Sustentação (aerodinâmica)

Sustentação é a componente da Resultante Aerodinâmica perpendicular ao vento relativo. A Resultante Aerodinâmica (RA) é uma força que surge em virtude do diferencial de pressão entre o intradorso e o extradorso do aerofólio e tende a empurrá-lo para cima, auxiliada ainda pela reação do ar (Terceira Lei de Newton) na parte inferior da mesma. Ela é representada como um vetor que, quando decomposto, dá origem a duas forças componentes que são: a força de sustentação e a força de arrasto. Graças a essa força o aerofólio é capaz de erguer-se. Se este for, por exemplo a asa de uma aeronave, esta alçará vôo. A sustentação é função da densidade do ar (densidade dividida por dois), do coeficiente de sustentação, da área da asa e da velocidade de vôo elevada ao quadrado, e seu símbolo é "L" (Lift, em Inglês).

Forças atuando na asa de um avião.

$L = C_L \frac{\rho}{2} SV^2$

onde:

• $C_L$ é o coeficiente de sustentação
• $\rho$ (rho) é a densidade do ar (1.225 kg/m³ no nível do mar)*
• V é a velocidade de vôo
• S ou A é a área da asa
• L é a força de sustentação produzida

Conceituação similar de sustentação pode ser desenvolvida para a locomoção em outros fluidos além do ar, destacadamente na água, como se necessita ao projetar hidrofólios.

Em aeronáutica

Exemplo de gráfico coeficiente de sustentação-ângulo de ataque.

Em aeronáutica é a principal força que permite que uma aeronave com asas se mantenha em vôo. Esta, ao ser maior que o peso total da aeronave, lhe permite decolar.

Para a sustentação se utiliza a notação $L$, do termo inglês lift, e $C_L$ para o coeficiente de sustentação, o qual sempre se busca que seja o maior possível.

Além disso, a sustentação, e em consequência, seu coeficiente, dependem diretamente do ângulo de ataque, aumentando segundo aumenta este até chegar a um ponto máximo, depois do qual o fluxo de ar que passa sobre os extrados (parte superior da asa), não consegue correr em sua totalidade e manter-se aderido ao perfil aerodinâmico, dando lugar à "entrada em perda" ou estol (do termo inglês stall).

Em automobilismo

Para a sustentação se utiliza a notação $F_z$, e $C_z$ para o coeficiente de sustentação, já que esta força atua paralelamente ao eixo OZ do triedro de referência que se associa ao veículo.

Para poder comparar diretamente a sustentação que produzem dois veículos nas mesmas condições, se utiliza o coeficiente $SC_z$, exatamente pelos mesmos motivos que no caso da resistência aerodinâmica.

$SC_z=C_z \cdot S_{planta}$

Nos veículos de passeio não se pode ter em conta nem aproveitar a sustentação e inclusive pode haver um pequeno coeficiente positivo.

Em muitos tipos de veículos de competição, como podem ser os da Fórmula 1, ocorre tudo ao contrário, buscando-se que seja negativo; ou seja, que o veículo seja empurrado contra o solo, com o objetivo de obter um melhor agarre ou apoio aerodinâmico, mediante superfícies como ailerons ou o aproveitamento do fundo plano. Um exemplo máximo do aproveitamento deste efeito, foi o advento das chamadas "minissaias", no final dos anos 1970, que foram proibidas no início anos 1980.

Além disso, em alguns destes veículos, dependendo entre outras coisas da distribuição de massas e do tipo de tração, se buscam apoios aerodinâmicos diferentes para cada eixo, pelo que pode haver um coeficiente diferente associado a cada um deles.

Ver também

• Camada limite
• Coeficientes aerodinâmicos
• Corpo sustentante
• Efeito solo
• Efeito Venturi
• Resistência aerodinâmica