Histórico do objeto a ser estudado

Desde os primórdios da civilização, o homem sonha com a capacidade de voar. Milhares de anos se passaram até que o conhecimento humano tornou possível realizar nossa vontade de ser como os pássaros (figura 1). Bem, não exatamente como eles... mas hoje podemos voar com relativa segurança, e o vôo já faz parte da rotina de milhões de pessoas ao redor do mundo.

No final do século XIX e início do século XX foram feitas experiências importantes que culminaram na criação do avião. Anteriormente, o vôo já era possível, mas apenas com aparelhos chamados aeróstatos (mais leves do que o ar, baseando-se no princípio de Arquimedes¹), como balões e dirigíveis. O primeiro vôo documentado em um aeroplano foi feito por Santos Dumont, em Paris, no ano de 1903. Há quem diga que os americanos irmãos Wright foram os pioneiros, mas só em 1908 conseguiram demonstrar publicamente seus feitos na aviação.

Definição e descrição do objeto de estudo

Define-se um avião como um veículo mais pesado do que o ar, com formas aerodinâmicas, com propulsão a motor, e capaz de manter-se e transportar-se na atmosfera. A este tipo de veículo chamamos aeródino.

A resistência do ar e a pressão exercida por ele são a chave para o vôo. Experimente colocar o braço para fora de um carro em movimento, com a palma da mão voltada para baixo, em paralelo com o solo, e transversalmente ao carro. Imitando as asas de um avião. Se a velocidade do carro for alta o suficiente, ao girar sua mão no eixo longitudinal, você sentirá que o ar empurra seu braço para cima ou para baixo, dependendo da inclinação.

Os aviões convencionais utilizam-se deste princípio para levantar vôo e sustentarem-se no ar. As asas do avião são desenhadas no formato de um aerofólio (figura 2). Quando as partículas de ar se encontram num aerofólio, as que passam pela parte superior têm uma maior distância a percorrer, aumentando assim sua velocidade (pelo princípio de Bernoulli²), o que fará com que a pressão exercida naquela parte seja menor. Como a pressão na parte inferior da asa é maior, isto contribui para a sustentação da aeronave, contrabalançando a força peso. Quanto maior a velocidade do avião, maior será a força de sustentação.

Para permitir a execução de manobras, estruturas móveis são incluídas no avião. As principais são os ailerons, profundores e o leme. Cada uma delas, quando acionada, altera o fluxo de ar de alguma maneira, girando o avião em torno dos eixos longitudinal (ailerons), transversal (profundores), ou vertical (leme).

Se os motores de um avião pararem de funcionar, a velocidade relativa do ar se torna insuficiente para manter a sustentação, pois um aerofólio parado sofre pressão do ar igualmente em toda sua superfície (como todos os objetos parados). Assim, a única força que atuará de maneira significativa no avião é a força peso. Resultado? Mayday...

Bom pessoal, é isso aí, e até a próxima...

Glossário:

1. Princípio de Arquimedes: A força ascencional de um corpo mergulhado em um líquido é numericamente igual ao peso do volume do líquido deslocado.

2. Princípio de Bernoulli: Ao se fazer passar um fluido por um tubo, sua velocidade deve ser constante na entrada e na saída do mesmo. Se neste tubo houver um estreitamento, as partículas do fluido considerado aumentarao sua velocidade naquele ponto, para que o escoamento se mantenha constante. Sabendo que um fluido em movimento possui energia cinética de pressao e que esta energia jamais se perde, Bernoulli descobriu que se a velocidade de um fluido for aumentada, sua pressão diminuirá. 
