Angulo de Ataque

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Continuando...

Ótimos questionamentos, parei pra pensar porque não é o tipo de coisa que se vê todo dia . Vou numerar as perguntas para responder/acrescentar/resumir o que o Braconi brilhantemente explicou ( pra você também Braconi).

renaq escreveu:1)Pessoal, como funciona o ângulo de ataque?
2) Quanto maior o ângulo de ataque maior a sustentação, mas no ângulo de ataque crítico pode haver um estol.
3) Esse Estol depende da velocidade?
4) Se um avião subir com velocidade em 90° ele só entrará em estol quando acabar a velocidade?
5) O Fluxo de ar consegue passar nas asas normalmente em um Looping por exemplo?
6) No caso do avião voar na vertical, qual sera o angulo de ataque das asas?
7) O angulo de ataque só tras efeito quando em baixa velocidade?
8) Por exemplo, estou a uma velocidade lenta, puxo o manche pra cima num angulo bem elevado ai o avião entra em estol, mas se eu estiver numa velocidade rapida, nao entrarei em estol, e porque?
9) O fluxo de ar nas asas é mantido e isso da sustentação?
10) Por que o avião com alta velocidade não estola quando voa num ângulo muito alto, por exemplo 90°? E por que um avião com baixa velocidade estola antes de inclinar a 90°?

1) Ângulo de ataque é o ângulo entre o Vento Relativo e a Linha da Corda. Ele gera a sustentação.
A sustentação é definida pela seguinte fórmula: L = 1/2 p x V² x S x Cl Sendo:
L= Sustentação; 1/2 p = Metade da densidade do ar; V² = Velocidade ao quadrado; S = Área da asa e Cl = Coeficiente de sustentação (cada asa tem o seu), depende da configuração da asa e do ângulo de ataque.
Aumetando o ângulo de ataque, aumenta-se a sustentação até certo ponto, ponto no qual ocorre o stall. O stall é nada mais que a rápida perda de sustentação na asa em função do descolamento dos filetes de ar, ou seja, eles não acompanham o perfil até o final e não criam a sustentação.

2) Parcialmente correto. O ângulo de ataque aumentando, aumentará a sustentação. Chegará ao ângulo de ataque crítico/ângulo de stall. Caso o ângulo de ataque ultrapasse o ângulo de ataque crítico/de stall, acontecerá o stall propriamente dito. Portanto, o ângulo de ataque crítico é o ângulo de máxima sustentação, passou ele, stall.

3) O estol depende da configuração da aeronave e do ângulo de ataque. Pense em uma ANV em voo nivelado, sem flape e com velocidade constante. Agora o piloto começa a reduzir a potência, levando ao mínimo. Para manter o voo nivelado, começa a aumentar o pitch, aumentando o ângulo de ataque. Ao chegar em certa velocidade, o ângulo de ataque será tal que ultrapassará o ângulo de sust. máxima, levando ao stall.
Caso o piloto selecione flap full, ele alterará a curvatura da asa, aumentando o Cl. Aumentando o Cl, ele poderá voar com uma velocidade ainda menor para obter a mesma sustentação que tinha quando estava sem flap e estolou.

Isso leva a crer que o stall depende da velocidade, mas na verdade a velocidade só demonstra o momento no qual o ângulo de ataque se torna o ângulo de sustentação máxima. Por curiosidade, no C-152, a velocidade de stall sem flap é 40kt e com flap full é 35kt.

4) Sim, mas nesse caso não é por falta de sustentação e sim por falta de tração. O voo é definido por um equilíbrio entre quatro forças:


Para ver a situação do voo em 90º, é só girar a figura à 90º. Você verá que a força atuante é a tração (empuxo) x arrasto. O que produz tração é o motor. Portanto, quando o motor não conseguir produzir mais tração suficiente para vencer o arrasto (que nesse caso será o arrasto da aeronave + força da gravidade), perderá velocidade até zerá-la, e começará a descer.

5) Sim, porque o fluxo de ar que dá sustentação é o vento relativo. Mas o piloto deve saber executar o looping pois se ele puxar demasiadamente o manche, irá aumentar rapidamente o ângulo de ataque levando ao stall.
Mas o quanto e como ele pode puxar não depende só do stall, depende também a força G atuante na aeronave. Teoricamente uma aeronave X até poderia fazer um looping bem fechado, mas isso faz aumentar a força G atuante, normalmente ultrapassando o limite que o ser humano aguenta.
Isso é bem evidente nos modelos acrobáticos. Como exemplo, o SU-31 aguenta de -10g a 12g. Entretanto o corpo humano bem preparado aguenta no máximo 9/10G.

6) Caso ele esteja subindo a 90º (e não em atitude de 90º), o ângulo de ataque será igual ao ângulo de sustentação nula (que varia para cada aeronave). A diferença entre subir a 90º e atitude de 90º está no movimento horizontal da aeronave. Pode ser que com o ângulo de 90º, a asa produza um pouco de sustentação, fazendo o avião não subir com trajetória totalmente reta.

7) Trás efeito em qualquer velocidade, tanto em baixas como em altas. Como o ajuste do fluxo não é instatâneo, não há como mudar o ângulo de ataque muito rapidamente. Quando isso acontece, há o stall. Teoricamente aumentando a velocidade, teriamos mais fluxo para perder durante o ajuste e continuar voando. Mas aí esbarramos no limite da força G sobre a ANV e o piloto.

8) Quanto maior a velocidade, "mais sustentação você terá pra gastar". Lembra da fórmula da sustentação?
L = 1/2 p x V² x S x Cl; Nesse exempo da aeronave X, vamos supor: 1/2p = 5, S = 2 e CL = 2
Com 100kt, o nosso L será igual a 2000. Aumentando a velocidade em somente 50kt, o L aumenta para 6000. Porisso, qualquer 25kt/50kt faz uma boa diferença para a sustentação.

9) O fluxo das asas é mantido sim, gerando a sustentação para que a aeronave consiga permanecer voando.

10) Essa pergunta nos leva à número 4. Em ângulos muito altos, o voo da aeronave passa a depender mais da tração do que da sustentação em si.
Você também pode pensar sobre aquilo que falei na nº 8: "Quanto mais velocidade, mais sustentação para gastar". Avião de alta velocidade possui motor potente, de baixa velocidade possui motor fraco. Quando o piloto começa a puxar, até atingir 90º, um motor potente consegue aguentar mais facilmente. O fraquinho perde velocidade muito fácil, estolando antes.
Um bom exemplo é o Su-27 e o 33. Eles são leves e tem motores potentes, porisso conseguem fazer isso:

https://www.youtube.com/watch?v=UfTH796fv1A

https://www.youtube.com/watch?v=N3lA-8yR62M

Esse vídeo de simulador também mostra que eles voam com alto ângulo de ataque mas tem o motor para ajudar:

https://www.youtube.com/watch?v=IONSRkA8pa4

Sem mais para o momento ( ), já peço desculpas por qualquer deslize técnico pois tentei simplificar ao máximo.
Valeu

Ótima explicação pjspiloto. Ponto para ti e também agradecendo a moderação por ter excluído mais um "mala" aqui no Voo Virtual. Sabemos que este não vai ser o último mas aqui não tem vez para isto. Abraços!

pjspiloto escreveu:Continuando...

Ótimos questionamentos, parei pra pensar porque não é o tipo de coisa que se vê todo dia . Vou numerar as perguntas para responder/acrescentar/resumir o que o Braconi brilhantemente explicou ( pra você também Braconi).

Ponto para você também pela EXCELENTE explicação...

Isto sim é um PC de verdade