Canto do caixão: indo além das limitações
Com um nome sinistro, "Canto do Caixão" soa assustadoramente sinistro, mas não precisa ser. O comportamento das aeronaves dentro do canto do caixão é regido por diversos fatores aerodinâmicos conhecidos.
Uma vez que a interação entre esses fatores seja explicada e compreendida, a Curva do Caixão se torna muito mais previsível e navegável para o piloto experiente.
Com um nome sinistro, "Canto do Caixão" soa assustadoramente sinistro, mas não precisa ser. O comportamento das aeronaves dentro do canto do caixão é regido por diversos fatores aerodinâmicos conhecidos.
Uma vez que a interação entre esses fatores seja explicada e compreendida, a Curva do Caixão se torna muito mais previsível e navegável para o piloto experiente.
O que é a Esquina do Caixão?
Na Circular Consultiva 61-107B , a Administração Federal de Aviação (FAA) define Coffin Corner , ou Q-Corner, como é oficialmente chamado, como "um termo usado para descrever operações em altas altitudes onde uma baixa IAS resulta em uma alta velocidade verdadeira (TAS), conforme indicado pelo número de Mach em altos ângulos de ataque (AOA)".
Essencialmente, o termo "canto do caixão" identifica os limites superiores do envelope operacional de uma aeronave quando voando em grandes altitudes (acima de 25.000 pés). Esses limites também são conhecidos como teto aerodinâmico e representam a interseção entre estol e excesso de velocidade.
Como esse tipo específico de teto aerodinâmico está localizado em altitudes muito elevadas, ele é encontrado por pilotos de aeronaves a jato, e não por pilotos de pequenas aeronaves de aviação geral.
O que torna a Coffin Corner perigosa?
É difícil manter um voo reto e nivelado estável na curva de estabilidade, pois as margens são muito pequenas. Uma aeronave deve permanecer dentro de uma faixa de velocidade estreita e evitar ultrapassar os limites, pois voar muito rápido ou muito devagar fará com que o avião atinja a velocidade de estol.
A única maneira de voar na curva em forma de caixão (Q-Corner) é manter uma velocidade aerodinâmica verdadeira (TAS) constante dentro dos parâmetros estreitos, que se estreitam ainda mais com o aumento da altitude.
Aerodinâmica no canto do caixão
As duas variáveis-chave que determinam a aerodinâmica da curva em forma de caixão são a velocidade aerodinâmica verdadeira (TAS) e a altitude. Essas variáveis podem ser representadas em um gráfico com o eixo horizontal x representando a velocidade aerodinâmica verdadeira (TAS) e o eixo vertical y representando a altitude.
Lembre-se de que, embora uma aeronave entre em estol a uma velocidade indicada constante (IAS), à medida que a altitude aumenta e a densidade do ar diminui, a velocidade verdadeira (TAS) aumenta, e a aeronave terá uma velocidade de estol verdadeira mais alta. A linha plotada da velocidade de estol verdadeira (Vs) compõe o lado esquerdo do nosso gráfico de "canto do caixão".
Velocidade Máxima de Operação da Máquina (MMO)
A velocidade do som varia com a temperatura e diminui em temperaturas mais baixas. Isso significa que altitudes mais elevadas, com suas temperaturas mais frias, resultam em uma velocidade do som ou velocidade Mach menor. A linha traçada no lado direito do gráfico em forma de caixão representa a velocidade Mach máxima na qual o avião pode operar.
Como mostra o nosso gráfico, a estreita faixa de operação do ponto de inflexão (coffin corner) existe no pico da pirâmide representada no gráfico, delimitada de um lado pelo limite de estol e do outro pelo limite de Mach.
Evite voar muito rápido ou muito devagar.
À medida que a aeronave sobe em direção à Curva do Caixão, a margem entre a velocidade de estol e a velocidade Mach crítica diminui. Voando muito devagar, o piloto encontrará uma vibração de baixa velocidade e atingirá o limite de velocidade de estol. Voando muito rápido, o piloto atingirá o limite de Mach e encontrará uma vibração de alta velocidade, o que novamente causa separação do fluxo de ar nas asas e termina em estol.
Embora a maioria dos pilotos esteja familiarizada com a aerodinâmica de uma vibração ou estol em baixa velocidade, a vibração em alta velocidade e o limite de Mach podem ser menos conhecidos por alguns. As aeronaves possuem uma velocidade conhecida como Número Crítico de Mach ou M<sub>crit</sub>. Nessa velocidade, o ar sobre pelo menos uma parte do aerofólio (geralmente a parte superior das asas) atinge velocidades supersônicas.
As ondas de choque geradas pelas velocidades supersônicas criam separação do fluxo de ar e arrasto. O centro de sustentação também se desloca para trás, fazendo com que o nariz da aeronave tenda a inclinar-se para baixo à medida que se aproxima de Mach crítico. A velocidade logo abaixo dessa é a Mach máxima operacional (Mmo), e essa velocidade está localizada exatamente no lado direito da nossa pirâmide de Mach.
Alunos com aprendizado visual podem se beneficiar do vídeo "coffin corner" da PilotEd, que ajuda a explicar o conceito e ilustrar o problema de atingir a velocidade de estol da aeronave nessa situação. Saiba mais sobre "coffin corner" e outros fenômenos de voo em grandes altitudes em "Fly the Wing" .
Como Evitar a Esquina do Caixão
Para aviões comerciais, os pilotos precisam aprender onde os limites do envelope de voo se cruzam e quais são os padrões de certificação da aeronave que irão pilotar. Devem garantir que a aeronave seja capaz de manobrar e operar com uma força gravitacional mínima de 0,3 g no teto de serviço mais alto.
Munidos desse conhecimento, eles podem evitar a temida curva e permanecer dentro das margens de segurança da aeronave. Lembre-se: tenha cuidado com velocidades baixas ou altas ao operar dentro da Curva Q.
Você pode encontrar as limitações da aeronave no manual de voo. Certifique-se de anotar sua altitude, velocidade e peso para determinar a velocidade que causará as vibrações de aviso.
Perguntas frequentes
- Por que se chama "Esquina do Caixão"?
- O nome se refere à natureza perigosa dessa região do envelope de voo. A margem de erro é tão pequena que um deslize pode levar à perda de controle com consequências fatais, essencialmente "encurralando" o piloto.
- Como se recuperar do Coffin Corner?
- A principal solução é descer. Descer para uma altitude menor aumenta a densidade do ar, o que amplia a margem entre a velocidade de estol e a velocidade Mach crítica, dando ao piloto mais espaço para manobrar.
- As aeronaves modernas possuem proteção contra o fenômeno conhecido como "Coffin Corner"?
- Sim, a maioria dos jatos modernos está equipada com sistemas de proteção do envelope de voo que alertam os pilotos ou impedem automaticamente que a aeronave exceda os limites de velocidade ou ângulo de ataque seguros.
- O que é "Mach Tuck"?
- O Mach tuck é um efeito aerodinâmico no qual o centro de pressão da asa se desloca para trás à medida que a aeronave se aproxima da velocidade do som. Isso faz com que o nariz da aeronave incline para baixo, podendo levar a um mergulho do qual pode ser difícil se recuperar sem reduzir a velocidade.
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