CAPÍTULO 11
VOO ASCENDENTE
A figura abaixo (Imagem 1) mostra um automóvel subindo uma ladeira em alta velocidade.
O arrasto produzido pelo vento é igual a 200 kgf.
No caso ilustrado, qual seria a força com que os pneus deverão impulsionar o veículo?
O veículo deverá ser impulsionado por uma força suficiente para vencer não apenas o arrasto de 200 kgf, como também a componente do peso no sentido morro abaixo (igual a 500 kgf), totalizando 700 kgf.
A figura abaixo (Imagem 2) mostra uma situação semelhante, onde o avião de 1000 kgf efetua um voo ascendente.
O primeiro fato a chamar a atenção é o valor da sustentação que é 866 kgf, menor que o peso do avião.
Embora isso pareça ser compreendido se observarmos que a força de tração da hélice é inclinada para cima, ou seja, ela suporta parcialmente o peso do avião, aliviando a carga sobre a asa.
De fato se o voo fosse horizontal, a tração da hélice deveria ser de apenas 200 kgf; porém, como o avião está subindo, devemos acrescentar a componente do peso no sentido contrário ao voo (500 kgf), o que totaliza 700 kgf.
Num voo ascendente, o avião tem duas componentes de velocidade, que são:
A razão de subida é geralmente medida em pés por minuto ou metros por segundo, através do variômetro.
O ângulo entre a trajetória ascendente do avião e a linha do horizonte chama-se Ângulo de Subida
Existem duas velocidades no voo ascendente:
NOTA
ESTUDO DA PERFORMANCE EM SUBIDA
Para manter a máxima razão de subida, o avião deve voar na velocidade na qual haja maior sobra de potência.
O gráfico abaixo (Imagem 7) mostra que essa velocidade correspondente àquela em que temos a máxima diferença entre as potências disponível e necessária.
Neste exemplo, podemos observar que se o avião voar a 100 mph, precisamos de 15 HP para voar horizontalmente.
Todavia, o grupo moto-propulsor pode fornecer 350 HP se for acelerado ao máximo, portanto temos uma reserva de (350 - 150) = 200 HP.
Essa sobra de potência é máxima à velocidade de 100 mph, por isso dizemos que essa é a velocidade de máxima razão de subida.
A Razão de Subida Máxima e o Maior ângulo de Subida dependem do peso do avião, da altitude do local, da potência disponível e da área da asa, conforme resumido nas figuras abaixo (Imagem 8).
O que está afirmando nas figuras acima é intuitivo, com exceção da influência da área da asa, a qual não será explicada por ser de pouco interesse para os pilotos.
Aumentando a altitude, a potência disponível e a potência necessária aumenta.
No teto absoluto só existe uma velocidade em que o avião pode voar. Essa velocidade é, ao mesmo tempo, a Velocidade Máxima, a Velocidade de Máximo Alcance, a Velocidade de Máxima Autonomia e Velocidade Mínima e a Velocidade de Estol.
O gráfico abaixo mostra essa situação. Para melhor compreender, o leitor deverá recapitular o gráfico estudado no capítulo 9.
O gráfico abaixo é aquele mesmo gráfico, com uma alteração; a curva da potência necessária deslocou-se para cima e a curva da potência disponível para baixo, de modo a se tocarem apenas num ponto, correspondente à velocidade de 100 mph.
O arrasto produzido pelo vento é igual a 200 kgf.
No caso ilustrado, qual seria a força com que os pneus deverão impulsionar o veículo?
O veículo deverá ser impulsionado por uma força suficiente para vencer não apenas o arrasto de 200 kgf, como também a componente do peso no sentido morro abaixo (igual a 500 kgf), totalizando 700 kgf.
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| Imagem 1 |
A figura abaixo (Imagem 2) mostra uma situação semelhante, onde o avião de 1000 kgf efetua um voo ascendente.
O primeiro fato a chamar a atenção é o valor da sustentação que é 866 kgf, menor que o peso do avião.
Embora isso pareça ser compreendido se observarmos que a força de tração da hélice é inclinada para cima, ou seja, ela suporta parcialmente o peso do avião, aliviando a carga sobre a asa.
De fato se o voo fosse horizontal, a tração da hélice deveria ser de apenas 200 kgf; porém, como o avião está subindo, devemos acrescentar a componente do peso no sentido contrário ao voo (500 kgf), o que totaliza 700 kgf.
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| Imagem 2 |
- VH - Velocidade Horizontal;
- R/S - Razão de Subida;
A razão de subida é geralmente medida em pés por minuto ou metros por segundo, através do variômetro.
O ângulo entre a trajetória ascendente do avião e a linha do horizonte chama-se Ângulo de Subida
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| Imagem 3 |
Existem duas velocidades no voo ascendente:
- Velocidade de Máxima Razão de Subida - é a velocidade na qual o avião ganha altura o mais rapidamente possível.
- Velocidade de Máximo Ângulo de Subida - é a velocidade na qual o avião sobe com maior ângulo de subida. É uma velocidade menor que a máxima razão de subida.
A figura abaixo mostra os vários casos possíveis de voo ascendente:
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| Imagem 4 |
Logo após a decolagem, o avião deve subir com o máximo ângulo de subida, a fim de afastar-se com segurança dos obstáculos.
A figura abaixo (Imagem 5) mostra uma situação típica.
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| Imagem 5 |
À medida que o avião ganha altura, a densidade do ar atmosférico diminui. Por esse motivo, a razão de subida máxima diminui gradativamente, até tornar-se nula no Teto absoluto.
A figura abaixo (Imagem 6) mostra uma situação.
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| Imagem 6 |
NOTA
O Teto Prático e o Teto Absoluto são altitudes de densidade, e por isso não poder ser lidos diretamente no altímetro. Para maiores detalhes consulte o item Altitude Densidade neste link.
ESTUDO DA PERFORMANCE EM SUBIDA
Para manter a máxima razão de subida, o avião deve voar na velocidade na qual haja maior sobra de potência.
O gráfico abaixo (Imagem 7) mostra que essa velocidade correspondente àquela em que temos a máxima diferença entre as potências disponível e necessária.
Neste exemplo, podemos observar que se o avião voar a 100 mph, precisamos de 15 HP para voar horizontalmente.
Todavia, o grupo moto-propulsor pode fornecer 350 HP se for acelerado ao máximo, portanto temos uma reserva de (350 - 150) = 200 HP.
Essa sobra de potência é máxima à velocidade de 100 mph, por isso dizemos que essa é a velocidade de máxima razão de subida.
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| Imagem 7 |
A Razão de Subida Máxima e o Maior ângulo de Subida dependem do peso do avião, da altitude do local, da potência disponível e da área da asa, conforme resumido nas figuras abaixo (Imagem 8).
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| Imagem 8 |
Aumentando a altitude, a potência disponível e a potência necessária aumenta.
No teto absoluto só existe uma velocidade em que o avião pode voar. Essa velocidade é, ao mesmo tempo, a Velocidade Máxima, a Velocidade de Máximo Alcance, a Velocidade de Máxima Autonomia e Velocidade Mínima e a Velocidade de Estol.
O gráfico abaixo mostra essa situação. Para melhor compreender, o leitor deverá recapitular o gráfico estudado no capítulo 9.
O gráfico abaixo é aquele mesmo gráfico, com uma alteração; a curva da potência necessária deslocou-se para cima e a curva da potência disponível para baixo, de modo a se tocarem apenas num ponto, correspondente à velocidade de 100 mph.
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| Imagem 9 |
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