Sustentação (aerodinâmica)

Asa de um avião Airbus A320.

Exemplo de gráfico coeficiente de sustentação-ângulo de ataque.

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).

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

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

Animação do fluxo em uma asa de avião.

Forças atuando na asa de um avião.

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

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