A Mecânica dos Fluidos Aeronave

Resumo

Este projeto tem como objetivo a realização de uma pesquisa bibliográfica intensa como forma de desmistificar a ciência por trás do voo de aeronaves. Por se tratar de um fenômeno anti intuitivo à primeira vista, grande parte do público geral desconhece as premissas que possibilitam tais invenções humanas. Tendo isso em vista, este projeto aborda os principais conceitos físicos relacionado ao efeito asa em aeronaves em capítulos individuais, todos construídos a partir de fontes científicas porém adaptados para uma forma resumida em uma linguagem acessível e de fácil entendimento.

Palavras-chave: Aeronave, vôo, arraste, sustentação, efeito asa.

Abstract

This project aims to carry out an intense bibliographic research as a way to demystify the science behind aircraft flight. As it is an anti-intuitive phenomenon at first sight, a large part of the general public is unaware of the premises that make such human inventions possible. With this in mind, this project addresses the main physical concepts related to the wing effect on aircraft in individual chapters, all built from scientific sources but adapted to a summarized form in an accessible and easy-to-understand language.

Keywords: Airplane, flight, drag, lift, wing effect

1. Introdução

A raça humana tem a ambição e o instinto exploratório enraizados em sua natureza. Desde o início dos tempos, procuramos meios de dominar o mundo que nos cerca. Inventamos formas mais eficientes de nos mover por terra, depois formas práticas para nos mover pelas águas, mas o antigo sonho da humanidade de voar por muito tempo parecia inalcançável.

Até que por volta do início do século XX, finalmente a realização deste sonho começou a tomar forma. O brasileiro Santos Dumont e os Irmãos Wright obtiveram avanços expressivos na direção de uma invenção mais densa que o ar capaz de decolar, ser pilotada e pousar por meios próprios, invenção esta que hoje recebe o nome de avião. Porém, muitas décadas se passaram e o funcionamento do avião ainda contraria o senso comum. Como é possível que um veículo de toneladas seja capaz de levantar voo sem auxílio externo e capaz de manter-se no ar, mesmo que seus motores sejam desligados?

Todo avião tem seu desenvolvimento e construção cuidadosamente pensados, baseando-se fortemente em conceitos físicos, onde cada parte do veículo tem seu propósito, conjuntamente resultando em seu funcionamento adequado. Neste projeto, iremos trazer luz a este mistério por meio da exploração e explicação mais aprofundada da física envolvida no vôo. Falaremos das principais partes de uma aeronave convencional, referenciando e explicando no processo os fenômenos físicos nos quais se apoiam (como por exemplo os efeitos de sustentação e arraste).

1. Referencial Teórico

A aeronave tem sido uma das invenções mais importantes e surpreendentes do último século, tendo grande influência política e financeira no mundo contemporâneo. Por conta disso, existem diversas fontes científicas que se aprofundam nos conceitos relacionados ao voo, utilizando uma linguagem mais técnica e avançada.

Porém, o avião também é parte da cultura popular mundial e existe um enorme interesse do grande público em seu funcionamento. Por causa disso, hoje em dia podem ser encontrados diversos blogs e portais online nos quais explicações mais simplificadas e mais acessíveis são disponibilizadas, com o objetivo de serem mais compreensíveis para a população geral.

Este projeto irá navegar entre estes dois tipos de linguagem, procurando se referenciar em fontes de diferentes níveis acadêmicos. Com isso, os resultados deste trabalho apresentam um meio termo, trazendo os conceitos apresentados em livros mais científicos e complexos como o Private Pilot Ground School do MIT, porém com uma linguagem inspirada em fontes mais populares como a da matéria sobre aviação do blog "Dragões de Garagem". O resultado esperado é um texto fundamentado em bases científicas sólidas, porém compreensível para o público geral.

1. Metodologia

1. Classificação Metodológica: No projeto em questão foi realizada uma pesquisa bibliográfica e documental sobre o assunto. Em outras palavras, todas as informações disponibilizadas neste documento foram fruto da procura e análise de outros artigos, livros e documentos científicos diversos. Todo conteúdo de autoria de terceiros foi devidamente identificado e a fonte pode ser vista na seção de "Referências" disponível no fim do documento.

Nosso trabalho se baseia apenas na procura, seleção, interpretação, reescrita e estruturação destes conteúdos obtidos em diversas fontes, de forma a satisfazer a problemática proposta.

1. Procedimentos Metodológicos ou Materiais: Cada membro da equipe utilizou exclusivamente seus correspondentes materiais pessoais para realizar todo tipo de pesquisa e escrita que veio a ser necessária para confecção do projeto. Sendo assim, não foi utilizado qualquer tipo de recurso ativo ou passivo de terceiros no que diz respeito a equipamentos e materiais, sejam eles tecnológicos ou analógicos.

Nossa metodologia baseou-se em dois momentos: Primeiramente promovemos a montagem do esqueleto. Isto significa que procuramos definir o escopo do trabalho e a problemática a ser abordada durante o projeto. Com isto feito, passamos a procurar identificar quais os principais conceitos a serem abordados, cada um destes conceitos seria abordado de maneira mais aprofundada em um capítulo específico, de forma a abordarmos todos os aspectos importantes de forma clara e organizada. Uma vez obtido este esqueleto, seguimos para a pesquisa mais pesada, com o objetivo de compreender profundamente cada um dos capítulos propostos, de forma a sermos capazes de absorver este conteúdo e utilizá-lo para redigir um texto resumido que supra nossa proposta.

Em virtude do momento atual de pandemia do COVID-19, nenhuma atividade pode ser realizada presencialmente. Ou seja, todas as pesquisas e estudos realizados foram promovidos exclusivamente por meio de fontes virtuais. Pelo mesmo motivo, todos os alinhamentos e divisão de tarefas entre a equipe tiveram de ser promovidas virtualmente, entretanto, todos os membros foram envolvidos em todas as etapas e todos expressaram concordância com o resultado final obtido.

1. Resultados

1. As forças envolvidas e a sustentação da aeronave.

As forças envolvidas em uma aeronave são: Vertical (força de sustentação -lift - e peso), horizontal (Impulso – thrust – e arrasto -drag).