aeronave levante, a força gerada pelo eixo vertical (sustentação no jargão aeronáutico) deve exceder o peso da aeronave. Por outro lado, no eixo horizontal, devido aos gases de escape do motor, ocorre o princípio de ação-reação, gerando uma força de avanço que supera a resistência do ar. Quando um avião sobe com velocidade constante e atinge sua altitude de cruzeiro, isso ocorre porque um equilíbrio de forças é alcançado tanto no eixo vertical (sustentação é igual ao peso) quanto no eixo horizontal, onde a sustentação é igual ao peso. O empuxo do motor é igual ao arrasto fornecido pelo ar.

Por que os aviões voam: princípios básicos

A mágica acontece quando você ganha sustentação. Lá, temos que explicar seu conjunto de princípios. Basicamente, a sustentação é alcançada através das asas da aeronave. se nós os cortarmos obteremos o que se chama de perfil de asa, a parte que tem a asa dentro.

Do ponto de vista aerodinâmico, a seção tem uma forma muito eficiente. A borda por onde o ar entra quando o avião voa é arredondada, a parte traseira do perfil é afiada e também é curvada na parte superior (em linguagem aeronáutica, essa parte superior é chamada de arco externo e a parte inferior é chamada de arco interno). Essa curvatura do perfil da asa significa que, quando o fluxo de ar o encontra, ele se divide em dois caminhos, uma parte sobre a asa e outra para baixo. Devido à curvatura da asa, o caminho que a água deve percorrer é mais longo que o abaixo.

Existe um teorema, o teorema de Bernoulli, que é basicamente conservação de energia, e diz que para isso acontecer, o fluxo de ar de cima tem que ser mais rápido. Isso significa menos pressão do que o fundo, viajando mais devagar e aplicando mais pressão. A diferença de pressão entre os fluxos de ar superior e inferior cria sustentação. Embora essa sustentação pelo princípio de Bernoulli não explique tudo o que o avião precisa subir. Para explicar a altitude é necessário recorrer a outra série de princípios físicos.

Uma delas é a terceira lei de Newton. Devido à forma curva do perfil, o ar de cima, em vez de seguir um caminho reto, é direcionado para baixo. Esse desvio causado pelo perfil da asa no fluxo de ar significa que devido à terceira lei de Newton (princípio da ação-reação), a força de reação é criada na direção oposta, acima da asa, o que gera mais sustentação. Além disso, essa elevação é aumentada por um efeito conhecido como Efeito coanda que se aplica a todos os fluidos viscosos.

O efeito Coanda faz com que os fluidos encontrem superfícies em seu caminho e tendam a aderir a elas. Uma camada limite é formada entre o perfil da asa e o fluxo de ar como uma camada laminar, a primeira adere à asa e arrasta o restante das camadas acima dela. O efeito da terceira lei de Newton aumenta ainda mais quando o fluxo de ar adere ao perfil, o ar flui para baixo à medida que adere ao perfil.

explicação detalhada

Tudo isso aumenta com a velocidade do ar. No início do rolo de decolagem, a aeronave acelera gradualmente, de modo que a sustentação aumenta com a velocidade. Você pode entender melhor com um exemplo. Se colocarmos as mãos para fora da janela do carro, à medida que a velocidade aumenta, notamos que a força do ar tende a levantar as mãos.

Mas o que definitivamente faz o avião subir é levantar o nariz, o que se chama aumentar o ângulo de ataque. O ângulo de ataque é o ângulo formado pela corrente que incide no perfil da asa em relação a esse perfil. Uma vez que a sustentação aumenta com a curvatura do perfil da asa (estendendo as superfícies que possui: slats dianteiros e flaps traseiros), os profundores estabilizadores de cauda se movem. Essa ação faz o nariz da aeronave sobe. Com o nariz para cima, aumentamos o ângulo de ataque. Isso tem o mesmo efeito de quando colocamos a mão pela janela do carro, se levantarmos a mão na direção da viagem, a mão sobe. Todos estes trabalham juntos para levantar o avião.

Como você pode ver, graças a inúmeros experimentos e teorias, os aviões conseguiram voar e se tornaram parte de nossas vidas diárias. Espero que com esta informação você possa aprender mais sobre por que os aviões voam.