Asa (aviação)

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Movimento do ar.

Asa - é um artefato mecânico destinado à sustentação aerodinâmica. Estão presentes na maioria dos aparelhos com capacidade para voar, como os aviões.

Nas aeronaves de asa fixa (aviões, aeroplanos, planadores), a asa apresenta um perfil assimétrico, sendo ligeiramente mais curvada na sua face (cambra) superior. Quanto menor for a velocidade a que se destina a asa, mais acentuada será esta curvatura e assimetria.

Nas asas a parte da frente é chamado o bordo de ataque, e a parte de trás o bordo de fuga.

Quando a asa se desloca por um fluido (normalmente o ar) o caminho que as partículas do ar percorrem é maior na cambra superior, em razão da curvatura. Desta forma, a velocidade do ar na cambra superior é maior, ou seja, as partículas do ar ficam menos tempo em contato com cada porção infinitesimal da face superior da asa, em relação à face inferior (princípio de Bernoulli)

Assim, cria-se uma diferença entre as pressões na face superior da asa e a inferior. Isso é, uma vez atingida certa velocidade, suficiente para que a pressão na face inferior (que é maior que a que existe na superfície superior) provoque uma força de sustentação, de baixo para cima, fazendo a asa levantar, e com ela, a aeronave.

Superfícies de controle[editar | editar código-fonte]

Flaps abaixados.

Toda asa de avião é equipada com superfícies de controle. Entretanto, nem todas as superfícies de controle do avião,estão localizadas nas asas. Existem outras, que são colocadas nos estabilizadores. As superfícies de controle que estão localizadas nas asas são os flaps e os ailerons. Algumas (geralmente as dos aviões maiores, como os usados pelas companhias aéreas) ainda possuem slats, spoilers e outras superfícies de controle.

  • Flap é um dispositivo que serve para aumentar a sustentação da aeronave. Isso permite que a aeronave possa decolar e pousar com velocidade menores. Com o tempo, verificou-se que ele também pode ser utilizado com freio aerodinâmico, isto é, com um dispositivo que serve para diminuir rapidamente a velocidade da aeronave. Os flap são colocados na parte traseira da asa.
  • Aileron controla a rotação da aeronave, isto é, o movimento que ela faz em relação ao eixo longitudinal. Eles são usados alternadamente, isto é, enquanto um sobe, o outro desce, criando uma diferença entre as forças de sustentação que cada uma gera, fazendo que uma asa suba e a outra desça. Esse procedimento é empregado diversas vezes durante o vôo, principalmente para fazer curvas.
  • Slat são dispositivos que também aumentam a sustentação promovida pela asa. Eles são, ao contrário do que acontece com os flaps, colocados na parte frontal da asa. Além disso, ele são usados somente durante o pouso e a decolagem, não sendo, portanto, empregados para diminuir a velocidade do avião em pleno vôo.
  • Spoilers são "atenuadores", "anuladores" ou "inversores" do funcionamento da asa. Eles são usados para quebrar a sustentação da asa. Eles, outrossim, têm uma função "secundária": aumentar o coeficiente de arrasto da asa, ajudando, assim, os flaps a diminuir a velocidade da aeronave. Eles são empregados em três casos:
  1. Em pleno vôo: Quando são utilizados em vôo, eles não são utilizados com capacidade total. Eles permitem que a velocidade da aeronave seja reduzida e aumentam, se o piloto quiser, a velocidade de descida da mesma. Nesse caso, eles apenas atenuam a força de sustentação da asa.
  2. Como auxiliadores dos ailerons: Existem casos onde os ailerons não são suficientes para algumas curvas. Quando isso acontece, os spoilers entram em ação somente em uma das asas. Assim, a diferença entre as forças de sustentação de cada asa aumenta e o avião faz a curva.
  3. No pouso: Nesse tipo de utilização, eles são usados com plena capacidade. Assim, eles anulam a sustentação da asa ou criam uma força que empurra a asa para baixo.

Ele também pode ser chamado de speedbrake.

Equipamentos Adicionais[editar | editar código-fonte]

Winglet na ponta da asa de um avião.

Existem muitos equipamentos que podem ser instalados em uma asa de avião. Entre os mais usados estão os winglets e o tanque de combustível, este último está presente em quase todas as asas de avião.

  • Winglet é uma pequena aba instalada na ponta da asa. O objetivo dela é reduzir a resistência do ar e, com isso, aumentar a velocidade do vôo e economizar combustível. Além disso, ela ajuda na sustentação. Quando a ponta da asa rasga o ar, esta faz com que ele se movimente com vorticidade. Isso faz com que ele aumente o arrasto e prejudique a sustentação na parte final da asa (cerca de um metro e meio de asa ficam nessa situação).

Tipos[editar | editar código-fonte]

Corte de perfil de asa Clark Y.
Cessna 152, avião do tipo asa alta.
Piper PA-38, avião do tipo asa baixa.

Existem vários tipos de asas, como mostramos na figura abaixo; sendo que:

- A asa reta (como a do biplano Sopwith Camel) é a mais eficiente de ponto de vista estrutural, entretanto não tem a aerodinâmica muito boa nem pode ser usada em vôos supersônicos. Ela se destina a vôos com velocidade relativamente baixa (subsônica).

- A trapezoidal (ver: P-51 Mustang) é similar à reta, porém é menos eficiente estruturalmente e mais, aerodinamicamente.

- A elítica (ver: Spitfire) é a mais aerodinâmica das asas desenvolvidas para vôo em baixas velocidades. Entretanto, a construção dela é muito difícil (e, conseqüentemente, cara).

- A asa do tipo "flecha" (ver: MiG-17) é a mais utilizada em aviões que desenvolvem grandes velocidades, sem quebrar a barreira do som. Esse tipo de asa é usado em praticamente todos os aviões comerciais atuais. As duas principais vantagens são a facilidade de construção e a aerodinâmica. A desvantagem principal é o fato de ela não poder ser usada em aviões supersônicos sem receber profundas alterações no seu projeto. Essas alterações fazem com que ela perca muita sustentação, exigindo grandes velocidades de aterragem e decolagem.

- A asa com enflechamento negativo (ver: Junkers Ju 287) é similar ao tipo flecha, porém tem três vantagens: a ponta da asa funciona melhor, dificulta o estol da asa e combina melhor com certos tipos de avião. Ela ainda pode ser alocada em uma parte mais recuada da fuselagem. Entretanto, ela é pouco usada, pois ela precisa ser muito rígida. Além disso, ela tende a sofrer com instabilidade ao voar em velocidades muito altas, o que prejudica o controle da aeronave.

- As asas em forma de delta (ver: JAS-39 Gripen) aí incluídas também as ogivais, (ver: Concorde) servem, principalmente, para vôos em velocidades supersônicas, pois quando algum corpo excede a velocidade do som, uma onda de choque se forma ao redor desse objeto. Quando, por exemplo, a asa reta é utilizada nesse tipo de vôo, uma parte dela fica "para fora" dessa onda de choque. Conseqüentemente, ela é danificada. Com asas em formas de delta, isso não acontece. Elas ficam inteiramente "dentro" dessa onda de choque e, com isso, permanecem intactas. Quando é usada com canards, eles agem com estabilizadores horizontais.

A versão ogival serve quando o avião tem que decolar com um peso relativamente grande, com o febatista, como acontece com o Concorde e com o Tupolev Tu-144. A versão "dobrada" maximiza o uso em grandes ângulos de ataque e previne (embora não completamente) o estol. Entretanto, quando trata-se de velocidades realmente grandes, o tipo perfeito é a versão "sem cauda", isto é, sem timões ou canards. A principal desvantagem desse tipo de asa é a velocidade de pouso e decolagem. Ela precisa ser bem alta.

- A asa com geometria variável (ver: Dassault Mirage G e não confundir com asa dobrável) permite baixas velocidades de pouso e decolagem e altas velocidades de vôo (embora não tão altas quando as de aviões que utilizam asas em delta "sem cauda" como o Gotha Go 229). Ela reúne todas as principais características vantajosas das outras asas, sem ter suas desvantagens, pelo menos não permanentemente. Por exemplo, asas com grande poder de sustentação tendem a ter grande coeficientes de arrasto. Com essa asa, isso não é exceção. Entretanto, basta recolher a asa para diminuir esse coeficiente.

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1 - Asa trapezoidal
2 - Asa enflechada
3 - Asa com enflechamento negativo
4 - Asa em delta
5 - Asa com geometria variável
6 - Asa oblíqua[1] [2]

Imagens[editar | editar código-fonte]

Alguns destes desenhos de asa chegaram ao estágio de protótipo. Outros nunca foram testados na prática, permanecendo apenas como conceito.

Artigos relacionados[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. (em inglês) Science Photo - Acessado em 12/06/2012.
  2. (em inglês) Aero Space Web - Supersonic High-Sweep Oblique Wing Example. Acessado em 12/06/2012.
  3. (em inglês) CTIE. Acessado em 18/06/2012.
  4. (em inglês) Luft'46. Heinkel Lerche. Acessado em 18/06/2012.
  5. (em inglês) (em russo) Flying Machines Acessado em 18/06/2012.
  6. (em inglês) Discaircraft Acessado em 18/06/2012.
  7. (em inglês) 1000aircraftphotos Acessado em 18/06/2012.
  8. (em inglês) Fleetairarmarchive Acessado em 18/06/2012.
  9. (em inglês) Bywat Acessado em 18/06/2012.
  10. (em inglês) CTIE Acessado em 18/06/2012.
  11. (em inglês) Luft'46 Acessado em 18/06/2012.
  12. (em inglês) Airvectors Acessado em 18/06/2012.
  13. (em inglês) Militaryfactory Acessado em 18/06/2012.
  14. (em inglês) Luft'46 Acessado em 18/06/2012.
  15. (em inglês) Luft'46 Acessado em 18/06/2012.
  16. (em russo) Air War - Makhonine Mak-123. Acessado em 18/06/2012.
  17. (em inglês) Aviastar Acessado em 18/06/2012.

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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