Parada de avião: a perigosa verdade sobre isso

Todos que possuem pelo menos uma licença de piloto privado tiveram que aprender e praticar a recuperação de estol. Você deve se lembrar que durante o curso teórico, aprendeu sobre ângulo de ataque, ângulo de ataque crítico e os vários tipos de estol.

Hoje vamos revisitar os conceitos básicos de aerodinâmica e características de voo, definindo exatamente o que é uma perda de sustentação e o que causa a perda de sustentação em aviões.

Também esclareceremos as relações entre velocidade, peso da aeronave, ângulo de ataque, ângulo de ataque crítico, velocidade de estol da aeronave, fator de carga alar e outros fatores.

O que é uma perda de sustentação em um avião?

De acordo com o Manual de Conhecimentos Aeronáuticos do Piloto , uma perda de sustentação é "uma rápida diminuição da sustentação causada pela separação do fluxo de ar da superfície da asa, provocada pela ultrapassagem do ângulo de ataque crítico".

Quando chegou a hora do seu treinamento prático, você memorizou a velocidade de estol e o ângulo de ataque crítico da sua aeronave. Seu instrutor de voo o orientou na iniciação de um estol e na recuperação dele. Você sobreviveu, demonstrou a habilidade durante o voo de avaliação e seguiu em frente. Pode ser que você tenha praticado muito a recuperação de estol desde então, ou não.

O ponto é o seguinte: quanto mais entendermos sobre a aerodinâmica das estolagens e o que causa cada tipo de estolagem em aeronaves, mais sucesso teremos em prevenir estolagens ou em nos recuperar delas de forma rápida e eficaz.

A verdade perigosa, segundo a FAA, é que:

“Mais de 25% dos acidentes fatais na aviação geral ocorrem na fase de manobras do voo. Desses acidentes, metade envolve situações de estol/parafuso.”

A FAA ficou tão preocupada com essa estatística que divulgou um aviso de segurança destacando os benefícios da instalação de um sistema de ângulo de ataque (AOA) para complementar os sistemas de alerta de estol existentes.

Qual é a aparência de um avião quando ele entra em estol?

Observar o fluxo de ar durante uma estolagem nos ajuda a visualizar como o fluxo de ar começa a se separar da asa à medida que se aproxima da estolagem.

Ao observar o movimento dos fios presos à asa, podemos ver os vórtices borbulhantes e caóticos se desenvolvendo na borda de fuga e se espalhando para a frente em direção à borda de ataque quando a asa entra em estol.

Assim que a perda de sustentação é corrigida, o fluxo de ar retorna para encontrar a superfície da asa e o voo normal é retomado.

O que causa a perda de sustentação de um avião?

Com base na definição do nosso Manual do Piloto, sabemos que uma estolagem ocorre quando o fluxo de ar se separa da superfície da asa. Também sabemos que essa separação resulta da ultrapassagem do ângulo de ataque crítico. Isso significa que a resposta simples para a pergunta "O que causa a estolagem de um avião?" é "ultrapassar o ângulo de ataque crítico".

Causas de estol de aeronaves

A perda de sustentação pode ocorrer devido a uma variedade de fatores, incluindo ângulos de ataque excessivamente íngremes, baixa velocidade, ângulos de inclinação acentuados, acúmulo de gelo nas asas, problemas de peso e balanceamento, perda de potência do motor, ar turbulento ou cisalhamento do vento, configurações incorretas dos flaps e erro do piloto.

Esses fatores interrompem o fluxo de ar suave sobre as asas, reduzindo a sustentação e podendo levar a uma perda de sustentação se não forem gerenciados adequadamente.

Ótimo, mas quais fatores influenciam as estolagens? Como nossas ações como pilotos impactam a probabilidade de uma estolagem? Para responder a essas e outras perguntas, é hora de mergulhar na aerodinâmica de voo.

Forças do Voo

Durante o voo, existem quatro forças que afetam a aeronave. Elas estão todas inter-relacionadas, portanto, uma mudança em uma afetará as outras. Ao analisarmos como essas forças atuam, estaremos estabelecendo as bases para a compreensão do estol.

• A sustentação é uma força vertical ascendente gerada principalmente pelas asas. Ela atua perpendicularmente à direção relativa do vento.
• O peso é uma força vertical descendente gerada pela gravidade. Ele atua perpendicularmente à superfície do solo.
• O empuxo é uma força horizontal para a frente gerada pelo(s) motor(es) da aeronave. Ele atua paralelamente à trajetória de voo.
• A resistência aerodinâmica é uma força horizontal que atua para trás, gerada pela resistência natural do ar à medida que o avião se move. Ela age paralelamente à trajetória de voo.

As duas forças verticais, sustentação e peso, se opõem. Durante o voo reto e nivelado, a sustentação é igual ao peso. Na subida, a sustentação é maior que o peso. Na descida, o peso é maior que a sustentação.

As duas forças horizontais também se opõem. A uma velocidade constante, o empuxo e o arrasto são iguais. Na aceleração, o empuxo é maior que o arrasto. Na desaceleração, o arrasto é maior que o empuxo.

Para manter um voo reto e nivelado, todas as quatro forças opostas devem estar em equilíbrio.

Qual o impacto da velocidade nas paradas?

Como acabamos de discutir, para que uma aeronave mantenha um voo reto e nivelado, todas as quatro forças opostas de voo devem estar em equilíbrio. Se a velocidade estiver aumentando ou diminuindo, essas forças deixam de estar em equilíbrio.

Como pilotos iniciantes, memorizamos a velocidade de estol da nossa aeronave, e é justamente nesse conceito de velocidade de estol que podemos nos confundir um pouco sobre a relação entre estol e velocidade. Portanto, vamos esclarecer.

À medida que diminuímos a velocidade, precisamos aumentar o ângulo de ataque para manter a sustentação. Se continuarmos diminuindo a velocidade e aumentando o ângulo de ataque, em algum momento atingiremos o ângulo de ataque crítico. Nesse ângulo, o ar não consegue mais fluir suavemente sobre a asa. Ele se desprende da asa, perdemos sustentação e a aeronave estola.

Como o peso influencia as paralisações?

À medida que você aumenta o peso da sua aeronave, precisará de mais sustentação. Sabemos que mais sustentação é gerada por um aumento no ângulo de ataque. Assim como no exemplo anterior, em algum momento, se continuarmos aumentando o peso da aeronave, o ângulo de ataque também deverá aumentar até atingir o ângulo de ataque crítico, momento em que a aeronave entra em estol.

Como as curvas inclinadas afetam as paradas?

Ao iniciarmos uma curva inclinada, a sustentação gerada pelas asas permanece perpendicular a elas e se desloca juntamente com a aeronave. Ela deixa de contrabalançar diretamente a gravidade, como acontecia em voo reto e nivelado.

Agora temos algo chamado vetor de sustentação, que leva em consideração as componentes vertical e horizontal da sustentação. Se não alterarmos mais nada, a sustentação total gerada nessa curva inclinada será menor do que em voo reto e nivelado. Nossa aeronave tenderá a descer.

Para fazer uma curva e manter a altitude, precisamos aumentar a sustentação. Para aumentar a sustentação, aumentamos o ângulo de ataque. Se aumentarmos o ângulo de inclinação lateral, aumentamos o ângulo de ataque necessário.

Eventualmente, se o nosso ângulo de inclinação for muito acentuado, não conseguiremos mais compensar, pois atingiremos o ângulo de ataque crítico e o avião entrará em estol.

Como o fator de carga afeta as paradas?

Durante a manobra de curva com inclinação superior à permitida, também aumentaremos o fator de carga da nossa aeronave.

Quando estamos voando em linha reta e nivelada, o fator de carga é igual à nossa sustentação dividida pelo nosso peso. Nossas quatro forças opostas estão equilibradas, então nossa sustentação é igual ao nosso peso e nosso fator de carga é 1.

Ao entrarmos na curva, um aumento no ângulo de inclinação causa um aumento na carga ou força G sobre a aeronave, fazendo com que ela pareça mais pesada do que realmente é. Esse aumento no fator de carga eleva a velocidade de estol.

5 Sinais de Estol da Aeronave

1. Vibração: Quando o avião treme e chacoalha, é um sinal revelador de que algo está errado com o fluxo de ar sobre as asas. Este é um precursor comum de uma perda de sustentação, alertando os pilotos para que tomem medidas imediatas.
2. Perda de eficácia do controle: À medida que o ar se separa das asas, os comandos tornam-se menos responsivos e imprecisos. Isso dificulta que os pilotos mantenham o controle da aeronave.
3. Ativação do Sistema de Alerta de Estol: O sistema de alerta de estol inclui sinais sonoros e visuais, como um vibrador de vara ou um alerta sonoro, para avisar sobre um estol iminente.
4. Inclinação do nariz para cima: A inclinação repentina do nariz da aeronave para cima sugere um possível aumento em seu ângulo de ataque.
5. Descida repentina ou rápida: Subitamente e sem aviso prévio, a aeronave começou a descer, um sinal de que estava perdendo sustentação. Isso pode indicar uma possível perda de sustentação.

Como se recuperar de uma estagnação

1. Reduza imediatamente o ângulo de ataque baixando o nariz para restabelecer o fluxo de ar sobre as asas.
2. Aplique potência máxima para aumentar a velocidade, ganhar sustentação e nivelar as asas.
3. Assim que recuperar o controle da aeronave, nivele as asas suavemente, mas com firmeza, e suba gradualmente de volta a uma altitude segura. Ajuste o trim, suba ou arremeta, se necessário.

Nota: Evite comandos bruscos e mantenha o voo coordenado durante todo o processo de recuperação para evitar uma segunda perda de sustentação ou perda de controle.

Perguntas frequentes

Um avião pode sofrer estol em qualquer velocidade?

Sim. Um avião pode entrar em estol em qualquer velocidade, altitude e com qualquer potência. O estol ocorre sempre que a asa ultrapassa seu ângulo de ataque crítico, independentemente da velocidade indicada no velocímetro. É por isso que estóis em alta velocidade (estóis acelerados) podem ocorrer durante manobras bruscas.

Qual a diferença entre uma estolagem e uma derrapagem?

A perda de sustentação é causada pela separação do fluxo de ar. Um parafuso é uma perda de sustentação agravada que resulta em autorrotação. Para que ocorra um parafuso, a aeronave deve estar em estol e descoordenada (guinando). Não é possível entrar em parafuso sem antes causar o estol da aeronave.

O que é "Velocidade de Manobra de Projeto" (Va)?

A velocidade de manobra de projeto (Va) é a velocidade na qual movimentos de controle totais ou abruptos podem ser realizados sem sobrecarregar a estrutura da aeronave. Em velocidades abaixo de Va, a aeronave entrará em estol antes de ultrapassar seu limite de carga estrutural.

A posição do centro de gravidade (CG) (dianteiro ou traseiro) afeta a velocidade de estol?

Sim. Um centro de gravidade mais recuado geralmente resulta em uma velocidade de estol menor e dificulta a recuperação devido à redução da estabilidade longitudinal. Um centro de gravidade mais avançado resulta em uma velocidade de estol maior, mas proporciona melhor estabilidade e facilita a recuperação do estol.

Como o gelo afeta as estolagens?

O acúmulo de gelo interrompe o fluxo de ar sobre a asa, diminuindo a sustentação e aumentando o arrasto. Isso faz com que a asa entre em estol com um ângulo de ataque menor e uma velocidade maior do que o normal. Mesmo uma pequena quantidade de gelo pode degradar significativamente o desempenho.

Remover

A perda de sustentação pode ser perigosa e fatal, mas muitas vezes é evitável. Sistemas de alerta de perda de sustentação e sistemas de ângulo de ataque podem nos dar algum aviso prévio de uma perda de sustentação iminente, mas, frequentemente, a melhor maneira de evitar uma perda de sustentação é conhecer bem a aerodinâmica que a causa.

Uma compreensão clara e uma percepção aguçada das situações de "cuidado" nos ajudarão a evitar problemas e a reconhecer perigos potenciais assim que começarem a se desenvolver, em vez de um momento antes de se tornarem críticos.

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