Lição 1: estóis
— por Rod Machado Primeiro, um pouco de teoria Em nossa lição sobre vôo lento, mostrei como o ângulo de ataque da asa aumentava à medida que a velocidade no ar diminuía, para manter força de sustentação suficiente para o vôo. Talvez você queira saber se há um limite para o aumento do ângulo de ataque. Afinal, o bom senso sugere que há limites para tudo. As asas também têm limites. O trabalho de um piloto é trabalhar as quatro forças, manter a força de sustentação e evitar a condição de desprendimento do ar que resulta em um estol. Conforme mencionado em uma lição anterior, esse tipo de estol não tem nenhuma relação com a parada do motor. O ar começa a criar turbulência sobre a parte superior da asa quando ela atinge um grande ângulo de ataque (cerca de 18 graus, para a maioria dos aviões). Essa turbulência atrapalha o fluxo de ar através da asa, interferindo na sustentação e causando um estol. O ângulo no qual o ar começa a se desprender, seguido pelo estol das asas, é conhecido como ângulo de ataque crítico. Muito bem, eis aqui uma idéia brilhante. Como as asas sempre entram em estol ao excederem o ângulo de ataque crítico, é possível se recuperar do estol reduzindo o ângulo de ataque para um valor menor que o valor crítico. Todos entenderam? Repitam 10 vezes bem rápido, em voz alta. Estol, ângulo de ataque e como o nariz sabe Para compreender como ocorre um estol, imagine que as moléculas de ar são pequenos carros de corrida movendo-se sobre a asa (Figura 1-1).
Figura 1-1 Ângulo de ataque.
Cada carro (e molécula de ar) tem um objetivo: seguir a curva sobre a superfície convexa superior da asa. É claro que se a asa estiver em um ângulo de ataque baixo, a curva não será íngreme, o passeio será bem tranqüilo (Figura 1-1). Mas, observe a curva feita por esses carros e pelas moléculas de ar quando a asa está atacando o vento em um ângulo maior. À medida que o ângulo de ataque excede aproximadamente 18 graus (conhecido como ângulo de ataque crítico por razões que você verá em breve), essas moléculas de ar do piloto de corrida não conseguem negociar a volta (Figura 1-1). Quando isso acontece, elas giram para fora ou desprendem ar livremente, não mais fornecendo uma corrente de ar aerodinâmica uniforme e em alta velocidade através da asa (Figura 1-2). A asa entra em estol.
Figura 1-2 Asa em condição de estol.
Lembre-se de que, segundo Jacob Bernoulli, um fluxo de ar de menor velocidade sobre a asa produz menos força de sustentação. Ainda há o impacto da força de sustentação causado pelas moléculas de ar golpeando a parte inferior da asa, mas já aprendemos que isso não fornece força de sustentação suficiente para sustentar o avião. Quando há menos força de sustentação que peso, situações ruins podem ocorrer em bons aviões. A asa deixa de funcionar e entra em estol. Abandonada, de acordo com Bernoulli, a gravidade atrai o avião para a terra. Todas as asas têm um ângulo de ataque crítico (o ângulo varia um pouco entre os aviões). Excedido esse ângulo, a asa e o vento não funcionam bem juntos. Toda a teoria sussurrada em seu coração não superará as leis da física e da aerodinâmica. Os policiais da asa estão sempre alerta. Exceda o ângulo de ataque crítico, e as moléculas de ar não lhe darão força de sustentação. Isso parece sério, e pode ser. Felizmente, já existe uma solução prontamente disponível, e não é entrar em pânico e entregar o comando para o instrutor. Neste ponto, gostaria que você abrisse bem o ouvido. Por quê? Porque vou dizer algo realmente importante e não quero que entre por um ouvido e saia pelo outro. Preste atenção novamente a esta informação importante: você pode tirar uma asa da condição de estol reduzindo o ângulo de ataque. Para isso, baixe gentilmente o nariz do avião, usando o controle do profundor (Figuras 1-3A e 1-3B).
Figura 1-3 Entrando em estol e ultrapassando o ângulo de ataque crítico.
Vá devagar, Tigrão. Como o ângulo de ataque é menor que o ângulo crítico, as moléculas de ar fluirão suavemente sobre o topo da asa novamente e a produção da força de sustentação será retomada. É simples. Agora o avião pode continuar a voar e fazer o que deve ser feito (Figuras 1-3C e 1-3D). Por favor, não se esqueça disso. Tudo bem, pode relaxar o ouvido agora. Por que estou dando tanta importância para isso? Porque em um momento de estresse (o fato de as asas pararem de voar gera estresse em muitos pilotos), você fará exatamente o contrário do que deve ser feito para ajudar. Os pilotos têm uma tendência natural a puxar ou empurrar o controle do profundor, para alterar a posição de inclinação do avião. Durante um estol, à medida que o avião for se inclinando para baixo, o instinto destreinado do piloto fará com que ele puxe para trás o controle do profundor. Mesmo se você retirar essa criatura e o puser sentado no seu colo, o resultado ainda assim não será bom. A asa continuará em estol e você, meu amigo, terá a aparência de um touro que acabou de ser castrado. Se as asas entrarem em estol, será necessário executar um procedimento muito importante: reduzir o ângulo de ataque abaixo de seu valor crítico. Somente depois disso, a asa começará a voar novamente. Adicionar potência total também ajuda no processo de recuperação através da aceleração do avião. O aumento na velocidade fornecida pela potência também ajuda a reduzir o ângulo de ataque. Não fique aí sentado com as asas em estol. Há uma razão para você ser chamado de piloto em comando. Faça alguma coisa. Mas faça a coisa certa. Estol em qualquer posição ou velocidade no ar Você deve saber que os aviões podem entrar em estol em qualquer posição ou em qualquer velocidade no ar. Abra bem o ouvido novamente. Não importa se o nariz está apontado para cima ou para baixo ou se você está viajando a 60 ou a 160 nós. O fato de o avião exceder seu ângulo de ataque crítico não depende da posição ou da velocidade no ar. A Figura 1-4A mostra um exemplo de como isso pode acontecer.
Figura 1-4 Recuperação de estol quando ultrapassado o ângulo de ataque crítico.
Os aviões têm inércia, o que significa que querem se manter em movimento na direção em que estão viajando. O avião A está apontado com o nariz para baixo, mergulhando a 150 nós (não tente fazer isso em casa!). O piloto deu um puxão para trás com bastante força, forçando as asas a excederem o ângulo de ataque crítico, e o avião entrou em estol. Uau! Imagine isso. Entrar em estol com o nariz para baixo a 150 nós! A Figura 1-4B mostra um exemplo de avião em estol a 100 nós em vôo nivelado após o piloto ter puxado o controle do profundor de forma muito brusca. O que o piloto deve fazer para se recuperar? A primeira etapa é reduzir o ângulo de ataque, movendo o controle do profundor para a frente ou soltando a pressão para trás no joystick (lembre-se de que o puxão para trás no controle do profundor foi provavelmente o responsável pelo grande ângulo de ataque que induziu o estol primeiramente). Isso restabelece o fluxo suave e de alta velocidade do ar através das asas. O avião está voando novamente. A segunda etapa (se necessária) requer a aplicação de toda a potência disponível para acelerar o avião e ajudar a reduzir o ângulo de ataque. Depois que o avião não estiver mais em estol, ele deverá ser colocado novamente na posição desejada, tomando-se cuidado para que ele não entre novamente em estol. O estol secundário é quando o avião entra novamente em estol logo após se recuperar de um anterior. Diferente do segundo grau escolar, ele não é considerado uma etapa acima, especialmente pelo instrutor de vôo participante. (Você saberá que sua instrutora está insatisfeita quando ouvi-la fazer afirmações sutis como: “Pensando bem, o parto não foi tão doloroso”.) Colocar um avião em estol intencionalmente, a uma altitude segura, na verdade é divertido, ou pelo menos instrutivo. Os estóis são manobras relativamente suaves na maioria dos aviões. No entanto, colocar um avião em estol quando ele estiver próximo ao chão é sério, pois normalmente não é um ato intencional. Durante o treinamento de vôo, você terá ampla prática em recuperação de estol. Gerenciar um avião em estol é uma coisa, e gerenciar seus instintos naturais é outra. Por exemplo, uma armadilha típica de estol em que você poderia cair (literalmente) envolve uma alta razão de afundamento (ou seja, uma alta razão de descida) durante o pouso. Na aproximação, você poderia aplicar pressão para trás no profundor tentando reduzir a inclinação da descida. Se o ângulo de ataque crítico fosse excedido, o avião entraria em estol. A pista apareceria em seu pára-brisa como uma visão de baixa órbita de uma supernova. Se você seguir seus instintos destreinados e continuar puxando o profundor para trás, o estol aumentará. Pilotos treinados sabem mais. Eles estão cientes da possibilidade de estol e aplicam a combinação correta de pressão para trás no profundor e potência durante o pouso para alterar o trajeto da planagem do avião sem exceder o ângulo de ataque crítico (seu instrutor mostrará o uso correto do profundor e da potência durante o pouso). Como os pilotos sabem até que ponto devem puxar o profundor para trás? Como sabem que não colocarão o avião em estol? Se houvesse um indicador de ângulo de ataque no avião, o reconhecimento do estol seria fácil. Você teria simplesmente que manter o ângulo de ataque abaixo do ponto crítico para a asa em questão. Os indicadores de ângulo de ataque, embora importantes, são raros em aviões pequenos. No Flight Simulator, a principal dica de um princípio de estol é o alarme de estol, ativado quando você está poucos nós acima da velocidade de estol. A palavra STALL (Estol) também é exibida na tela. É claro que isso não ocorre em um avião de verdade. No entanto, ele pode ter uma luz de alarme de estol vermelha, que funciona de forma semelhante ao alarme. Agora que você tem uma boa base sobre a aerodinâmica do estol, vamos examinar os detalhes da recuperação de estol. Pare de voar; entre em estol Puxar o joystick totalmente para trás faz com que as asas excedam o ângulo de ataque crítico e entrem em estol. Durante o estol, o fluxo de ar é desprendido em vez de fluir suavemente através do topo da asa. Isso resulta em força de sustentação insuficiente para o vôo, fazendo com que o avião incline-se para a frente (contanto que a bagagem, os passageiros e o combustível estejam carregados corretamente no avião). Essa inclinação automática do nariz para baixo é algo como fazer a manobra de Heimlich sozinho; o avião reduz seu próprio ângulo de ataque abaixo do valor crítico e readquire sua capacidade de voar. Se os aviões foram criados para se recuperarem sozinhos do estol, por que você precisa aprender isso? O problema é que os pilotos costumam executar procedimentos que impedem a recuperação do estol. Você precisa saber quais são esses procedimentos. Além disso, um estol acidental próximo ao chão requer que você saiba como se recuperar rapidamente para minimizar a perda de altitude. Vamos tentar outro estol mas, desta vez, vamos ver o que acontecerá se você impedir que o avião incline-se para a frente sozinho. Executando o procedimento errado em um estol O que acontecerá se você entrar em estol e impedir que o avião se recupere dele? A resposta é que o avião permanecerá em estol com o joystick mantido totalmente para trás. Ele não subirá, não importa a força com que você puxe o joystick. Pense nisso cuidadosamente: você poderia permanecer em estol o caminho todo até o chão, enquanto o joystick estivesse preso totalmente para trás, o que não é muito divertido, certo? Manter o joystick totalmente para trás deixa o ângulo de ataque da asa em seu valor crítico ou acima dele. Infelizmente, isso é o que alguns pilotos fazem depois de colocarem um avião em estol. Executando o procedimento certo em um estol É por isso que aprendemos sobre a necessidade de liberar qualquer pressão para trás no joystick e de movê-lo para a frente até que as asas estejam abaixo do ângulo de ataque crítico. A posição correta para recuperação está sujeita a muitas variáveis, portanto, nas Lições interativas, usaremos uma inclinação de 5 a 10 graus do nariz para baixo, para recuperações de estol do simulador. Não é preciso inclinar a posição do nariz para baixo excessivamente, pois isso resulta em perda excessiva de altitude e em aumento da velocidade no ar. Como saber se você reduziu o ângulo de ataque o suficiente? Em um simulador, os seguintes fatores devem ocorrer: o alarme do estol pára de tocar, a palavra STALL (Estol) desaparece da tela, o avião começa a voar novamente, a velocidade no ar começa a aumentar e os controles de vôo começam a responder melhor. Se seu instrutor estivesse a bordo, sua voz também ficaria mais calma e as baleias não estariam mais sujeitas a encalhar nas praias. Com poucas exceções, é assim que os pilotos sempre têm reconhecido estóis e se recuperado deles. Você também deverá adicionar potência total imediatamente após reduzir o ângulo de ataque. Isso ajudará a acelerar o processo de recuperação do estol. Tome cuidado para não deixar o nariz se inclinar para cima ao adicionar potência. Isso poderia aumentar mais uma vez o ângulo de ataque o suficiente para induzir outro estol. Quando o avião não estiver mais em estol (ou seja o alarme de estol parar de tocar), erga o nariz até a posição de subida e estabeleça a velocidade no ar de subida. Estóis de partida O que acontecerá se você entrar em estol com potência total já aplicada? Imagine que você tenha acabado de decolar de um aeroporto e esteja subindo com potência total (como normalmente faz neste avião). De repente, você encontra uma vespa enorme na cabine. Você se distrai e esquece de pilotar o avião enquanto esmaga o inseto com as mãos. É óbvio que toda a sua movimentação no ar faz a cabine se parecer com o cenário de um filme de kung fu, enquanto o avião entra em estol. O que você faz? Bem, Gafanhoto, nem todo o kung fu do mundo poderá ajudá-lo agora, a menos que você faça uma coisa: reduza o ângulo de ataque da asa abaixo de seu valor crítico. Quando o avião não estiver mais em estol, você poderá retomar a posição de subida. Não se preocupe em tocar na aceleração, pois a potência total já está aplicada. Você conseguiu: sua primeira incursão ao parque temático aéreo conhecido como Mundo do estol. No entanto, o único problema é que você não visitou um canto do parque chamado Terra da realidade. Veja o que você perdeu. É fácil lembrar-se de que os aviões entram em estol porque excedem seu ângulo de ataque crítico. Mas não se esqueça de que isso pode acontecer em qualquer posição, a qualquer velocidade no ar e em qualquer ajuste de potência. Hora de mais verdades. Na vida real, se o avião estivesse apontando diretamente para baixo e você puxasse os controles o suficiente para trás, ele entraria em estol. Com certeza, não faríamos isso no avião real (mesmo que ele fosse alugado). Lembre-se de que isto é um simulador. Podemos fazer coisas que nunca pensaríamos fazer em um avião real. É como visitar a Terra da fantasia, pois não estamos expostos a grandes riscos na demonstração. Portanto, vamos aproveitar nossa tecnologia e ver o que os outros somente falam e jamais fazem. Agora é hora de praticar os estóis. Leia o briefing deste vôo. - início -