Como Funcionam as Asas de Avião Ailerons a Flaps e Everything In Between

P> Provavelmente enfiou a mão pela janela de um veículo em movimento no Verão – pivotou-o para cima e para baixo, mudando o ângulo em que o vento que se aproxima se dobra à sua volta. Se o inclinar para cima, a sua mão sobe ligeiramente.

Acontece que a sua mão pode ser uma aproximação bastante boa de uma asa de avião. Pela janela de um carro em movimento, a sua mão é imediatamente uma asa, um aileron, um spoiler e um flap. (E se esticar os dedos, talvez até uma ripa.)

As asas de um avião são uma peça de engenharia majestosa e altamente complexa. Muito simplesmente, estão quase vivas. No Boeing 787, os sistemas informáticos controlam os componentes da asa para se ajustarem às condições de voo – rajadas, cisalhamento do vento, turbulência, mesmo sendo ligeiramente demasiado alto para aterrar, e mais – e tudo isto independentemente das entradas do piloto. Verá por vezes essas partes das asas moverem-se rapidamente, por vezes com ajustes quase imperceptíveis – e na aterragem, esses movimentos podem acontecer com muita frequência.

Este artigo explora alguns dos componentes de uma asa de avião que verá quando olhar pela janela do passageiro.

Dois peritos ajudaram-me a desmistificar a forma como os componentes funcionam em conjunto. Dean Plumb é o Piloto Técnico Principal da British Airways, com mais de 30 anos de experiência de voo. Tem 10 anos na Royal Air Force voando C-130 Hercules transportes, seguido de 20 anos na BA, incluindo tempo no Boeing 787 Dreamliner. Chip Kiehn, Director de Vendas e Marketing dos Parceiros da Aviação Boeing, que fabrica e instala uma parte da asa chamada winglet, passou cerca de 20 anos neste projecto de joint-venture da Boeing. (As asas são as pontas curvas que saltam da extremidade da asa em muitos aviões, incluindo os modelos actuais do Boeing 737 e Airbus A320.)

Ailerons: A Pequena Asa

Ailerons – um avião comercial tem dois – controla o movimento do avião no seu eixo longitudinal, fazendo-o rolar da esquerda para a direita. Aileron é francês para “aileronzinho” – e é exactamente isso que são. “Tal como a asa, o aileron é em forma de lágrima quando visto de lado e tem a extremidade mais fina na parte de trás”, explicou Plumb. “E….o aileron é surpreendentemente grande quando visto de perto”

Os ailerons estão localizados na extremidade exterior da asa. Para localizar os ailerons, terá de olhar com atenção. Num avião de passageiros, os ailerons movem-se sempre tão ligeiramente da perspectiva do passageiro. De facto, quando o seu avião está a fazer uma curva, poderá reparar que o aileron regressa à sua posição “flush-with-the-wing”, no entanto, o avião continua a fazer a curva. Faz isto devido à força centrípeta que o mantém numa curva.

Quando a coluna de controlo é deslocada para a direita por um piloto (ou pelo piloto automático mais vezes do que não), o aileron da asa direita é então levantado enquanto o aileron da asa oposta desce. (Movem-se um contra o outro.) O acto de levantar o aileron na asa direita reduz o elevador na asa direita – e quando as asas têm uma redução no elevador, elas caem. Aqui, a asa direita desce numa curva controlada para a direita.

“Os ailerons são ajudados por spoilers na asa que podem reduzir muito ligeiramente a elevação, ajudando a curva,” disse Plumb.

Spoilers e Airbrakes: Diminuir a elevação, principalmente

Como o nome sugere, os spoilers estragam alguma coisa. Aqui, estragam o elevador produzido pela asa, da mesma forma que um aileron o faz. Então, qual é o objectivo? Os spoilers permitem que o avião perca o elevador e desça de uma forma controlável.

“Os spoilers actuam tornando a asa menos eficiente, de uma forma controlada”, disse Plumb. “Esta é uma óptima forma de reduzir a velocidade do ar indesejada à medida que se abranda a velocidade pronta para a aproximação à aterragem. Também permite que a aeronave desça a uma velocidade mais rápida mas confortável se tiver muita altitude a perder. Nem sempre é necessário utilizar os spoilers desta forma, mas é muito comum e permite-lhe rapidamente igualar a velocidade de outras aeronaves à sua frente e atrás que estão todas no mesmo fluxo de aeronaves que entram em terra”

Existem frequentemente dois conjuntos de spoilers nas asas dos aviões. O conjunto próximo da fuselagem é chamado spoilers de solo ou travões de ar. “Os spoilers de solo são exactamente os mesmos painéis que são utilizados como travões de velocidade em voo, excepto que no solo são autorizados a desviar totalmente para cima e maximizar o efeito de ‘despejo do elevador'”,” Plumb said.

Plumb explicou que os pilotos pré-armam o sistema durante a descida para activar automaticamente quando as rodas tocam para baixo.

“Muitas pessoas assumem que os spoilers funcionam actuando como um travão de ar, mas na realidade 80% da sua contribuição para a paragem da aeronave é impedindo a asa de produzir elevação, e isto força o peso total da aeronave sobre as rodas principais, tornando assim os travões das rodas muito mais eficientes”, explicou Plumb.

Flaps: Increase Lift

Que o primeiro barulho de zumbido tipo máquina que se ouve quando o avião desce para aterrar é o som dos flaps a serem accionados. Os flaps são tanto dispositivos de elevação como de arrastamento. A colocação de flaps permite ao piloto descer e manter a elevação a uma velocidade muito mais lenta na aproximação. Ao mesmo tempo, a colocação de flaps permite o arrastamento, o que torna o avião mais lento. Na maioria dos aviões a jacto actualmente, existem flaps de bordo e flaps de popa, sendo as flaps de bordo as mais próximas da fuselagem. São colocadas em graus, à medida que a aeronave desce para aterrar.

As abas são levantadas e baixadas através da hidráulica do avião dentro dos corpos em forma de torpedo debaixo da asa, chamados carenagens de trilhos. Estes também servem um duplo propósito de melhorar o fluxo aerodinâmico sob a asa.

Flaperons: Para auxiliar o Roll

Como o nome sugere, um flaperon é um dispositivo que é ao mesmo tempo um aileron e um flap. Funcionam mais como ailerons do que flaps; podem ajustar-se rapidamente para cima e para baixo como um aileron, especialmente quando comparados com flaps (que se accionam de forma penosa). Os flaperons encontram-se em jactos gémeos maiores, tais como o Boeing 777, Airbus A350 e Dreamliners. Os flaperons serão colocados durante uma volta, quando as entradas de controlo forem executadas. Para uma curva à direita, por exemplo, o aileron da asa direita subirá sempre tão ligeiramente, diminuindo o elevador na asa, enquanto que o flaperon se estenderá sempre tão ligeiramente para neutralizar uma parte dessa perda de elevador de forma controlada. Tudo isto é feito pelos computadores do avião sem a entrada adicional do piloto.

Spoilerons: Um Misnomer

Um spoileron é um spoileron que também actua semelhante a um aileron – e hoje em dia todos eles o fazem. Não é um componente separado mas um termo utilizado para descrever a função de spoileron em muitos aviões comerciais modernos. Spoilers automaticamente, e sem entrada de piloto, em conjunto com o aileron, como Plumb descrito acima, para ajudar no rolo ao longo do eixo longitudinal. Não encontrará “spoileron” na documentação oficial da Boeing ou Airbus.

Slats: Como Flaps, mas no Outro Lado da Asa

Slats estendem-se para fora a partir da borda dianteira da asa. O seu principal objectivo é permitir que o avião voe num ângulo mais elevado em comparação com o vento relativo; as ripas actuam para deslocar o ar em sentido contrário sobre a superfície superior da asa. Isto permite à asa manter a elevação a uma velocidade mais baixa, tal como na aterragem.

“A asa moderna pode puxar as ripas e as abas de modo a ser a forma perfeita para voar a alta velocidade, a grande altitude, onde os motores são mais eficientes”, disse Plumb. “No entanto, quando os aviões entram para aterrar, queremos que a asa produza o máximo de elevação a velocidades muito mais lentas, tal como uma águia que entra para aterrar, as ripas à frente da asa e os flaps atrás estendem-se para criar uma área de superfície muito maior e produzir mais elevação”

” são incrivelmente importantes em aviões a jacto com asas de ré, que são ideais para voos de alta velocidade, mas necessitam de ser melhorados para proporcionar elevação suficiente para voos de baixa velocidade”

E que tal subir e descer? Uma palavra rápida sobre elevadores

O ângulo da aeronave em relação ao vento (e geralmente o horizonte) é controlado pelos elevadores, mas estes não são encontrados na asa; fazem parte da cauda . “Puxa o pau para trás, as casas ficam mais pequenas. Empurre para a frente, e as casas tornam-se maiores”, os pilotos gostam de dizer. Como passageiro, não se pode ver os elevadores; são colocados na borda traseira do estabilizador horizontal, ou seja, a cauda da aeronave.

Pondo tudo junto

“Todos estes controlos de voo trabalham em conjunto para obter a forma perfeita da asa para um voo eficiente. Isto é altamente complexo de coordenar mas é possível graças aos modernos computadores de controlo de voo e significa que a asa está constantemente a adaptar-se às condições de uma forma que não é diferente da forma como uma ave flexiona e adapta a forma das suas asas”, disse Plumb.

P>É possível ver isto em acção com o vídeo abaixo, onde uma aeronave parte no seu rolo de descolagem. Procure os flaperons em forma de aba movendo-se bastante, bem como os spoilers agindo em tandem para estragar o elevador e ajudar a estabilizar automaticamente a aeronave.

Winglets: Aumentar o Lift e Reduzir o Drag

Os jactos mais modernos têm asas – aquelas peças inclinadas para cima nas extremidades das asas, muitas vezes com publicidade desportiva para a companhia aérea (Southwest.com!). Servem um objectivo importante para a eficiência. Chip Kiehn explicou porquê.

“Vórtices de ar são produzidos nas pontas das asas devido às diferenças de pressão entre as superfícies superior e inferior das asas, que causam excesso de arrasto”, disse Kiehn. “Os dispositivos de ponta das asas são geralmente concebidos para perturbar esses vórtices de modo a reduzir o arrasto total de ar e aumentar a elevação total das asas”

“Nos novos desenhos de asas, os desenhadores têm as pontas das asas limpas quando consideram as formas das pontas das asas e podem incorporar a eficiência necessária no início”, disse Kiehn. “À medida que a tecnologia melhora, o mesmo acontece com o desenho das asas. as asas são concebidas como uma melhoria em relação à tecnologia mais antiga das asas”. O nosso desenho de cimitarra dividida é uma melhoria adicional da nossa tecnologia de asa mista, fornecendo a 737-NG até 2,2% de redução adicional no consumo de combustível em relação às asa-misturadas originais. “

Para ver toda esta dança em acção, veja este vídeo de um Airbus A320 da Lufthansa – com asas misturadas – aeronave a descer para a aterragem; verá os ailerons a moverem-se apenas um bocadinho, os flaps a accionarem, os spoilers a abrandarem a aeronave e os spoilers no solo a accionarem logo após o aterragem. Esta aeronave em particular não tem flaperons.

“A asa de um pássaro é uma pista para futuros desenvolvimentos no desenho das asas, já que alguns desenhos bastante futuristas já imaginam toda a asa a amontoar-se subtilmente, em vez de apenas as abas e as ripas se moverem”, disse Plumb. “Portanto, da próxima vez que vir uma águia em voo, preste atenção à forma como a asa muda de forma dependendo se precisa de alta ou baixa velocidade; pode muito bem estar a olhar para a inspiração para a próxima geração de asas de aviões.”

Mike Arnot é o fundador do Boarding Pass NYC, uma marca de viagens sediada em Nova Iorque, e um piloto privado.

Imagem em destaque de uma asa Boeing 747 por JT Genter/TPG

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