Lição 2: curvas
Como os aviões fazem curvas Rod Machado Há muitos conceitos errados em aviação. Por exemplo, há pilotos que pensam que propwash (de propeller wash, água que sai do propulsor) é um detergente especial. Além disso, há outros que pensam que, quando um instrutor diz “OK, táxi”, eles devem chamar um táxi. Quando estava estudando para ser piloto, um inspetor perguntou-me como um avião faz curvas. Olhei para ele e disse: “Com o volante, senhor”. Ele colocou a mão no peito e balançou a cabeça sem acreditar no que eu havia dito. Admito que minha resposta foi um pouco desapontadora e que ele estava um pouco preocupado (a espuma ao redor de sua boca e as sobrancelhas misturando-se aos cabelos foram boas dicas). Como você não tem nenhum desses problemas, vamos examinar o que faz com que um avião execute curvas e ver como você pode realizar essa bela e pequena manobra. A leveza da força de sustentação O avião A na Figura 2-1 mostra a visualização de um avião em vôo direto e nivelado.
Figura 2-1. Como um avião faz curvas. Inclinar o avião faz com que a força de sustentação incline, o que empurra o avião na direção da inclinação. Tecnicamente, é o componente horizontal da força de sustentação inclinada que faz o avião virar.
Desse ponto de vista, a força de sustentação atua verticalmente, empurrando o avião para cima e mantendo-o suspenso no ar. É claro que, se a força de sustentação pode empurrar para cima, pode também empurrar um pouco à esquerda ou à direita. Quando isso acontece, o avião faz curva. O avião B na Figura 2-1 mostra a força de sustentação total em um avião inclinado. Parte da força de sustentação empurra o avião para cima (o componente vertical da força de sustentação) e parte empurra o avião na direção da curva (o componente horizontal da força de sustentação). Você pode usar sua imaginação e visualizar duas forças separadas e menores formando a força de sustentação total. (Há aquelas duas setas malucas novamente. Você não irá vê-las em um avião de verdade; portanto, aproveite enquanto pode.) As setas representam as forças de sustentação. Lembre-se sempre de que é o componente horizontal que faz com que o avião execute curvas. Ele puxa o avião em forma de arco. Portanto, quanto maior o ângulo de inclinação, maior o componente horizontal e mais rápido o avião pode virar. Curvas: manobras que permitem inclinação Agora que você sabe o que faz um avião executar curvas, deixe-me desempenhar o papel de Sócrates, o filósofo, e perguntar-lhe algo muito importante. (Não repare no lençol que estou usando. No entanto, se eu aparecer envolto em um colchão, significa que estamos prontos para praticar pousos.) A pergunta é: “Como inclinamos a força de sustentação para fazer o avião virar?”. A resposta é: “Com os ailerons”. Se você disse: “Com o volante”, prometo não ter um ataque cardíaco. Na verdade, virar o volante ou desviar o joystick (ou seja, inclinar o avião usando ailerons) é exatamente como inclinamos a força de sustentação total e iniciamos uma curva. Para virar, desvie o joystick (quando eu digo desvie, quero dizer mova-o lentamente à direita ou à esquerda) para a direção desejada da curva e faça a rotação do avião até atingir o ângulo de inclinação desejado. Em seguida, volte o joystick à posição neutra (central) e o avião permanecerá normalmente estabilizado nesse ângulo de inclinação. Se o avião se desviar da inclinação desejada, desloque o joystick uma ou duas vezes para manter o ângulo de inclinação. Deixe eu me enrolar naquele lençol e desempenhar o papel de Sócrates novamente, perguntando: “De dentro da cabine, como você pode saber seu grau de inclinação lateral?”. Afinal, não é possível ter outro piloto atrás de você apenas para dizer qual é sua inclinação. Eis aqui um modo melhor. A Figura 2-2 mostra o indicador de atitude do qual falamos antes.
Figura 2-2
Na parte superior do indicador de atitude, imediatamente à direita e à esquerda do centro, há três marcas brancas de inclinação. Cada marca indica 10 graus de inclinação lateral, até 30 graus. Além da marca de 30 graus, há as marcas de inclinação de 60 e 90 graus. Para estabelecer uma inclinação de 30 graus, faça a rotação do avião até que uma marca branca de inclinação (a terceira de cima) fique sobre o pequeno triângulo cor de laranja. Não é tão difícil, é? Mas e se você quiser inclinar a 15 ou 45 graus? Veja aqui como isso é feito: a Figura 2-3 mostra duas linhas diagonais brancas com ângulo para baixo no meio do indicador de atitude.
Figura 2-3
Elas são as linhas de inclinação de 15 e 45 graus, respectivamente. Se você fizer a rotação do avião para a direita até o avião em miniatura do indicador de atitude (aquele com pequenas asas cor de laranja) estar paralelo à primeira linha diagonal, conforme mostrado na Figura 2-3B, você estará em uma inclinação de 15 graus. Você obtém uma inclinação de 45 graus fazendo suavemente a rotação do avião até as asas em miniatura ficarem paralelas à segunda linha diagonal. Compensando a gravidade e o arrasto Há mais uma coisa que você precisa entender antes de estar pronto para continuar a Lição interativa sobre curvas. Em aviação, é importante lembrar-se de que você nunca obtém algo de graça. Isso é especialmente verdade ao fazer curvas. Inclinar a força de sustentação total em uma curva significa que haverá menos força de sustentação disponível para agir verticalmente em relação ao peso do avião (veja novamente o avião B na Figura 2-1). O avião responde movendo-se na direção da maior força no momento – para baixo, na direção do peso. Compensamos isso aumentando nossa força de sustentação levemente ao entrarmos em uma curva. Isso é feito através da aplicação de uma pequena pressão para trás no joystick (é pressão para trás no joystick e não a pressão que você gera atrás de si com os saltos do sapato no carpete do avião). Mais adiante, você compreenderá que a contrapressão aumenta o ângulo de ataque da asa, aumentando levemente a força de sustentação da asa. Infelizmente, esse aumento no ângulo de ataque aumenta também o arrasto, o que reduz a velocidade do avião. Em uma curva de pouca inclinação (algo em torno de 30 graus ou menos), essa redução na velocidade não é preocupante. Curvas mais fechadas (de 45 graus ou mais) podem exigir a adição de potência, para evitar que a velocidade no ar diminua demais. Vamos dar uma olhada no indicador de atitude novamente para ver como podemos usar isso para nos ajudar a calibrar a quantidade de contrapressão que usaremos ao entrar em uma curva. Observe a posição do avião em miniatura do indicador de atitude (especialmente a bola cor de laranja entre as asas). Em um vôo direto e nivelado, o avião em miniatura (e a bola cor de laranja) fica quase diretamente sobre a linha do horizonte artificial, conforme mostrado na Figura 2-4.
Figura 2-4 Miniavião repousa quase na linha do horizonte em vôo direto e nivelado.
No entanto, em uma inclinação lateral é difícil identificar a inclinação do nariz do avião no indicador de atitude, pois o avião em miniatura não está mais alinhado à linha do horizonte artificial. Portanto, use a posição da bola cor de laranja em relação à linha do horizonte artificial como referência da inclinação do nariz em uma curva. Para manter a altitude em uma curva de inclinação de 15 e 30 graus, você deve aumentar levemente a inclinação do avião. A Figura 2-5 fornece uma idéia básica de quanto essa inclinação deve ser aumentada.
Figura 2-5
O ponto que você deseja lembrar é que curvas mais fechadas exigem um aumento na inclinação do nariz para manter a altitude. Ao sair de uma curva para o vôo direto, você deve liberar a contrapressão, reduzindo, dessa forma, a inclinação até o necessário para o vôo nivelado. Você aprenderá mais sobre o motivo de precisarmos aumentar a inclinação em uma curva na próxima seção sobre vôo lento. Por enquanto, ao entrar ou sair de uma curva, faça os ajustes necessários de inclinação do nariz para cima para manter a altitude. Em curvas mais fechadas, esteja preparado para puxar o joystick para trás um pouco mais, a fim de manter a leitura do ponteiro do VSI em zero e o ponteiro grande do altímetro (100 pés) fixo. Use a posição da bola cor de laranja em relação à linha do horizonte artificial para determinar a inclinação do nariz do avião durante a inclinação lateral. E lembre-se de reduzir a inclinação do nariz ao retornar para o vôo direto e nivelado. Usando o leme O leme é a superfície vertical móvel localizada na parte traseira do avião. Sua finalidade é manter o nariz do avião apontado na direção da curva, e não virar o avião! Lembre-se, os aviões fazem curva através da inclinação. O leme simplesmente corrige as forças que querem virar o avião em direção contrária. Há várias forças que fazem isso, mas não vamos abordá-las agora. Se quiser fazer um pequeno crédito extra, leia a barra lateral: "Crédito extra: guinada adversa".
Crédito extra: guinada adversa A guinada adversa é a razão pela qual os aviões estão equipados com lemes. Em uma inclinação para a direita, o aileron na asa esquerda diminui, aumentando a força de sustentação para cima dessa asa. Enquanto o aileron reduzido aumenta a força de sustentação na asa esquerda, causa também um leve aumento no arrasto. “Espere um minuto,” você diz, “eu não pedi nenhum arrasto com minha força de sustentação”. É verdade, mas isso também não é uma pizza. A Mãe Natureza sempre acompanha a força de sustentação com um pouco de arrasto. Em uma curva para a direita, o aileron na asa esquerda se abaixa para dar força de sustentação a essa asa. A asa sobe, mas o leve aumento no arrasto puxa um pouco a asa esquerda para trás. Isso tem o efeito de puxar (ou guinar) o nariz do avião adversamente para a esquerda, à medida que o avião se inclina para a direita. Obviamente, se você está inclinado para a direita, quer que o nariz aponte na mesma direção da inclinação, não quer? É aí que entram os lemes (embora usemos os pés para empurrá-los). Mantendo a esfera do inclinômetro centralizada, você estará corrigindo apropriadamente a guinada adversa. Nessa condição, o avião estará voando com a coordenação correta. Lembre-se, a guinada adversa afeta o avião à medida que ele entra ou sai de uma inclinação. Portanto, é necessária mais pressão no leme ao entrar ou sair de uma inclinação. Uma vez estabelecido em uma curva, você pode neutralizar o leme e o nariz deve permanecer apontado na direção do rumo. (Mais adiante, você aprenderá sobre situações nas quais é necessário manter pouca pressão no leme em uma curva.)
O Flight Simulator vem com um recurso de leme automático que mantém o nariz apontado para a direção correta durante uma curva. Portanto, se você não tiver pedais de leme, o avião simulado sempre irá voar coordenado. Em outras palavras, uma quantidade apropriada de leme irá sempre acompanhar qualquer entrada de aileron. É claro que aviões de verdade não têm um recurso de leme automático (embora alguns pilotos aprendizes pensem no instrutor de vôo como o coordenador automático). Portanto, se você decidir treinar em um avião de verdade, aprenderá tudo sobre o leme e como seus pedais funcionam. É claro que, sem um hardware de pedal do leme ou um joystick com leme, é mais provável que você opere o avião usando o recurso de leme automático. Simplesmente não faz sentido desativar esse recurso do Flight Simulator e deixar o avião balançando no céu.
Usando hardware de leme com o Flight Simulator Vamos supor que você tenha aberto seu presente de aniversário e encontrado um conjunto de hardware de leme para o Flight Simulator. Você é uma pessoa de sorte! (Ou você já tem um joystick com a função de leme. Tente girá-lo!) Não vai demorar muito para você parar e se perguntar: “Ei, quando é que eu uso o leme?”. Uma resposta é: sempre que você usa os ailerons (ou seja, quando está fazendo uma curva). Pense no leme como um aileron vertical localizado na cauda do avião. Um desvio à direita ou esquerda dos pedais do leme altera o ângulo que o estabilizador vertical causa em relação ao vento, fazendo com que o avião faça uma guinada sobre seu eixo vertical. Esse movimento de guinada mantém o nariz do avião apontado na direção da curva. A aplicação do pedal direito do leme, conforme mostrado pelo avião A na Figura 2-6, força a montagem da cauda a virar na direção da pressão inferior.
Figura 2-6. Como o leme compensa a guinada adversa.
À medida que a cauda se move, o avião gira sobre seu eixo vertical. A aplicação do pedal direito do leme faz a guinada do nariz para a direita. A aplicação do pedal esquerdo do leme, mostrado pelo avião B, faz a guinada do nariz para a esquerda (surpreso?). Se você não usar o leme em uma curva, parte do avião tentará ir para uma direção diferente da direção da inclinação. Essa não é uma boa vista e as sobrancelhas do instrutor vão subir tão alto que arranharão as costas dele. Uma forma fácil de memorizar isso é: curva para a direita, leme direto; curva para a esquerda, leme esquerdo. Pés e mãos movem-se juntos. Agora a pergunta principal em seu cérebro é: “Quanto de intensidade no leme é suficiente?”. Boa pergunta. A Figura 2-7 mostra um inclinômetro, também conhecido como esfera, como parte de outro instrumento chamado coordenador de curva.
Figura 2-7. O coordenador de curva.
O pequeno avião branco no coordenador de curva mostra a direção da curva, enquanto a esfera diz se a quantidade correta de leme está sendo aplicada. A esfera está livre para rolar à direita ou esquerda dentro do tubo de vidro. Qualquer uso incorreto do leme (ou falta de uso) aplica uma força lateral desnecessária ao avião. Isso desvia a esfera da mesma forma que os óculos de sol são lançados para fora do carro em uma curva fechada. Seu trabalho é manter a esfera centralizada, usando o leme. A Figura 2-8 mostra um avião fazendo uma curva.
Figura 2-8. Escorregando e derrapando em um avião.
O nariz do avião A está apontado para o lado de fora da curva (provavelmente porque foi aplicado leme direito insuficiente ou muito aileron direito). A esfera e o avião deslizam para a direita, em direção à parte interna da curva. Ou seja, você precisa apontar o nariz levemente à direita para obter uma curva alinhada com precisão. Adicionando-se leme direito suficiente para alinhar o avião na direção da curva, a esfera retorna para o centro, conforme mostrado pelo avião B. O nariz do avião C aponta em direção à parte interna da curva (provavelmente porque muito leme direito foi aplicado ou foi usado aileron direito insuficiente). A esfera e o avião derrapam para a esquerda, em direção à parte externa da curva. A adição de um pouco de leme esquerdo mantém o nariz apontado na direção da curva do avião e centraliza a esfera. Simplificando, se a esfera está desviada para a direita ou esquerda do centro, adicione leme direito ou esquerdo suficiente (respectivamente) para centralizá-la. Algumas vezes você ouvirá seu instrutor dizer: “Pise na esfera!”. Esta é simplesmente a forma de o instrutor dizer para adicionar leme direito a uma esfera desviada à direita ou leme esquerdo a uma esfera desviada à esquerda. Nunca pense em colocar seu pé sobre o coordenador de curva ou seu instrutor irá perguntar quanto você tem de QI. Também não coloque bolas de gude em seus sapatos. Ao entrar em uma curva, o aileron e o leme são aplicados simultaneamente e na mesma direção. Isso é o que os pilotos querem dizer quando se referem a "voar coordenado". O aileron estabelece o grau de inclinação e o leme mantém o nariz apontado na direção da curva. Se a esfera estiver centralizada durante este processo, diremos que os controles estão corretamente coordenados.
Ler o briefing deste vôo Você foi bem até o momento. Na próxima lição, é hora de partir para algo mais elevado, como subidas. Também vou oferecer algo que irá deixá-lo para baixo (no bom sentido, é claro), ensinando como fazer descidas no avião. - início -