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O Planeio
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ARRASTO
O que é arrasto (D)?
É a resistência ao movimento de um objeto (aeronave) através do ar.
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Defina os dois tipos mais importantes de arrasto e sua relação com a velocidade.
Arrasto Parasita (Dp) e Arrasto Induzido (Di).
1. Arrasto Parasita (profile drag ou zero-lift drag) - toda força que se opõe ao deslocamento do avião e que
não é produzida pela força de sustentação das asas. As principais fontes são:
- Atrito superficial de todo o avião com o ar, incluindo as asas;
- Arrasto de todas as partes do avião expostas ao vento relativo, excluindo as asas.
O Arrasto Parasita aumenta proporcionalmente com a velocidade, uma vez que quanto mais rápido uma
aeronave se desloca pelo ar mais moléculas atritam com as superfícies, o que aumenta a resistência ao
avanço da aeronave pelo ar.
2. Arrasto Induzido (induced drag) - é o arrasto que surge como a geração de sustentação pelas asas. Como
a Sustentação é diretamente proporcional ao Ângulo de Ataque, mais Arrasto será gerado com Ângulos de
Ataque cada vez maiores, pela exposição de mais áreas
frontais (superfícies) da aeronave ao vento relativo. O
Arrasto Induzido está associado com os vórtices de pontade-asa.
Quanto maior for o Ângulo de Ataque (em situações, por
exemplo, de voos em baixas velocidades), maior vai se
tornando o Arrasto Induzido. Logo, o Arrasto Induzido
aumenta com a queda da velocidade da aeronave, devido à
necessidade dos altos Ângulos de Ataque necessários para
manter a Sustentação.
Assim, temos que o Arrasto Total (D) de uma aeronave é a soma do Arrasto Parasita (Dp) e do Arrasto Induzido (Di):
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Logo, sabendo das características dos dois tipos principais de arrasto e de suas relações com a velocidade, temos o
seguinte gráfico:
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Logo, a VIMD - Minimum Drag Indicated Speed é a velocidade da aeronave na qual os valores do Arrasto Parasita e
do Arrasto Induzido são iguais, o que resulta no menor valor do Arrasto Total. Consequentemente, esta velocidade
representa a melhor relação L/D (Sustentação/Arrasto Total), o que irá prover a melhor eficiência aerodinâmica e o
máximo alcance da aeronave (maior distância percorrida por combustível consumido).
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Velocidade, Ângulo e Razão de Planeio
Uma particularidade da VIMD é que ela também corresponde à velocidade de melhor Ângulo de Planeio, ou seja, a
que permite ao avião atingir a maior distância possível a partir de uma altura, em vôo planado sem motor (maximum
glide range).
Ângulo de Planeio é a inclinação da trajetória do avião em relação ao horizonte. O melhor Ângulo de Planeio
corresponde também à melhor Razão de Planeio, que é a relação entra a altura na qual o avião iniciou o planeio e a
distância horizontal percorrida. Se, por exemplo, de uma altura de 1.000 pés, um avião plana por uma distância de
10.000 pés, este avião tem uma Razão de Planeio de 1 para 10 (1:10) naquele momento.
Logo, a Razão Máxima de Planeio é obtida quando a aeronave é voada na sua VIMD.
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Qual o efeito do peso no voo planado?
Examinando-se a figura abaixo, que é a representação das forças atuando sobre o avião em vôo planado sem
potência, podemos tirar as seguintes conclusões:
A. A força de Sustentação “L" e a componente do Peso perpendicular à trajetória , “CW1”, tem o mesmo
valor;
B. O Arrasto Total “D" e a componente do peso paralela à trajetória, “CW2”, também são de igual valor;
C. Os ângulos “⍬1”, “⍬2" e “⍬3" são iguais.
Vimos que a Razão de Planeio (RP) é a relação entre a altura (h) na qual o avião iniciou o planeio e a distância
horizontal percorrida (AC), ou seja:
Porém,
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Como “⍬1”, “⍬2" e “⍬3" são iguais, tg ⍬1 = tg ⍬3, ou seja:
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A fórmula do Arrasto é a seguinte:
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Onde: D = Arrasto Total
CD = Coeficiente de Arrasto
ρ = densidade do ar
S = superfície (área equivalente)
V = velocidade da aeronave
A fórmula da Sustentação é a seguinte:
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Onde: L = Sustentação
CL = Coeficiente de Sustentação
ρ = densidade do ar
S = área das asas
V = velocidade da aeronave
Assim sendo:
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Logo, verifica-se que o Peso não tem influência no Ângulo de Planeio. No valor desse ângulo influenciam apenas os
valores dos Coeficientes de Arrasto e Sustentação. Nem o Peso e nem a densidade do ar estão incluídos. Estes dois
últimos fatores influem, isto sim, na Velocidade de Planeio (VIMD) e, consequentemente, na Razão de Descida.
O alcance máximo de planeio (maximum glide range) é proporcional à razão L/D, e, consequentemente, não varia
com o peso.
Assim sendo, se uma aeronave mais pesada for colocada no Ângulo de Ataque correto que proporcione a melhor
razão L/D, ela planará a mesma distância que uma aeronave mais leve. Entretanto, para a aeronave mais pesada a
velocidade requerida para o voo será maior do que a da aeronave mais leve, fazendo com que a primeira percorra a
trajetória descendente em menos tempo que a segunda.
Concluindo: quanto mais pesada a aeronave, maiores a VIMD e a Razão de Descida, uma vez que quanto maior o
Peso maior será a velocidade da aeronave para um mesmo Ângulo de Ataque. Entretanto, o Ângulo de Planeio e a
distância percorrida não serão alterados.
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