Aufzug
A sustentação é baseada em alguns factores importantes: o perfil da asa, o ângulo de ataque e a velocidade aerodinâmica.
A lei da sustentação é baseada no teorema de Bernoulli e na Equação do Escoamento. O teorema de Bernoulli diz que: “Quanto maior a velocidade de escoamento do ar, maior será a pressão dinâmica e menor será a pressão estática”. A Equação do Escoamento diz que quanto mais estreito for o tubo de escoamento, maior é a velocidade do fluido e vice-versa.
Para efeito de explicação:
• A Pressão Dinâmica é aquela produzida pelo ar em movimento. Ao chocar com algum objecto, esse ar vai produzir uma certa pressão. Essa é a pressão dinâmica.
Pd=1/2D x V²
onde Pd= pressão dinâmica ; D=densidade do ar ao nível de voo ;
V= velocidade relação ao ar;
• A Pressão Estática é aquela produzida pela concentração das moléculas de ar. Essa pressão, para o uso na aviação, é a pressão atmosférica.
Este teorema pode ser comprovado na prática através do tubo de Venturi. Consiste num tubo com um estreitamento no meio, onde fazemos um pequeno orifício, adaptando um canudo plástico mergulhado num copo com água.
Observe que o ar acelera no estreitamento (maior pressão dinâmica), provocando uma sucção no canudo (redução da pressão estática), que consequentemente pulveriza a água no interior do tubo.
Agora que sabemos que o ar escoa mais rapidamente em superfícies mais estreitas, podemos começar a entender o que faz um parapente voar. Vamos observar o perfil da asa de um avião:
Os perfis de asas podem ser de duas maneiras: Os perfis com os dois lados iguais são chamados simétricos, e os perfis com lados de formato diferentes como o da figura, são chamados assimétricos.
Os elementos de um perfil de uma asa são:
• Bordo de Ataque: É a extremidade dianteira do perfil, onde o ar bate primeiro.
• Bordo de Fuga: É a extremidade traseira do perfil, por onde o ar escoa.
• Extradorso: É a superfície superior do perfil, o lado de cima.
• Intradorso: É a superfície inferior do perfil, o lado de baixo.
• Corda: É uma linha recta imaginária que liga o bordo de ataque ao bordo de fuga.
• Linha de Curvatura Média: É a linha que separa igualmente o extradorso do intradorso.
Para entendermos a sustentação, admitamos que o ar bata a uma determinada velocidade sobre um perfil, que nesse exemplo será assimétrico. Ao atingir o bordo de ataque, o ar escoará para o extradorso e intradorso. Repare que o caminho a ser percorrido pelo ar no intradorso é menor que no extradorso, onde, devido a curvatura da asa, o caminho será maior.
Para constatarmos isso bastaria que pegássemos uma fita métrica e medirmos a corda de uma asa assimétrica no extradorso e no intradorso. Digamos hipoteticamente que a medição no intradorso fosse 1,24 Meter. No extradorso, a medição daria 1,33 Meter.
Como vimos no tubo de Venturi, ao estreitarmos o tubo de escoamento, o ar acelera. Como a asa estará envolta em ar, a camada superior àquela que escoa sobre a superfície actuará como as paredes do tubo de Venturi. Observe a figura:
O ar, encerrado entre as camadas de ar logo acima, acelera no extradorso, enquanto a superfície recta do intradorso sofre uma aceleração mínima do escoamento. Lembrando novamente o teorema de Bernoulli, que quanto maior a pressão dinâmica, menor será a pressão estática, o resultado disso será pressão estática no extradorso menor que a pressão estática no intradorso.
Como a pressão estática actua por todos os lados em todas as direcções, no extradorso ela actuará de cima para baixo, e no intradorso actuará de baixo para cima. Como a pressão estática no intradorso (de baixo para cima) será maior que a pressão estática no extradorso, a asa ganhará sustentação. Essa força de sustentação deverá ser igual ao peso do conjunto para fazê-lo voar em linha recta.