AERODINÂMICA E TEORIA DE VOO -> Capítulo XIV - Cargas Dinâmicas

CAPÍTULO 14 

CARGAS DINÂMICAS

Cargas dinâmicas são esforços que um avião sofre durante o voo, devido a manobras, turbulências e etc.

Elas podem ser classificadas em horizontais e verticais.

• As cargas dinâmicas horizontais são geralmente fracas e não afetam a estrutura do avião.

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• As cargas dinâmicas verticais são muito importantes, podendo inclusive destruir o avião se  forem excessivas.

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FATOR DE CARGA

As cargas dinâmicas verticais são medidas nim instrumento chamado acelerômetro.

Os algarismos marcados no mostrador indicam o fator de carga, que é a razão entre a sustentação e o peso do avião.

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Em voo nivelado, o fator de carga é igual a um. Numa cabrada, será superior a um. Ao picar, o fator de carga torna-se menor que um ,podendo chegar a zero numa descida em trajetória parabólica, que corresponde à queda livre no ar.

Finalmente, o fator de carga poderá ficar negativo numa picada ainda mais violenta; nesse caso, todos os objetos soltos da cabine serão lançado em direção ao teto do avião.

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Os fatores de carga elevados podem ser causados principalmente por:

• Voos em curva;
• Manobras feitas pelo piloto;
• Rajadas de Vento
• Recuperação de mergulhos;

Cada um destes casos será estudado mais detalhadamente a seguir.

FATOR DE CARGA NAS CURVAS

Já vimos anteriormente que a sustentação produzida pelas asas de uma avião durante uma curva é maior que o peso. Por essa razão, o fator de carga numa curva é sempre maior que 1 (ou "1G") .

Quanto maior a inclinação da curva, maior será o fator de carga. Assim, numa curva inclinada de 60º, o fator de carga é igual a 2G e numa curva inclinada a 90º seria infinitamente grande, o que é impossível.

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A título de informação, um avião de elevada potência e velocidade poderia eventualmente manter o voo em uma curva ou reta com as asas na posição vertical (voo em faca) por tempo variável, aproveitando a sustentação produzida pela superfície lateral da fuselagem. Não se trata, porem, de uma curva coordenada - a aceleração lateral é igual a "1G" em vez de ser nula!

FATOR DE CARGA NAS MANOBRAS

O piloto pode provocar grandes fatores de carga em manobras. por essa razão, é necessário conhecer os limites estruturais do avião.

Como exemplo, os aviões de acrobacia são construídos para resistirem aos seguintes fatores de carga:

• Fator de carga positivo: 6G;
• Fator de carga negativo: -3G;

Os aviões suportam fatores de carga positivos maiores do que os fatores de carga negativos, como no exemplo mostrado na imagem 7 abaixo:

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FATORES DE CARGA NAS RAJADAS

Durante um voo horizontal nivelado, o vento é horizontal e o ângulo é pequeno. O fator de carga, conforme vimos é igual a "1G" ou simplesmente "1".

Quando surge uma rajada de vento ascendente, o ângulo de ataque aumenta repentinamente, por que o vento relativo e a velocidade da rajada formam um vento resultante inclinado, conforme mostra a imagem 8 a baixo (Como recapitulação, veja "Composição de Vetores" clicando aqui).

Imagem 8

Isso faz com que o fator de carga aumente bruscamente, podendo inclusive danificar o avião se ele estiver voando em alta velocidade.

Para evitar fatores de carga elevados em atmosfera turbulenta, é necessário reduzir a velocidade de acordo com as recomendações do fabricante do avião.

Uma redução exagerada faz com que o avião entre mais facilmente em estol quando ocorrer a rajada (isso pode ser comprovado fazendo a composição dos vetores).

FATORES DE CARGA NAS RECUPERAÇÕES

Numa recuperação de linha de voo, após um mergulho, podem ocorrer grandes fatores de carga, por dois motivos:

1. A velocidade do avião é muito elevada, devido ao mergulho em que se encontra.
2. A asa é obrigada a não somente sustentar o peso do avião, como também produzir a força centrípeta necessária para recuperar o voo nivelado.

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ESTOL DE VELOCIDADE

Numa recuperação, o piloto não deve puxar muito bruscamente o manche, por que a asa poderá ultrapassar o ângulo de ataque crítico.

Se isso acontecer, o avião entrará em estol, ficando incapaz de produzir a sustentação necessária à recuperação.

Esse fenômeno chama-se estol de velocidade.

Para corrigir a situação, o piloto deve baixar  nariz do avião e tentar outra vez, puxando o manche mais suavemente.

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Em alguns aviões com cuada "T", a recuperação do estol de velocidade (e também do estol normal) pode ser impossível, por que a turbulência criada pela asa envolve o profundor, tornando-o inoperante.

Nesses aviões, o estol é evitado através de dispositivos que avisam o piloto de proximidade do estol e atuam sobre os comandos, se for necessário.

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