Aeronaves de asa alta x aeronaves de asa baixa - Conheça as diferenças fundamentais

Exploramos as diferenças fundamentais entre os dois designs.

As aeronaves têm asas presas à fuselagem de duas maneiras principais – acima da fuselagem (asa alta) ou abaixo do ponto médio da fuselagem (asa baixa). Grandes aviões comerciais a jato tendem a ter asas baixas e por um bom motivo. Mas outros, incluindo aeronaves de treinamento menores, aeronaves a hélice, militares e muitas aeronaves de carga, geralmente têm asas altas. Exploramos as muitas diferenças entre os dois designs.

Asa alta ou asa baixa

A maioria das aeronaves que você vê hoje tem asas altas acima da fuselagem ou asas baixas parcialmente abaixo da fuselagem. Existem, é claro, outras opções possíveis, como biplanos com duas asas.

Não é apenas a localização da asa que difere. O tipo de duas asas também são projetados de forma diferente. As asas altas tendem a ser mais planas, enquanto as asas baixas terão um ângulo para cima (conhecido como diedro). Isso é para compensar a maior estabilidade oferecida pelas asas altas (isso é baseado na localização relativa do centro de massa e do centro de sustentação.

(Foto: ATR)

A escolha da asa é principalmente prática. Há algum efeito no desempenho, com asa baixa geralmente oferecendo melhor aerodinâmica e desempenho. Mas as principais diferenças se resumem à estrutura física da aeronave resultante.

Uma coisa importante a notar sobre as asas é que elas não são meramente os anexos 'externos' que você vê. As aeronaves necessitam de estruturas adicionais para sustentar a asa, e além das asas externas, existe uma caixa de asa central conectando as asas à fuselagem, e levando grande parte da carga da aeronave.

Essa caixa de asa é um fator essencial – tem que ir para algum lugar, e isso afeta o interior da aeronave. Em uma aeronave de asa baixa, isso será baixo na fuselagem (abaixo da cabine de passageiros e gerenciável como parte do porão de carga). As asas e a caixa das asas também podem ser usadas para abrigar parte das estruturas do trem de pouso.

(Foto: Arpingstone via Wikimedia)

Em uma aeronave de asa alta, estará acima da fuselagem, permitindo uma fuselagem aberta e desimpedida perfeita para carregar carga.

Diferenças entre asas baixas e altas

Algumas das principais diferenças na estrutura e desempenho da aeronave incluem:

• Espaço da cabine: Conforme discutido, as asas altas permitem que o interior da fuselagem fique livre de estruturas adicionais, oferecendo um uso mais flexível do espaço.
• Impacto no projeto do trem de pouso: Em uma aeronave de asa baixa, o trem de pouso geralmente pode ser construído na mesma estrutura. Em uma aeronave de asa alta, estruturas de engrenagem adicionais precisam ser adicionadas.
• Absorção da força de pouso e segurança: As asas baixas oferecem mais capacidade de absorver as forças de pouso através da estrutura da asa baixa e da caixa da asa/trem de pouso. As asas baixas também são consideradas mais seguras no caso de um pouso de emergência ou de marcha acelerada, pois as asas sofrerão alguns dos impactos. Eles também são mais seguros em um pouso na água, pois manterão a fuselagem acima da água, além de fornecer uma rota de saída.
• Distância ao solo: As asas altas claramente têm mais distância ao solo. Isso também mantém os motores mais afastados de terrenos soltos ou irregulares. Mas, por outro lado, os motores mais baixos são mais fáceis de acessar para verificações e manutenção.

(Foto: Tim Rademacher via Wikimedia Commons)

Asas baixas combinam com aeronaves comerciais de passageiros

A maioria das grandes aeronaves comerciais que você vê no dia a dia tem asas baixas. Isso funciona bem com o layout da cabine, com o compartimento de passageiros acima da asa e o compartimento de carga separado abaixo, combinado com as estruturas da asa e do trem de pouso.

Também é mais seguro, tanto em pousos de emergência quanto em caso de incêndio no motor. E é muito mais fácil acessar os motores e reabastecer a aeronave durante as rápidas rotações nos aeroportos.

(Foto: Linnea Ahlgren / Simple Flying)

Mas asa alta pode ser comum em outros lugares

A asa alta, com seu espaço extra de cabine e alta folga especialmente, se adapta, no entanto, a vários tipos de aeronaves, incluindo:

Aeronaves de carga dedicadas: aeronaves de transporte civil e militar podem se beneficiar das opções de carregamento flexíveis de um único compartimento de carga grande. Obviamente, as variantes de carga dos modelos de passageiros (como o 777 e o 747 mantêm asas baixas). Um dos problemas da versão proposta do cargueiro A380 eram as limitações no compartimento de carga oferecido.

(Foto: Md Shaifuzzaman Ayon via Wikimedia Commons)

Aeronaves militares: Aeronaves militares pesadas geralmente favorecem asas altas tanto pela flexibilidade da carga quanto pelas vantagens operacionais em terrenos acidentados ou não pavimentados.

Aeronaves de passageiros que exigem maior espaço livre: Uma área onde as asas altas podem ser úteis em uma aeronave de passageiros é ao operar em terrenos acidentados ou pistas não pavimentadas. Ele oferece mais espaço e mantém o motor mais longe do solo empoeirado. Também permite flaps maiores, ajudando no desempenho em decolagens e aterrissagens em pistas curtas. As séries BAe 146 e ATR são bons exemplos disso.

(Foto: ATR)

Aeronaves leves menores: Vários tipos de aeronaves de passageiros pequenas, de dois a quatro lugares, têm asas altas. A escolha de uma asa alta ou baixa nessas aeronaves é muito diferente de aeronaves grandes, e a escolha muitas vezes se resume à preferência do piloto. Asas altas aqui podem ter várias vantagens, incluindo melhor visão, maior distância ao solo e ainda mais sombreamento da cabine.

(Foto: Curimédia via Wikimedia Commons)

E o design da asa mesclada?

Um projeto de asa mista é bem diferente dos projetos de asa fixa existentes. Como o nome sugere, uma aeronave de asa combinada não tem fuselagem definida e, em vez disso, 'combina' a asa e a fuselagem em uma única construção.

Em vez das asas fornecerem sustentação em um design tradicional, um avião de asa mista obtém sua sustentação de toda a estrutura. Houve várias tentativas de produzir jatos militares e de passageiros em grande escala com asas combinadas no passado.

(Imagem: Airbus)

O fabricante britânico Armstrong Whitworth desenvolveu o AW 52, com dois protótipos voando. Mas a pesquisa não levou a nenhuma produção de aeronaves. O fabricante norte-americano Northrop Grumman também se interessou. Desenvolveu os bombardeiros experimentais YB-35 e YB-49.

Teoricamente, acredita-se que uma aeronave de asa mista seja aerodinamicamente mais eficiente, com arrasto reduzido e sendo mais leve do que um design tradicional de asa fixa. Mas essa construção exige que a área da fuselagem seja profunda o suficiente para uso e, como tal, pode aumentar o arrasto.

Existem outros desafiantes com um design misto também. Um avião grande o suficiente para acomodar asas combinadas pode ser grande demais para muitos aeroportos, limitando seu uso. O posicionamento dos motores nesses aviões também seria crítico, pois colocá-los dentro da estrutura da aeronave, em vez de cápsulas externas, levaria ao acesso, bem como a possíveis problemas de segurança.

Este é um conceito que ainda está sendo explorado e, com alguma inovação e refinamento, poderá se tornar realidade em escala comercial no futuro.

Edição de texto e imagens por Jorge Tadeu (com informações da Simple Flying)