O ângulo de ataque de uma aeronave: tudo o que você precisa saber

O ângulo de ataque tem um efeito significativo no desempenho aerodinâmico da aeronave.

Um Boeing 777-300ER da Cathay (Foto: Vincenzo Pace)

O ângulo de ataque da aeronave (AOA) é definido como o ângulo do vento contrário em relação à linha de referência da aeronave. Em outras palavras, o ângulo que o ar que se aproxima forma com o centro da fuselagem ou com um ponto médio projetado na asa é denominado AOA da aeronave.

O ângulo de ataque não deve ser confundido com o ângulo de inclinação da aeronave, que se refere ao ângulo da aeronave com o horizonte. O indicador de altitude ou a exibição do horizonte artificial na cabine indicam o ângulo de inclinação da aeronave. O AOA da aeronave às vezes pode ser confundido com o ângulo da trajetória de voo, que é o ângulo do vetor da trajetória de voo em relação ao horizonte.

Um diagrama do ângulo de ataque de uma aeronave (Imagem: Boeing)

O ângulo da trajetória de voo também pode ser chamado de ângulo de subida ou descida. Este artigo explora o AOA da aeronave e sua relação com quantidades aerodinâmicas críticas, como sustentação e arrasto.

O AOA e o elevador aerodinâmico

Na maioria dos aviões comerciais, a linha de referência projetada está em algum ponto médio da asa da aeronave. Os fabricantes referem-se a um ponto entre as bordas dianteira e traseira da asa como a linha ou ponto central da aeronave. O AOA é usado para determinar o desempenho da asa da aeronave.

O coeficiente de sustentação aerodinâmica é uma função do AOA da aeronave. A sustentação é produzida pela diferença de pressão na parte superior e inferior da asa. O ar de alta pressão sob a asa a empurra para cima, gerando sustentação.

Um gráfico dos coeficientes de sustentação em vários ângulos de ataque (Imagem: pgfinnote.com)

À medida que o AOA aumenta, o coeficiente de sustentação aumenta, resultando em uma força de sustentação mais significativa. O coeficiente de sustentação é máximo no AOA crítico, além do qual diminui. O AOA crítico, também chamado de AOA de estol, é acima do qual o fluxo que se aproxima se separa completamente da superfície da asa, resultando em uma diminuição abrupta na sustentação.

A velocidade de estol de uma aeronave varia de acordo com seu peso, centro de gravidade (CG) e fatores de carga. O AOA da aeronave pode ser calculado pela diferença entre o ângulo da trajetória de voo e o ângulo de inclinação, visto que o ângulo da trajetória de voo é referenciado com o horizonte.

O AOA e o arrasto aerodinâmico

O AOA de uma aeronave afeta significativamente o arrasto aerodinâmico que ela gera durante o voo. À medida que o bordo de ataque da asa é elevado (aumento no AOA), o fluxo de ar na superfície superior da asa acelera e faz a transição do fluxo laminar para o fluxo turbulento . Como resultado, o arrasto total das aeronaves aumenta.

Um Boeing 777 da Alitalia (Foto: Vincenzo Pace)

O arrasto total é uma combinação de arrasto parasita (forma, fricção da pele e interferência) e arrasto induzido por sustentação. O arrasto induzido pela sustentação é gerado como um subproduto do downwash dos vórtices das pontas das asas. Os vórtices nas pontas das asas são espirais de bolsas de ar criadas pelo fluxo de ar que envolve as pontas das asas.

À medida que o AOA aumenta, a força dos vórtices nas pontas das asas aumenta, aumentando assim o arrasto induzido pela sustentação. O arrasto devido à sustentação pode chegar a 70% do arrasto total durante a subida e tão baixo quanto menos de 5% durante o voo nivelado em alta altitude.

Com informações do Simple Flying