Empirismo e crença

No início do século XX, o 1º vôo era a palavra em moda para a ciência. Experts, por natureza, ficavam em seus ‘laboratórios’ ensaiando seus engenhos em busca do sonho de Ícaro. Muitos duvidavam que conseguiriam, muitos dogmaticamente ‘acreditavam’ que o homem foi naturalmente criado para ficar com os pés no chão, vivendo com o Sol a girar em torno da Terra, que ainda ‘acreditavam’ ser o centro do universo embora um outro expert já havia provado o contrário –... mas que ela gira, ah gira! – dizia ele.

Da mesma forma, Dumont, Pearse, Ader, Wright, entre outros, diziam a respeito do homem... mas que voa, ah voa!

E por que voamos? Eu gostaria, e muito, de ter estado na Europa, admirável berço das descobertas, o ninho de todas as ciências, da aritmética à literatura, especificamente na França, Paris, Campo de Bagatelle. Quais foram os questionamentos, as exaltações, enfim, a reação das pessoas quando viram o mais pesado que o ar se descolar do solo?

Física é dia-a-dia

Até agora, de acordo com a concepção humana, a aerodinâmica é quem nos explica o vôo da maneira que comumente vimos no dia-a-dia. É, simplesmente, para o bom entendimento, o estudo do movimento do ar fluindo em torno de um objeto.
O homem voa, porque ao desenvolver o aerofólio ou asa, ele projetou a parte de cima, denominada extradorso, mais comprida que a parte de baixo, o intradorso. Se repararem bem existe uma curvatura maior no extradorso para proporcionar este aumento do comprimento. Simples. Isto foi nitidamente demonstrado no Demoiselle de Dumont.
Mas e daí? Em ato contínuo, o ar, ao ser “cortado” por um aerofólio, se divide: metade vai para cima, metade vai para baixo. Estas metades têm de voltar a se encontrar ao mesmo tempo. E é o que acontece. Devido a este ‘detalhe’ é criado um centro de pressão na asa.
Imaginem uma pista de atletismo com dois atletas, cada um em uma raia. O que aconteceria se o corredor da raia localizada na margem externa da pista corresse o todo o tempo ali e com exatamente a mesma velocidade do corredor que corre na raia mais próxima da margem interna da pista? Qual venceria? Evidentemente o atleta da raia interna. Este terá um espaço muito menor a percorrer, se ele quiser pode ir muito mais devagar que ainda ganha.
O mesmo ocorre na asa. Os corredores são as moléculas de ar. A margem externa o extradorso e a margem interna o intradorso.
Assim, para chegar ao mesmo tempo o ar que percorre o extradorso acelera, isto causa uma diminuição da pressão na parte superior, esta pressão é diminuída a tal ponto que acaba por 'puxar' a asa para cima, se puxa a asa, puxa o avião, que levanta consigo o homem, que torna possível o vôo, o milagre... explicado pela ciência...
Isto é a essência do princípio de Bernoulli O vôo é proporcionado por este princípio em que as forças agem puxando a aeronave para cima e para frente.
Também agem no aerofólio as 2ª e 3ª leis de Newton. É comum encontrar na literatura aeronáutica a relação entre estas duas forças agindo no aerofólio na ordem de ¾ para Bernoulli e ¼ para Newton, podendo variar e muito a favor de Newton dependendo da aplicação da aeronave: se para vôo sub-, trans- ou supersônico. Neste último o formato do extra e intradorso, o grau de enflechamento, e a envergadura da asa mudam assustadoramente.

Como a aeronave voa

Evidentemente que, para que uma aeronave voe, são necessários asas ou aerofólios, sendo eles fixos ou rotativos e para que haja um vôo manobrável e navegável, são necessárias superfícies de comando primárias, secundárias e auxiliares devidamente instalados e posicionados nestas asas.
São superfícies primárias os ailerons leme(s) e profundores;
Superfícies secundárias os compensadores das superfícies primárias;
E são auxiliares os flapes, spoilers e slats.

Superfícies primárias - 3 eixos e 3 movimentos

Uma aeronave é cruzada por três linhas imaginárias. São eixos que proporcionam os movimentos de rolamento, arfagem e guinada.

Eixo longitudinal – rolamento

O eixo longitudinal é a linha imaginária que liga a extremidade traseira da aeronave ao nariz.
O rolamento é o movimento em torno do eixo longitudinal da aeronave, é o movimento de girar com as asas. No avião é comandado pela atuação dos ailerons (superfície primária), localizados na extremidade da asa, através de aplicação da força, pelo piloto no volante do manche para a direita ou a para esquerda.
Os ailerons possuem movimento assimétrico e oposto. Enquanto de um lado da asa o movimento angular é para cima, do outro lado é para baixo em uma amplitude menor, pois o ar passa em maior pressão por baixo.
No helicóptero o rolamento, é comandado pela atuação das próprias pás do rotor do helicóptero*. O movimento é comandado pelo coletivo através de aplicação neste dispositivo de força para a direita ou para a esquerda.
As pás, ao comando de coletivo, mudam em pontos determinados da trajetória das hélices do rotor, o seu passo ou ângulo de incidência, desempenhando a mesma função dos ailerons.

Eixo transversal – arfagem

O eixo transversal ou lateral é a linha imaginária que cruza a aeronave de uma ponta da asa até a outra.
Este eixo proporciona o movimento de arfagem, ou seja, subir e descer o nariz. No avião é comandado pela atuação dos profundores (superfície primária), localizados na cauda da aeronave e montados no estabilizador horizontal. O comando do piloto é aplicado na coluna do manche em movimentos para frente e para trás.
O movimento do profundor é simétrico e de mesmo sentido angular, ou seja, sobem e descem juntos.
Nas asas rotativas a arfagem, também é comandada pelas pás do rotor pela mudança no ângulo de incidência das pás do rotor. O comando é, da mesma forma, aplicada pelo piloto ao coletivo em movimentos para frente e para trás.

Eixo vertical – guinada

O eixo vertical cruza a aeronave do piso ao teto, na estação (região) das raízes das asas.
A guinada movimenta a aeronave para a esquerda e para a direita em torno deste eixo vertical. No avião é comandado pela atuação do leme, localizado também na cauda no estabilizador vertical. A força para o movimento é aplicada pelo piloto nos pedais, se o movimento é para esquerda é pisado o pedal esquerdo. O movimento do leme é simétrico e quando há mais de uma superfície é de mesmo sentido.
No helicóptero, também é comandado por pedais, mas a superfície de controle atuada são as hélices do rotor de cauda que também têm seu passo variado.

* O helicóptero segue os mesmos princípios de vôo do avião, no entanto, suas superfícies de comando e respectivos comandos atuadores são totalmente diferentes.