logo

Artigos Técnicos


VOANDO ALTO E RÁPIDO

A busca de maiores velocidades de cruzeiro tem levado alguns pilotos de anv experimentais a supermotorizar suas máquinas mas muitos não sabem dos riscos a que se expõem. A simples colocação de um motor mais potente não é tão maléfica quanto a troca de um motor aspirado por um turbo-comprimido. 

De algum tempo para cá algumas aeronaves experimentais tem sido autorizadas ao vôo IFR e isto lhes permitirá voar bem acima do FL 075 (limite imposto pelo DECEA para o vôo VFR) e mesmo do FL 150 (que é o limite da ICAO para este vôo).

A tentação de instalar um motor turbinado e poder voar acima das formações meteorológicas que tanto perturbam o voo abaixo das mesmas é grande mas trás consigo um risco potencial para a aeronave e seus ocupantes: ser destruída em consequência de “flutter” ao ultrapassar a VNE. 

Todos os pilotos sabem o que significa a linha vermelha pintada no velocímetro no final do arco amarelo: é a VNE –Velocity not exceeding (velocidade que não deve ser excedida), mas poucos sabem que a VNE não se refere à IAS-Indicated Air Speed (velocidade indicada) mas sim à TAS-True Air Speed ( Velocidade verdadeira ou aerodinâmica).

O velocímetro, embora o nome sugira, não mede a “velocidade”do ar mas sim o fator “q” que é a “pressão dinâmica” do ar dentro do mesmo. Esta medida é válida para definir a velocidade de estol (ponta inferior do arco verde e branco), cargas de rajada (limite superior do arco verde) e velocidade de manobra( linha azul). Isto não é verdadeiro para o “flutter” que independe da massa de ar que passa pela aeronave mas depende da velocidade com que ele passa.

O “flutter” determina a VNE de uma aeronave.

Considere uma aeronave voando em ar calmo na velocidade de cruzeiro e que seja “excitada” (tenha seu vôo desestabilizado) por uma turbulência ou por um “input” dado nos comandos. Em resposta a estrutura da aeronave vai oscilar de maneira decrescente até cessar. Esta estabilidade dinâmica se deve ao efeito de amortecimento da própria aeronave e do ar. Se a velocidade de cruzeiro for aumentada significativamente, haverá uma determinada velocidade na qual a oscilação da estrutura não diminuirá mas será mantida constante.

A velocidade na qual a oscilação se mantém constante é chamada de “velocidade de flutter”. Depois que o “flutter” se instala na aeronave, este poderá ficar tão amplo que pode desintegrar a estrutura. 

O “flutter” não depende da velocidade lida no velocímetro/pressão dinâmica (IAS). Depende diretamente da velocidade com que o ar passa pela aeronave (TAS). 

A “velocidade” da excitação é mais importante do que sua magnitude. 

A “velocidade de flutter” pode até ser ultrapassada em ar calmo sem que o “flutter” se manifeste se nada perturbar o vôo mas, se algo (turbulência ou comando) perturbar o voo, a estrutura da aeronave começará a oscilar em resposta e proporcional à velocidade do ar que passa.

Este “flutter” não é semelhante ao que ocorre por desbalanceamento de superfície de comando, quando basta aumentar ou diminuir a velocidade para afastar a aeronave da “freqüência” da oscilação que ela cessa por si só.

Neste “flutter” , quanto mais veloz maior a será a oscilação e o único recurso é diminuir a velocidade.

Motores aspirados vão perdendo potência a medida que se ganha altitude e, embora a IAS até diminua um pouco, a TAS aumenta à razão de 2% a cada mil pés. Limitada pela potência do motor, a aeronave normalmente não chega a voar acima da altitude na qual a TAS ultrapassa a VNE e não corre risco.

Motores turbo-comprimidos, no entanto, mantem a potência e as aeronaves atingem níveis de vôo bem maiores (chegando a 24/26 mil pés) e fazem isto mantendo a IAS o que produz uma TAS 48/52% maior que a IAS.

Num RV-10, cuja VNE é de 230 mph, equipado com um motor de 260 hp, mas turbo-comprimido, com 75% da potência, terá uma IAS de 168,6 mph e uma TAS de 231 mph, uma milha acima da VNE. 

Se o motor conseguir manter os 260 hp, no FL 120 já atingirá 232,9 mph, uma TAS quase tres milhas além da VNE.

 

 

logo