O que é aerodinâmica?

Aerodinâmica estuda o movimento de fluidos gasosos, relativo às suas propriedades e características, e às forças que exercem em corpos sólidos neles imersos.

Por | @grasiel_grasel Ciência

Você já parou para pensar como um Boeing 747-8I, que pesa aproximadamente 400 toneladas quando carregado, consegue decolar? Duas baleias azuis, que são os animais mais pesados do planeta terra não seriam o suficiente para se igualar ao peso do Boeing, pois cada uma pesa 180 toneladas, então como seria possível fazer o peso de duas baleias voar como se fosse uma pena?

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Para resolver problemas como o citado acima surgiu na física um estudo voltado ao movimento dos fluídos gasosos (nesse caso o ar) e as forças que exercem sobre corpos sólidos, podendo estes serem aviões, carros ou qualquer outro corpo que sofra a resistência do ar. Esse estudo foi chamado de aerodinâmica, que acabou projetando o aerofólio para os carros e as asas para os aviões.

A melhor maneira de estudar a aerodinâmica é analisando seus efeitos em aviões, que tem todo seu movimento gerado (quando no ar) por ela, e antes de tudo é importante conhecermos as forças que atuam naturalmente sobre uma aeronave.

O que é aerodinâmica?

Peso

O peso do avião é a maior força por ele exercida e a sua direção sempre é de encontro com o centro da terra, ela pode variar de acordo com o peso do avião vazio, a quantidade de passageiros, bagagem, carga e também combustível.

Assim como todas as outras forças, o ponto de partida da força peso vem do centro de gravidade, que fica no centro da aeronave (no ponto de encontro entre asas, cauda e bico) e é sobre ele que o avião gira. Dependendo da distribuição de carga o centro de gravidade pode sofrer um deslocamento e a condução do piloto pode acabar sendo prejudicada, por isso é importante respeitar os limites de peso e distribui as cargas e bagagens da melhor maneira possível.

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Sustentação

A força de sustentação é a principal responsável por fazer o avião planar, o seu efeito é puxar o avião para cima equilibrando e neutralizando a força peso de acordo com o centro de pressão, se não fosse por ela, o avião talvez poderia decolar se fosse lançado na vertical, o problema é que em poucos segundos a gravidade o jogaria para baixo sem a sustentação gerada pelas asas. Além das asas, o aerofólio da cauda também é essencial para a sustentação, com ele a estabilidade é garantida e o trabalho não fica todo concentrado nas asas.

Arrasto

O arrasto é nada mais, nada menos, que a resistência do ar, com ele a velocidade do avião tende a diminuir. O arrasto pode ser diminuído de acordo com a forma do avião, quanto mais arredondado for, melhor, dessa maneira o ar é facilmente desviado e exerce sua resistência com tanta eficiência.
Se um avião aumenta consideravelmente o seu ângulo de ataque e o avião fica com o bico muito inclinado, acontece o chamado efeito estol, que gera a perda total de sustentação e um aumento crítico no arrasto, fazendo com que o avião pare de voar e inicie uma queda livre até que consiga estabilizar, é exatamente por isso que os aviões não podem se inclinar tanto na hora da decolagem.

O que é aerodinâmica?

 

Empuxo

O empuxo é a força que tem o dever de superar o arrasto gerando uma força que atue contra ele, essa força é produzida pela propulsão nas turbinas, dando velocidade, força para realizar manobras e também colabora com a sustentação, sua eficiência pode variar de acordo com o tipo de motor, o número de motores, a aceleração e a hélice.

Existem vários tipos de motores, os mais comuns são os de explosão (Ciclo Otto) e também os de jatos (Ciclo Brayton), porém existem outros que são utilizados em casos menos comuns como os elétricos e os motores de foguetes.

Aerodinâmica em carros

Quando a combinação de todas essas forças é equilibrada a aerodinâmica perfeita é obtida, usamos o exemplo dos aviões porque neles é exigida uma cerca perfeição na engenharia, pois aeronaves são muito mais propensas a causar um acidente se forem mal projetadas do que um carro, que só precisa de uma melhor projeção aerodinâmica se esse for um carro de corrida, que poderá atingir maiores velocidades com mais facilidade.

As principais peças para melhorar a aerodinâmica de um carro são o aerofólio que lhe dá uma melhor estabilidade vertical canalizando o ar pelo capô com mais perfeição e os dutos de condução que aliviam a resistência do ar sobre o carro e a usam para dar mais estabilidade. O formato e curvas do capô do carro também ajuda muito na diminuição da resistência do ar, fazendo que o carro "corte" o vento enquanto corre, quase o ignorando.

O que é aerodinâmica?

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