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sexta-feira, 18 de novembro de 2011

As asas com enflechamento negativo


As aeronaves dotadas de asa com enflechamento negativo, são normalmente tidas como excêntricas, e quase raros são os exemplares com este tipo de configuração. Nos livros de estudo de introdução à aerodinâmica, este tipo de enflechamento é tratado somente do aspecto estabilidade, partindo da influência desse recurso nas estabilidades direcional e lateral, e nesse caso o enflechamento negativo é sempre associado a grande instabilidade e difícil pilotagem, no entanto , uma aeronave com asas dispostas dessa forma gozam de outros benefícios ao vôo,quase nunca salientados.

História

Projetistas alemães idealizaram, pela primeira vez, a construção de aeronaves com asas inclinadas para a frente em 1936, com a aeronave Junkers 287, que em sua primeira versão, foi montada apartir de partes de outras aeronaves ainda na condição de protótipo ( V1). Os EUA fabricaram o planador de transporte utilitário Cornelius XFG-1. Este projeto acabou por ser abandonado depois de um acidente fatal. Apenas dois foram construídos. Em fins dos anos 70 uma concorrência foi realizada pela DARPA, com a finalidade de construir um protótipo de caça com asas enflechadas negativamente. Em 1984 o resultado desta iniciativa, o Grumman X-29, fez seu primeiro vôo. Mesmo apresentando um bom desempenho em testes realizados nos anos seguintes, o Departamento de Defesa dos Estados Unidos optou por encerrar o programa e os dois protótipos foram enviados a museus. Uma réplica em tamanho natural está exposta no National Air and Space Museum. Mais recentemente em 1997, a russa Sukhoi apresentou o protótipo do Sukhoi S-47 no Show Aéreo de Paris. Especialistas ocidentais suspeitaram que poderia tratar-se de um aparelho que serviria na aviação naval. Porém a Sukhoi, talvez por dificuldades técnicas ou financeiras, não o produziu em larga escala.






Aspectos positivos e aspectos negativos


Assim como em qualquer outra configuração que possa ser montada asa de enflechamento negativo trás várias vantagens aerodinâmicas para a aeronave:
• Alta razão sustentação/arrasto, o que significa alta eficiência aerodinâmica;
• Alta capacidade de manobrabilidade em combate aproximado .
• Grande gama de velocidades subsônicas;
• Baixa suscetibilidade a estois e parafusos acidentais;
• Estabilidade aumentada em grandes ângulos de ataque;
• Baixa velocidade de estol;
• Capacidade de decolar e pousar em pistas curtas.
• O estol tende a ocorrer primeiro no centro da asa, e isso é bom para o controle no pré estol.

No entanto, o que tem limitado a construção de aeronaves com esse tipo de asa é sem dúvida, o rigor com que o projeto deve ser feito, de modo a atender aos sensíveis parâmetros de operação . As desvantagens desse tipo de asa na verdade constituem suas próprias limitações operacionais, e implicam não só em perdas e inconvenientes ao vôo e sim em fenômenos perigosos, e até fatais. Devemos ressaltar também que a ferramenta que viabilizou a construção e projeto de tais aeronaves não só com enflechamento negativo mas também as asas voadoras ,foi o sistema Fly-by-wire, pois dentre todas as dificuldades a serem superadas , o fator humano tem sido a maior dificuldade . Os fenômenos negativos relacionados a essa configuração são:
A estrutura da asa requer maior rigidez (ou dessintonização por massas concentradas) para aumentar a velocidade de acoplamento torção-deflexão,segundo o nosso amigo Eduardo Hilton projetista e contrutor experiente na aviação experimental, essa maior rigidez deve existir para evitar o fenômeno da divergência ou seja, que a ponta da asa se levante ou abaixe e a asa se transforme num grande aileron, sem controle possível para o piloto.
-A fim de garantir a estabilidade natural da aeronave, é mais difícil o posicionamento da asa, visto que a raiz precisa estar de forma que o seu centro aerodinâmico fique a uma certa distância do centro de gravidade da aeronave;
Aeronaves naturalmente instáveis, se em níveis muito altos, têm como catrastrófica uma falha simples do sistema de controle de vôo, visto que levar em modo direto o controle da aeronave significa entregar nas mãos do piloto uma aeronave praticamente impossível de ser controlada.
Característica de fluxo em relação à fuselagem


Comportamento do fluxo de ar nas asas com enflechamento negativo (esquerda) e nas asas com enflechamento convencional (direita).





• Em uma asa convencional, o ar flui para longe da fuselagem. Já na asa voltada para a frente, o fluxo de ar escoa até a junção da asa e concentra-se sobre a fuselagem;
• É possível e normalmente necessário empregar computadores para correção constante da estabilidade da aeronave. Sem esta correção, há um grande risco de o aparelho ficar incontrolável;
• Um avião com esta configuração de asa, necessita de pistas de pouso e decolagem menores que aviões com asas convencionais (carece de referência).