A Técnica das Asas Insufláveis (Ram Air Canopy) – Aerodinâmica

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Um velame tem características técnicas semelhantes às asas dos aviões, com as particularidades próprias de ser projectada para voar a baixa velocidade e de a força motriz utilizada para a fazer voar ser apenas a da força da gravidade gerada pelo peso do conjunto pára-quedista/equipamento.
Um velame tem características técnicas semelhantes às asas dos aviões, com as particularidades próprias de ser projectada para voar a baixa velocidade e de a força motriz utilizada para a fazer voar ser apenas a da força da gravidade gerada pelo peso do conjunto pára-quedista/equipamento.
Principais elementos característicos da asa:

-Extradorso – Linha de contorno superior do perfil

-Intradorso – Linha de contorno inferior do perfil

-Bordo de ataque – Linha frontal de união do extradorso com o intradorso

-Bordo de fuga – Linha à rectaguarda de união do extradorso com o intradorso

-Corda – Linha que une o bordo de ataque com o bordo de fuga nos perfis biconvexos e que é tangente em pelo menos dois pontos nos perfis concâvo-convexos e plano-convexos.

-Linha de sustentação nula – Linha a partir do bordo de fuga, paralela à direcção do
movimento relativo, a partir da qual a sustentação é nula.

-Ângulo de sustentação nula – ângulo de ataque a partir do qual a sustentação é nula.
negativo para todos os perfis excepto para os simétricos em que é zero.

-Envergadura – Distância máxima entre os extremos da asa.

-Profundidade média da asa – É o comprimento médio da corda (dado pela razão entre a
corda e a envergadura c=a/c)

-Razão de aspecto ou Aspect Ratio (AR) – Razão entre a envergadura e a corda média
AR= Enverg 2/Area nas asas elípticas AR= S2/a ou,
AR = Enverg/Corda AR=S/C nas asas rectangulares

-Ladeira de Descida ou Glide Angle – Ladeira de descida real efectuado pelo pára-quedas,
tem a ver, sobretudo, com o ângulo de incidencia da asa (Trim). Equivalente à razão de
descida.

-Razão de Descida ou Glide Ratio (GR) – Razão entre a distância percorrida na horizontal
com a percorrida na vertical. Equivalente à Ladeira de Descida.

-Ângulo de Incidencia (Trim)- Ângulo formado pela corda e a direcção do movimento tomado
no horizonte (anda entre os 10 e os 23 graus nos velames para paraquedismo).



Figura 1

Fenômenos aerodinâmicos resultantes das características do desenho de uma asa.

Considerando um determinado perfil, com determinada forma aerodinâmica, inserido numa camada de ar em movimento. Conforme podemos apreciar na figura 2, cada uma das partes da sua superfície, é sujeita a uma força desigual cuja resultante lhe dá a sustentação pretendida, em função da sua velocidade relativa ao ar, superfície, desenho de perfil e de planta. Tais forças acontecem em virtude das diferentes velocidades das camadas de ar entre si junto ao perfil, e por motivo do desenho deste, originando pressões e depressões onde a força resultante, chamada de Centro de Pressäes (CP), que está em média próxima dos 25% da distância do bordo de ataque, tende a empurrar a asa para cima, estando sempre afectada pela resistência ao avanço.



Figura 2

Resistência induzida

A resistência induzida é, por estar interligada com a resistência ao avanço, um dos fenómenos que mais afecta a eficácia de uma asa. Tal resistência (induzida) deve-se às diferenças de pressão entre o intradorso e o extradorso, levando a que nas extremidades da asa se dê um escoamento lateral do ar das zonas de alta para as de baixa pressão. Em virtude destas diferenças de pressão, o ar não se escoa segundo os planos normais que a forma da asa faria adivinhar, mas sim oblíquamente, para o centro no extradorso e para as extremidades no intradorso.

Desta forma, quando os fluxos se encontram, ou chocam, fazem um ângulo entre si que provoca uma esteira de turbulência, os chamados vórtices livres que se ampliam gradualmente do centro para as extremidades. Estes fluxos são deflectidos para baixo a uma velocidade, chamada velocidade induzida.

O conhecimento destes fenómenos tornou-se extraordináriamente importante para os projectistas para, assim, poderem desenhar a asa perfeita, onde a sua forma, perfil, razão/aspecto etc., originem o mínimo de resistência induzida. Daqui se pode concluir que o aparecimento das pequenos velames, com perfis afilados e AR acima dos 2.5, e, sobretudo, as asas de forma elíptica, não se deu por mero acaso, mas sim face à necessidade de contrariar ao máximo os efeitos perniciosos da resistência induzida que, para além de afectar a velocidade também altera a forma e a estabilidade em voo com as respectivas implicaçõeses no factor segurança.

O Perfil

O perfil que é um dos factores mais importantes no desempenho do velame, pode ter a forma concavo/convexa ou biconvexa e a sua altura máxima anda na ordem dos 18%, 14% a 16% e 11% do comprimento da corda, consoante se tratem de velames de baixa, média e alta performance respectivamente.

Baixas secções de perfil aumentam a velocidade, reduzem a resistência ao avanço e a resistência induzida, diminuem a força a exercer nos manobradores, mas também tornam a asa menos tolerante. Nas secções de perfil alto, como é‚ óbvio, passa-se o contrário.

Percentagens de distribuição da resistência ao avanço

-Resistência induzida – 44,3%

-Resistencia provocada pelo pára-quedista e materiais suspensos – 6,5%

-Resistência prococada pelos cordões de suspensão, piloto e slider – 40,4%

-Atrito do material de construção do velame – 1,7%

-Resistência frontal da asa – 6,5%



Figura 3

A Razão/Aspecto ou Aspect Ratio (AR)

Um dos aspectos que influencia as características de uma asa‚ é o seu coeficiente de razão aspecto (AR) que é‚ como já vimos, a relação entre a envergadura e a profundidade da asa (AR = S/C) ou, nas asas, elípticas a razão entre a envergadura elevada ao quadrado e a àrea (AR=S 2/a).

De forma simplificada poderemos classificar da seguinte forma os velames quanto à sua Razão/Aspecto:

-Alto AR asas de 3.1/1 a 2.5/1

-Médio AR asas de 2.4/1 a 2/1

-Baixa AR asas de AR inferior a 1.9/1

Aparência à escala real da Planta das Asas



Figura 4


O Limite prático, máximo do AR para paraquedismo anda nos 3/1, porque a partir deste número a estabilidade da asa começa a ficar comprometida.

Caracteristicas quanto ao AR

Os velames de alto AR efectuam ladeiras de descida mais planas e voltas mais rápidas, mas pela primeira razão e essencialmente por terem menos estabilidade direccional, necessitam de maiores espaços para aterragem, por isso são pouco recomendáveis para aterragens em espaços exíguos (demonstrações e PRC). Também têm uma maior tendência aos maus funcionamentos, precisamente pela má estabilidade direccional, pela tendência ao “oversteer” (voltas induzidas, tendência a continuar a volta quando se nivelam os manobradores ou com eles bloqueados).

Por outro lado os velames de baixo AR possuem características de voo e abertura mais previsíveis e suaves, recuperam melhor de situações de perda e podem fazer uma ladeira de descida mais vertical, pelo que são bastante utilizadas em saltos onde a precisão é factor fundamental.
Hoje há já velames de baixo AR com performances, muito aproximadas às de alto AR de alta performance.

Texto: Roque Santos

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