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| Bombardier 415 |
Além de fazer os aviões parecerem legais, os designers também querem que eles voem bem. Para fazer isso, eles trabalham duro para fazer aviões que sejam estáveis. Muitas pequenas coisas mantêm um avião apontado na direção em que você deseja que ele siga, algumas das quais você pode nunca ter pensado ou notado. O efeito quilha é uma das pequenas coisas.
O efeito quilha é uma característica do projeto da aeronave que lhe confere estabilidade lateral. Em outras palavras, o efeito quilha do formato de uma aeronave a impedirá de rolar. O efeito quilha ajuda a manter o avião voando em linha reta em vez de entrar em uma curva toda vez que atinge um pouco de turbulência.
O que é estabilidade da aeronave?
A estabilidade de um avião pode ser descrita como sua tendência de permanecer voando reto e nivelado. Existem dois tipos de estabilidade - estática e dinâmica .
A estabilidade estática é a resistência de uma aeronave a ser perturbada em sua trajetória de voo. Pense em um avião voando em altitude. Se tiver estabilidade estática positiva e atingir um ponto acidentado de turbulência , o avião não se moverá muito. Se tiver estabilidade estática negativa, a turbulência pode fazer o avião virar , subir ou descer.
A estabilidade dinâmica é o que acontece com sua trajetória de voo se for perturbada. Se nosso avião se chocasse contra um solavanco e começasse a subir, voltaria sozinho ao voo nivelado? Se assim fosse, teria estabilidade dinâmica positiva. Se continuar a subir, mas em uma taxa constante, terá estabilidade dinâmica neutra. Se continuasse a subir e subir cada vez mais rápido até estagnar, teria estabilidade estática negativa.
Você pode pensar que os projetistas de aeronaves desejam que seus aviões sejam estáveis de forma positiva estática e dinamicamente positiva o tempo todo, certo? Mas, na verdade, cada plano possui uma mistura de diferentes características para diferentes propósitos.
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| Avião de demonstração acrobática Staudacher S-300 da Guarda Aérea Nacional |
Quanto mais estável for um avião, mais difícil será para o piloto manobrá-lo. A estabilidade está ligada à controlabilidade. Um avião muito estável requer muito trabalho por parte do piloto para subir, virar ou descer.
Portanto, ao projetar um avião acrobático de acrobacias, a estabilidade positiva pode não ser desejável. Ao projetar um avião de treinamento, alguma estabilidade é boa. Se estiver projetando uma grande aeronave de transporte , ainda mais estabilidade pode ser desejada.
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| Aeronave de transporte RAF A400M Atlas |
O que é estabilidade lateral?
Uma aeronave pode ser estável ou instável (ou negativamente estável, se você preferir) em torno de cada um de seus três eixos de voo.
Os três eixos de voo são:
- Lateral, que vai da ponta da asa à ponta da asa
- Longitudinal, que vai do cone do nariz ao cone da cauda
- Vertical, que sobe e desce através do CG
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| Direções de movimento e eixo de voo |
Os nomes de cada tipo de estabilidade não se referem ao eixo de movimento, entretanto. Em vez disso, seus nomes se referem à direção do movimento que controlam.
- A estabilidade longitudinal trata do controle da inclinação do avião - o movimento do nariz para cima e do nariz para baixo.
- A estabilidade direcional consiste em controlar a guinada do avião - seu movimento nariz para a esquerda e nariz para a direita.
- A estabilidade lateral consiste em controlar o movimento do avião - a tendência das asas de se inclinarem para um lado ou para o outro.
Para cada um desses tipos de estabilidade, os projetistas de aeronaves empregam recursos que podem ajudar a aumentar a estabilidade. Se um plano em teste demonstrar estabilidade ruim em uma área, os designers podem adicionar ajustes ao design para torná-lo melhor.
A estabilidade longitudinal é normalmente controlada pelo peso e equilíbrio da aeronave e pelo estabilizador horizontal .
A estabilidade direcional é controlada pela fuselagem e pelo estabilizador vertical , os quais mantêm o avião apontado na direção em que está viajando.
A estabilidade lateral é uma combinação de fatores de design, incluindo efeito quilha e diedro.
O que é o efeito de quilha na aeronáutica?
Um avião com estabilidade estática positiva graças a um forte efeito de quilha seria difícil de rolar para a esquerda e para a direita.
A “quilha” no efeito quilha é como a quilha de um navio, o que mantém o navio apontado para a direção que está tentando seguir.
Como funciona o efeito Keel?
Nos aviões, a fuselagem atua como uma quilha. Ele mantém o plano apontado na direção desejada.
Os aviões de asa alta têm um efeito de quilha maior do que os aviões de asa baixa. Se o avião for perturbado e uma das asas afundar, a fuselagem atua como um pêndulo. Basicamente, ele puxa o avião de volta ao voo nivelado.
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| Efeito Quilha |
De que outras maneiras um avião pode ter estabilidade lateral?
Além do efeito quilha, três outras características do projeto da aeronave contribuem para a estabilidade lateral positiva. Eles são diedros, de varredura e de distribuição de peso.
Diédrico
Se você ficar bem na frente da maioria dos aviões, perceberá que suas asas não são retas. Eles geralmente apontam um pouco para cima, de forma que as pontas das asas são mais altas do que as raízes das asas. O ângulo em que as asas encontram a fuselagem é chamado de diedro.
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| Diédrico |
Quando um avião com diedro é desviado para o lado e uma asa cai, a asa inferior obtém um ângulo de ataque mais alto. Isso leva a um aumento na sustentação, o que ajuda a rolar o voo nivelado do avião novamente.
Sweepback
Sweepback é um projeto de aeronave que apresenta asas cujas bordas de ataque recuam à medida que se afastam do avião. Aeronaves de alta velocidade costumam ter muito mais sweepback do que as de baixa velocidade.
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| Sweepback |
O sweepback melhora a estabilidade lateral? Sim, mas não tanto quanto o diedro.
Como o diedro, quando um avião com varredura é perturbado e solta uma asa em um rolo, a asa baixa apresenta sua borda de ataque mais perpendicular ao fluxo de ar. Isso aumenta a sustentação produzida, levantando a asa e retornando o avião ao voo nivelado novamente.
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