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Como Funciona o Avião

Aviao

Um avião, ou aeroplano, é uma aeronave mais pesada que o ar. Uma aeronave é um avião quando possui uma ou mais asas fixas (mesmo que elas possuam partes móveis e/ou dobradiças).

Como Funciona o Avião

Duas características comuns a todos os aviões são a necessidade de um fluxo constante de ar pelas asas, para a sustentação da aeronave, e a necessidade de uma área plana e livre de obstáculos onde eles possam alcançar a velocidade necessária para decolar e alçar vôo, ou diminuí-la, no caso de uma operação de pouso. A maioria dos aviões, porém, necessita de um aeroporto dispondo de uma boa infra-estrutura para receber adequada manutenção e reabastecimento, e para a deslocação de tripulantes, carga e passageiros, quando estes apresentam-se em número razoável. Enquanto a grande maioria dos aviões pousa e decola em terra, alguns são capazes de fazer o mesmo em corpos de águas calmas e alguns até mesmo sobre superfícies geladas.

O avião é atualmente o meio de transporte civil e militar mais rápido do planeta (Sem levarmos em conta os foguetes e os Ônibus Espaciais). Aviões a jato comerciais podem alcançar cerca de 900 km/h, e percorrer um quarto da esfera terrestre em questão de horas, e mesmo pequenos aviões monomotores são capazes de alcançar facilmente 175 km/h ou mais de velocidade de cruzeiro. Já aviões supersônicos, que operam atualmente apenas para fins militares, podem alcançar velocidades que superam em várias vezes a velocidade do som.

Componentes básicos

Seja um pequeno Cessna 140 ou um gigantesco Airbus A380, qualquer avião possui algumas características em comum:

Partes fixas

A presença de asa(s): o que parece ser um par de asas é, na verdade, uma estrutura única rigidamente conectada com a fuselagem da aeronave. Os aviões podem ser monoplanos (uma asa), biplanos (duas asas) ou triplanos (três asas). A maioria dos aviões são monoplanos. A asa é também onde geralmente se armazena o combustível da aeronave.

A presença de uma fuselagem, ou corpo principal: em aeronaves menores, o combustível é estocado na parte traseira do seu corpo principal.

Um motor (grupo moto propulsor) que serve para o empuxo da aeronave tanto no solo quanto no ar. Um motor pode ser uma turbina a jato (motor a reação), um turbo-hélice ou a pistão. O(s) motor(es) podem estar localizados sob ou sobre as asas e/ou na parte traseira ou frontal da fuselagem.

Partes móveis

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Localização das diversas partes móveis de um avião.

Ailerons

Estão localizados na asa da aeronave. Atuam sempre ao mesmo tempo,mas em direção inversa, alterando a sustentação nas pontas da asa para que assim o avião possa rolar em torno do seu eixo longitudinal (bancagem).

Leme

Que se situa, na maioria dos aviões, na parte traseira da aeronave que também conhecida como cauda ou empenagem, é uma parte móvel da aeronave que permite que a mesma gire em torno de seu eixo vertical (guinada).

Profundores

Estão localizados em um aerofólio de perfil simétrico (estabilizador horizontal). A função dos elevadores é de basicamente alterar a estabilidade da asa para que a aeronave possa rolar em torno do eixo lateral (subir e abaixar o nariz, ou picar e cabrar).

Compensadores

Superfícies que tem como finalidade diminuir a forca necessária a ser exercida pelo piloto durante as manobras de rolagem (bancagem), guinada e picadas/cabradas, assim como neutralizar a tendência de movimento da aeronave (como por exemplo, na perda de um dos motores). Normalmente são pequenas aletas na parte mais interna dos ailerons e profundores. No leme podem ser localizados na parte mais baixa do mesmo, mais junto ao charuto.

Estabilizador vertical

É um aerofólio de perfil simétrico, que tem como finalidade evitar que a aeronave glisse ou derrape durante uma curva (embora sozinho não seja capaz de evitar que esses efeitos ocorram), além de ser suporte do leme direcional, responsável pela guinada.

Estabilizador horizontal

É um aerofólio de perfil simétrico que está localizado na empenagem da aeronave, contra-balanceando a instabilidade da asa (que é gerada pela sustentação) para que a aeronave possa manter uma atitude em vôo suficiente para poder subir e/ou voar em uma altitude de cruzeiro e descer. Assim como o estabilizador vertical, é uma superfície vital na aeronave para que ela possa ser "voável". Em algumas aeronaves de grande velocidade (alguns "jatos" comerciais ou turbo-hélices), o mesmo serve como compensador, sendo chamado também de stab trim, ou simplesmente trim.

Trem de pouso ou trem de aterrissagem: Permitem que o avião transite em solo.

Flaps

É um dispositivo hipersustentador.Mudam o perfil da asa do avião, ajudando na sustentabilidade e no controle da velocidade da aeronave no ar, ambas em operações de baixa velocidade - especialmente importantes nas operações de pouso e decolagem.Atualmente os mais utilizados são os flaps "Fowler" que além de aumentar a curvatura da asas, aumenta também a área desta, aumentando assim a sustentação.

Sustentação

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Boeing 747 da Air New Zealand decolando do Aeroporto Internacional de Christchurch, Nova Zelândia.

Um avião alça vôo devido a reações aerodinâmicas que acontecem quando ar passa em alta velocidade pela asa. Quando o ar passa pela asa, é forçado a passar ou por baixo ou por cima desta. O comprimento da asa é maior na parte superior e, segundo o Princípio de Bernoulli , o fluxo de ar torna-se mais rápido, para compensar a maior distância a ser tomada. Isto diminui sensivelmente a pressão do ar sobre a asa; a diferença de pressão sob e sobre as asas cria a sustentação necessária para o vôo.

Também atuam na sustentação, em muito menor escala, as leis da inércia, formuladas por Isaac Newton: uma força atuando em uma dada direção e em um dado corpo tende a ser balanceado por outra força com mesma intensidade, e de direção oposta. Como as asas dos aviões tendem a fazer curva para baixo, é criado um fluxo de ar nesse sentido e, como consequência, o avião recebe um empuxo de mesma força no sentido oposto: para cima.

Os aviões necessitam de uma velocidade elevada para que a diferença entre a pressão do ar sob e sobre a asa seja suficiente para a sustentação da aeronave. Devido a essas altas velocidades, um avião precisa percorrer uma certa distância em solo, antes de alcançar a velocidade suficiente para a decolagem, o que justifica a necessidade de um terreno longo e plano para a atingir. Para aeronaves maiores e mais pesadas, maior terá de ser o comprimento da pista e a velocidade necessária para a decolagem, dado o maior esforço necessário.

Tipos de aviões

Aviões monomotores, bimotores e turbo-hélices

Os aviões monomotores, bimotores e turbo-hélices fazem uso de um motor que faz girar uma hélice, criando o empuxo necessário para a movimentação da aeronave para frente. Em particular os turbo-hélices são motores à reação (jato) que impulsionam uma hélice.São relativamente silenciosos, mas possuem velocidades, capacidade de carga e alcance menores do que os similares a jato. Porém, são sensivelmente mais baratos e econômicos do que os aviões a jato, o que os torna a melhor opção para pessoas que desejem possuir um avião próprio ou para pequenas companhias de transporte de passageiros e/ou carga.

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Um Cessna 172, um avião monomotor. Monomotores, bimotores e turbo-hélices utilizam motores radiais como meio de propulsão.

Aviões a jato

Aviões a jato fazem uso de turbinas para a criação da força necessária para a movimentação da aeronave para frente. Aviões a jato possuem muito mais força e criam um empuxo muito maior do que aviões que fazem uso de turbo-hélices. Como conseqüência, podem carregar muito mais peso e possuem maior velocidade do que turbo-hélices. Um porém é a grande quantidade de som criada por uma turbina; isto torna aviões a jato uma fonte de poluição sonora.

Um Fokker 70 da KLM em operação de aterrisagem. Observe a parte traseira da turbina, que atua como um "freio".Grandes widebodies ("corpos largos"), como o Airbus A340 e o Boeing 777, podem carregar centenas de passageiros e várias toneladas de carga, podendo pecorrer uma distância de até 16 mil quilómetros - pouco mais que um quarto da circunferência terrestre.

Aviões a jato possuem altas velocidades de cruzeiro (700 a 900 km/h) e velocidades de decolagem e pouso (150 a 250 km/h).

Numa operação de aterrisagem, devido à alta velocidade, o avião a jato faz grande uso dos flaps para permitir uma aproximação em velocidade mais baixa (pois estes aumentam a superfície das asas e consequentemente a sustentação), e do reverso (a turbina gera um fluxo de ar para frente, e não para trás), com o intuito de diminuir a velocidade da aeronave após tocar o solo.

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Um Fokker 70 da KLM em operação de aterrisagem. Observe a parte traseira da turbina, que atua como um "freio".

Aviões super-sônicos

Dois F-22 da Lockheed Martin, em vôo.Aviões super-sônicos, como o Concorde e caças militares, fazem uso de turbinas especiais, que geram a maior potência necessária para o vôo mais rápido que a velocidade do som. Além disso, o desenho do avião super-sônico apresenta certas diferenças com o desenho em aviões sub-sônicos, tudo de modo a superar do modo mais fácil possível o atrito do aparelho com o ar.

Nos caças, a área quadrada da asa é reduzida, visando o menor atrito com o ar (que permite alcançar velocidades extremas), necessitando de uma velocidade muito grande para compensar essa característica. A velocidade de lançamento de certos caças chega à 300km/h, outros precisam de mais velocidade. Por isso, você jamais vai ouvir que um caça fez um pouso forçado, pois na ausencia de altas velocidades essa aeronave não plana, cai como uma jaca.

O vôo em velocidade super-sônica cria muito mais poluição sonora do que o vôo em velocidades sub-sónicas. Isto limita os vôos super-sônicos a áreas de baixíssima ou nenhuma densidade populacional. Quando passam em uma área de maior densidade populacional, os aviões super-sônicos são obrigados a voar em velocidade sub-sônica.

Algumas aeronaves são capazes de voarem em velocidades hipersônicas, geralmente, velocidades que superam cinco vezes a velocidade do som.

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