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Como alguns aviões conseguem voar de cabeça para baixo?

As asas constituem a parte mais importante de um avião quando se trata da sustentação da aeronave, até porque elas são moldadas de maneira a maximizar a força flutuante oferecida pelo ar. No entanto, se o formato das asas é uma das características cruciais por trás da capacidade de um avião voar, como os aviões de acrobacias e os caças militares de combate conseguem voar de cabeça para baixo?

É interessante pensarmos nisso porque a orientação das asas em relação ao corpo do avião não costuma ser alterada quando os aviões voam de cabeça para baixo, não é mesmo? Em outras palavras, como os aviões conseguem manter a sustentação no ar mesmo com as suas asas voltadas para a direção oposta ao seu design aerodinâmico?

Bem, embora seja verdade que o formato das asas dos aviões tenha um papel significativo em sua capacidade de voar, essa não é realmente a principal razão pela qual um avião é capaz de voar pelo ar. Se fosse assim, jatos de combate e outras aeronaves nunca seriam capazes de voar de cabeça para baixo e realizar manobras de tirar o fôlego em pleno ar, até porque o formato das asas mudaria em relação à direção do movimento do avião.

Ou seja, há claramente outro fator importante em jogo e é isso o que vamos abordar ao longo desse post!

Uma questão de sustentação e angulação

As aeronaves em geral, ou qualquer outra coisa que consegue navegar pelo ar, como pássaros, pipas, um bumerangue ou até mesmo um avião de papel dobrado, apresentam uma força física trabalhando a seu favor que lhes permite continuar seu voo sem problemas: a sustentação.

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No campo da aerodinâmica, a sustentação é a componente da resultante aerodinâmica perpendicular ao vento relativo. Em termos mais simples, a tal “sustentação” tem esse nome porque é a força que eleva as coisas no ar. Mais especificamente, ela se opõe diretamente ao peso de um objeto que se move através de um fluido (que neste caso é o ar). Na prática, a sustentação está intimamente ligada à Terceira Lei de Newton, que diz que “para toda ação, há uma reação igual e oposta”.

Para um avião que se move pelo ar, a força que atua para baixo em seu corpo é o seu ‘peso’ (que por sua vez é ligeiramente diferente da ‘massa’ do avião). Para neutralizar essa força, a elevação é aplicada perpendicularmente ao avião, mas na direção ascendente. Para entender melhor como as forças descritas acima atuam exatamente em um avião, basta dar uma olhada nesta imagem:

Como você deve ter percebido, a sustentação gerada por um avião depende de suas asas. No entanto, o que pouca gente sabe é que, embora sua forma até seja importante em determinados aspectos, isso não é o principal fator colaborador da sustentação que um avião determinado avião experimenta. Na verdade, o “ângulo de ataque” é o responsável por isso. O “ângulo de ataque”, como você pode ver na imagem acima, é o ângulo determinado por uma linha de referência imaginária que indica o rumo de sustentação do avião com o ar que se aproxima.

Desse modo, quanto maior o ângulo de ataque, mais sustentação é gerada sob o avião. É por isso que as asas dos aviões são inclinadas com a borda principal apontada para cima em relação ao vento que se aproxima. Isso força o vento a “acumular-se” sob as asas. Dessa forma, a velocidade do vento que se move acima das asas é maior que a velocidade do vento abaixo delas, portanto, há uma maior pressão sob as asas, o que pode ser compreendido melhor através do estudo do princípio de Bernoulli.

Ou seja…

Com tudo o que foi explicado logo acima, podemos dizer que os aviões (mais especificamente as suas asas) viajam no topo de uma ‘nuvem densa de ar’, o que por sua vez acaba fornecendo sustentação suficiente. O mesmo vale os aviões que voam de cabeça para baixo, embora nem todas as aeronaves possam voar dessa forma. De fato, você não esperaria um avião comercial voar dessa maneira, exceto nos filmes de Hollywood.

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Isso acontece porque os aviões que precisam voar de cabeça para baixo consistentemente (como os aviões de acrobacias ou no caso dos caças militares de combate aéreo) têm asas simétricas. Portanto, eles não ficam limitados ao formato das suas asas. Basicamente, para voar de cabeça para baixo, eles só precisam inclinar as asas na direção certa para gerar sustentação suficiente.

Em suma, o que podemos concluir é que até faz sentido a afirmação de que o formato das asas possui um papel significativo no desempenho de um avião, mas o fato é que, em termos de sustentação, é essencialmente o ângulo de ataque das asas o principal fator que facilita todas aquelas manobras incríveis e de tirar o fôlego que fazem com que os aviões de acrobacias e os caças militares de combate sejam vistos como máquinas incrivelmente radicais.

Curiosamente, o voo invertido pode apresentar algumas desvantagens em certas aeronaves, no entanto, o problema do voo invertido não é necessariamente aerodinâmico. Na verdade, são os motores a verdadeira raiz do problema, pois para mantê-los funcionando, eles precisam de sistemas de lubrificação e combustível invertíveis, geralmente envolvendo o deslocamento de certos mecanismos para o lado correto durante as acrobacias. Porém, essa “desvantagem” é mais comumente vista em aviões mais antigos.

Os aviões são muito interessantes, não é mesmo? Compartilhe o post e deixe o seu comentário!

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