Vôo em linha reta e nivelado Empuxo

Introdução
Os aviões estão entre as invenções mais incríveis. Um Boeing 747, por exemplo, pode levar 600 pessoas - e
pesa quase 400 toneladas quando está abastecido para a decolagem. Mesmo assim, ele percorre a pista e, como
num passe de mágica, se levanta no ar e pode voar quase 13.000 km sem parar. É impressionante, não?
Para entender o que faz um 747 - ou qualquer outra aeronave - voar, aperte o cinto e continue lendo.
Este artigo explica a teoria do vôo e analisa as diferentes peças de um avião -e de quebra ainda sugere links ótimos
para obter mais informações.
Forças aerodinâmicas
Antes de aprender como as asas mantêm os aviões no ar, é importante compreender as quatro forças
básicas da aerodinâmica: sustentação, peso, empuxo e arrasto.
Vôo
em
linha
reta
e
nivelado
Para um avião voar em linha reta e nivelado as seguintes relações devem ser verdadeiras:
•
Empuxo = Arrasto
•
Sustentação = Peso
Se o arrasto superar o empuxo, o avião vai perder velocidade. Se o empuxo aumentar e superar a força de
arrasto, o avião vai acelerar.
Da mesma forma, se a sustentação for menor que o peso do avião, o avião descerá. Ao aumentar a
sustentação, o piloto faz o avião subir.
Empuxo
O empuxo é uma força aerodinâmica que deve ser criada para que o avião supere o arrasto (observe que o
empuxo e o arrasto atuam em sentidos opostos na figura acima). Os aviões geram empuxo usando hélices, motores
a jato ou foguetes. Na figura acima, o empuxo provém de uma hélice - que funciona como uma versão muito potente
de um ventilador doméstico puxando o ar pelas lâminas.
Arrasto
O arrasto é uma força de resistência ao movimento de um objeto num fluido (como o ar - a água também é
um fluido). Uma forma de sentir o efeito do arrasto é colocar (com cuidado) sua mão para fora da janela de
um carro em movimento. O arrasto que sua mão produz depende de alguns fatores, como o tamanho de sua mão, a
velocidade do carro e a densidade do ar. Desacelerando o carro, você nota que o arrasto em sua mão também
diminui.
Esportes têm bons exemplos do efeito do arrasto. Pilotos de moto se abaixam nas retas para ganhar
velocidade (e erguem o torso nas freadas para aproveitar o arrasto). Esquiadores da modalidade downhill nas
Olimpíadas de Inverno se agacham sempre que podem, para ficar "menores" e reduzir o arrasto que produzem,
acelerando mais rápido montanha abaixo.
É para reduzir o arrasto que logo após a decolagem um avião de passageiros recolhe o trem de pouso,
guardando-o na fuselagem (o corpo) do avião. Assim como o esquiador e o piloto de moto, o piloto do avião quer
tornar a aeronave o menor possível para reduzir o arrasto. A quantidade de arrasto produzida pelo trem de pouso de
um jato é tamanha que, em velocidade de cruzeiro, o trem de pouso seria arrancado do avião.
Peso e sustentação
Peso
Fatos sobre o 747-400
Este é fácil. Todo objeto na Terra tem um peso (incluindo o ar). Um
•
747 pode pesar 395 toneladas - e mesmo assim consegue decolar metros)
(veja a tabela ao lado para mais especificações do 747).
•
Sustentação
Sustentação é a força aerodinâmica que mantém um avião no ar.
Provavelmente é a mais complicada das quatro para explicar sem
usar muita matemática. Nos aviões, grande parte da sustentação
necessária para manter o avião no ar é criada pelas asas (embora
parte seja criada por outras peças da estrutura).
Um conceito fundamental na aerodinâmica é a idéia de que
o ar é um fluido. Vamos analisar esse conceito mais atentamente.
Algumas considerações sobre fluidos
•
comprimento: 232 pés (~ 71
altura: 63 pés (~ 19 metros)
envergadura: 211 pés (~ 64
metros)
•
área de asa: 5.650 pés
quadrados (~ 525 metros quadrados)
•
peso máx. decolagem: 870.000
libras (~ 394.625 kg)
•
peso
máx.
aterrissagem:
630.000
libras
(~
285.763
kg)
(explica por que os aviões precisam despejar
combustível durante pousos de emergência)
•
motores:
quatro
motores
turbojato, com 57.000 libras de empuxo cada um
•
capacidade de combustível:
até 57.000 galões (~ 215.768 litros)
•
alcance máximo: 7.200 milhas
náuticas (~ 13.000 km)
•
velocidade de cruzeiro: 490
nós (~ 900 km/h)
•
distância
de
decolagem:
10.500 pés (~ 3.200 metros)
Como mencionamos, um dos principais conceitos na
aerodinâmica é a idéia de que o ar é um fluido. Como todos os
gases, o ar flui e se comporta de maneira similar à água e outros
líquidos. Mesmo que ar, água e mel possam parecer substâncias
totalmente diferentes, todas obedecem ao mesmo conjunto de
relações matemáticas. Na verdade, os testes básicos de
aerodinâmica às vezes são realizados debaixo d'água.
Outro conceito importante é o fato de que a sustentação
existe apenas na presença de um fluido em movimento. Isso
também se aplica para o arrasto. Não importa se o objeto está
parado e o fluido em movimento, ou se o fluido está parado e o objeto se movendo. O que realmente importa é a
diferença relativa de velocidade entre o objeto e fluido.
Conseqüentemente, não se pode criar sustentação ou arrasto no espaço (onde não existe fluido). Isso
explica por que uma nave espacial não tem asas, a menos que passe algum tempo no ar. O ônibus espacial é um
bom exemplo de espaçonave que passa grande parte de seu tempo no espaço, onde não existe ar para criar a
sustentação. Entretanto, quando o ônibus retorna à atmosfera terrestre, suas asas espessas produzem sustentação
suficiente para permitir que o ônibus plane até aterrissar.
Explicações populares (e imperfeitas) sobre sustentação
Ao ler qualquer livro escolar sobre aerodinâmica, você encontrará inúmeros métodos matemáticos para
calcular a sustentação. Infelizmente, nenhuma dessas explicações é particularmente satisfatória, a menos que
você seja um gênio da matemática.
Há muitas explicações simplificadas sobre a sustentação na Internet e em alguns livros didáticos. Duas das
mais populares explicações atuais são a explicação do caminho mais longo (também conhecida por princípio de
Bernoulli ou igual tempo de trânsito) e a explicação newtoniana (também conhecida por explicação de
transferência de momento ou deflexão do ar). Embora muitas dessas explicações sejam fundamentalmente
falhas, elas ainda podem contribuir para um entendimento intuitivo de como é criada a força de sustentação.
A explicação comum ou caminho mais longo
A explicação comum, ou do caminho mais longo, diz que a parte superior de uma asa é mais curva que a
parte inferior. As partículas de ar que se aproximam do bordo de ataque da asa devem percorrer o caminho por cima
ou por baixo da asa. Suponhamos que duas partículas próximas se separem no bordo de ataque e se reagrupem
depois, no bordo de fuga da asa. Visto que as partículas que se deslocam na parte superior percorrem uma
distância maior em igual tempo, elas devem se mover mais velozmente.
O princípio (ou lei, ou teorema) de Bernoulli, um fundamento da dinâmica dos fluidos, define que, conforme
aumenta a velocidade de fluxo do fluido, diminui sua pressão. A explicação do caminho mais longo (igual tempo de
trânsito) deduz que esse ar que se desloca mais rápido desenvolve menor pressão na parte superior, ao passo que
o ar com deslocamento mais lento mantém maior pressão na parte inferior da asa. Essa diferença de pressão
basicamente "chupa" a asa para cima (ou empurra a asa para cima, dependendo do ponto de vista).
Por que isso não está inteiramente correto?
Existem várias falhas nessa teoria, embora seja ela uma explicação bastante comum, facilmente encontrada
em livros didáticos e enciclopédias:
1.
A premissa de que duas partículas de ar, conforme descrito acima, se reagrupam no bordo de fuga
da asa não tem fundamento. Na verdade, essas duas partículas não têm "conhecimento" uma da outra, e não existe
um motivo lógico para que essas partículas se agrupem na parte posterior da asa, no mesmo momento.
2.
Para diversos tipos de asa, a parte superior é maior que a parte inferior. Todavia, muitas asas são
simétricas (identicamente moldadas nas partes superior e inferior). Essa explicação também prevê que aviões não
podem voar de cabeça para baixo, embora saibamos que muitas aeronaves têm essa capacidade.
Por que isso não está inteiramente errado?
A explicação do caminho mais longo está correta em mais de um aspecto. Primeiro, o ar na parte superior da
asa se move mais rápido que o ar na parte inferior - na verdade, ele se move mais rápido do que a velocidade
necessária para as partículas de ar da parte superior e inferior se reagruparem, como sugerem muitas pessoas.
Segundo, a pressão geral na parte superior de uma asa produtora de sustentação é menor que a pressão na parte
inferior da asa, e é essa diferença líqüida de pressão que cria a força de sustentação.
A explicação newtoniana
Isaac Newton declarou que, para cada ação, existe uma reação igual e oposta (Terceira Lei de Newton). Um
bom exemplo está em dois patinadores em uma pista de gelo. Se um empurra o outro, ambos se movem - um pela
força da ação e outro pela força da reação.
No final do século 17, Isaac Newton formulou a teoria de que as moléculas de ar atuam como partículas
individuais e o ar que atinge a superfície inferior de uma asa atua como chumbinho ricocheteando em uma placa
metálica. Cada partícula individual ricocheteia na superfície inferior da asa e é desviada para baixo. Conforme
atingem a parte inferior da asa, as partículas concedem parte de sua cinética à asa, gradualmente empurrando a
asa para cima com cada impacto molecular.
Nota: Na verdade, as teorias de Newton sobre fluidos foram desenvolvidas para batalha naval, a fim de
ajudar a reduzir a resistência que a água exercia nos navios - a meta era criar um barco mais rápido e não um avião
melhor. Ainda assim, as teorias são aplicáveis, visto que água e ar são ambos fluidos.
Por que isso não está inteiramente correto?
A explicação de Newton oferece uma imagem um tanto intuitiva de como a asa desvia o fluxo de ar que
passa por ela, com algumas exceções:
1.
A superfície de cima da asa é totalmente excluída do cenário. A superfície de cima de uma asa
contribui substancialmente para afetar o fluxo do fluido. Quando apenas a superfície inferior da asa é considerada,
os cálculos de sustentação resultantes são um tanto imprecisos.
2.
Quase cem anos depois da teoria de cascos de navio de Newton, um homem chamado Leonhard
Euler notou que o fluido que se move em direção a um objeto desvia antes mesmo de atingir a superfície,
sem chance de ricochetear na superfície. Parecia que o ar não se comportava da mesma forma que os chumbinhos.
Em vez disso, as moléculas interagem e se influenciam, de forma que é difícil prever usando métodos simplificados.
Essa influência vai além do ar em volta da asa.
Por que isso não está inteiramente errado?
Embora uma pura explicação newtoniana não produza estimativas precisas de valores de sustentação em
condições de vôo (por exemplo, o vôo de um jato de passageiros), ela prevê muito bem a sustentação de certos
regimes de vôo. Para condições de vôo hipersônico (velocidades que excedem em cinco vezes a velocidade do
som), a teoria de Newton prova ser verdadeira. Em altas velocidades e densidades muito baixas de ar, as moléculas
de ar se comportam como os chumbinhos exemplificados por Newton. O ônibus espacial opera sob essas condições
durante sua fase de reentrada.
Diferentemente do conceito de igual tempo de trânsito, o princípio de Newton diz que o ar é desviado para
baixo enquanto percorre a asa. Embora não se deva ao contato das moléculas contra a superfície inferior da asa, o
ar é certamente desviado para baixo, resultando em um fenômeno denominado downwash (veja NASA: Glenn
Research Center - em inglês - para mais sobre downwash).
Como a sustentação é criada
Variações de pressão causadas pelo desvio de um fluido em movimento
A sustentação é uma força em uma asa (ou qualquer outro objeto sólido) imersa em um fluido em
movimento, e atua de forma perpendicular ao fluxo do fluido (arrasto é a mesma coisa, só que atua paralelamente à
direção do fluxo de fluido). A força líquida é criada por diferenças de pressão geradas por variações na velocidade
do ar em todos os pontos ao redor da asa. Essas variações de pressão são causadas pela interrupção e pelo desvio
do fluxo de ar que passa pela asa. A distribuição de pressão medida em asas tradicionais se assemelha ao seguinte
diagrama:
A. o ar aproximando-se da parte superior da asa é comprimido no ar acima dele, conforme se desloca para
cima. Assim, visto que a parte superior se curva para baixo e para longe do fluxo de ar, uma área de baixa pressão é
desenvolvida - e o ar acima é empurrado para baixo, em direção à traseira da asa;
B. o ar que se aproxima da superfície inferior da asa é retardado, comprimido e redirecionado em um trajeto
descendente. Conforme o ar se aproxima da parte traseira da asa, ele acelera e a pressão gradualmente se
equipara àquela do ar deslocando-se para cima. Os efeitos totais da pressão encontrados na parte inferior da asa
em geral são menos perceptíveis do que aqueles na parte superior da asa;
C. componente de sustentação;
D. força líquida;
E. componente de arrasto.
Ao adicionar todas as pressões que atuam sobre a asa (por todo o lugar), obtém-se a força absoluta na asa.
Parte dessa sustentação vai levantar a asa (componente de sustentação) e o restante serve para desacelerar a
asa (componente de arrasto). Como a quantidade de fluxo de ar desviado pela asa aumenta, as diferenças de
velocidade e pressão entre as partes superior e inferior se tornam mais evidentes, aumentando a sustentação. Há
muitas maneiras de aumentar a sustentação de uma asa, tal como aumentar o ângulo de ataque ou a velocidade do
fluxo de ar. Esses e outros métodos são explicados em detalhes mais adiante, neste artigo.
Considere isto
É importante notar que, diferentemente das explicações populares
previamente descritas, a sustentação depende de contribuições
significativas tanto da parte superior quanto da parte inferior da asa.
Embora nenhuma dessas explicações seja perfeita, ambas têm um pouco
de validade. Outras explicações afirmam que a distribuição irregular de
pressão causa o desvio de fluxo, ao passo que outras afirmam que o
oposto é verdadeiro. Em ambos os casos, está claro que não é um
assunto que possa ser facilmente explicado usando teorias simplificadas.
Da mesma forma, prever a quantidade de sustentação criada
pelas asas foi uma tarefa igualmente desafiadora para engenheiros e
projetistas no passado. Na verdade, por anos temos nos valido de dados
experimentais coletados há 70, 80 anos, para auxiliar em nossos projetos
iniciais de asas.
Cálculo de sustentação com base em resultados de testes
Em 1915, o Congresso norte-americano criou o National Advisory Committee on Aeronautics (Naca - um
precursor da Nasa). Durante as décadas de 20 e 30, a Naca conduziu testes de túnel de vento em centenas de
formatos de aerofólios (formatos de corte transversal de asa). Os dados obtidos permitiram aos engenheiros
calcular antecipadamente a quantidade de sustentação e arrasto que os aerofólios podem desenvolver em diversas
condições de vôo.
O coeficiente de sustentação de um aerofólio é o número que relaciona sua capacidade de produção de
sustentação à velocidade do ar, densidade do ar, área da asa e ângulo de ataque - o ângulo do aerofólio em
relação ao fluxo de ar de entrada (discutiremos isso mais tarde, em mais detalhes). O coeficiente de sustentação de
um aerofólio depende de seu ângulo de ataque.
imagem
cortesia
da
NASA
A inclinação da curva de sustentação de um aerofólio Naca
Eis uma equação padrão para o cálculo da sustentação usando um coeficiente de sustentação:
L = sustentação
Cl = coeficiente de
sustentação
(rho) = densidade do ar
V = velocidade do ar
A = área da asa
Como exemplo, vamos calcular a sustentação de um avião com 40 pés de envergadura e um comprimento
de perfil de 4 pés (área da asa = 160 pés quadrados), movendo-se a uma velocidade de 100 mph (161 km/h) ao
nível do mar (146,7 pés, ou 45 metros por segundo). Suponhamos que a asa tenha uma seção transversal constante
utilizando um formato de aerofólio Naca 1408 e que o avião esteja voando de forma que o ângulo de ataque da asa
seja de 4 graus.
Sabemos que:
•
A = 160 pés quadrados
•
(rho) = 0,00238 slugs/ pé cúbico (ao nível do mar em um dia normal; slug é unidade americana de
massa; 1 slug = 32,17 libras)
•
V = 146,7 pés por segundo
•
Cl = 0,55 (coeficiente de sustentação para aerofólio Naca 1408 a 4 graus AOA)
Agora, calculamos a sustentação:
•
Sustentação = 0,55 x 0,5 x 0,00238 x 146,7 x 146,7 x 160
•
Sustentação= 2.254 lbs
Também é possível fazer as contas usando o sistema métrico:
•
A = 15 metros quadrados
•
(rho) = 1,224 kg/m³ (ao nível do mar em um dia normal)
•
V = 45 metros por segundo
•
Cl = 0,55 (coeficiente de sustentação para aerofólio Naca 1408 a 4 graus AOA)
Fazendo o cálculo:
•
Sustentação = 0,55 x 0,5 x 1,224 x 45 x 45 x 15
•
Sustentação= 10.022 newtons, ou 1.022 kg-força
A conversão de libras para newtons não é precisa porque foram usadas aproximações diferentes em alguns
dos fatores da fórmula. Tente seu projeto de aerofólio (em inglês) no web site da NASA usando um túnel de vento
virtual.
Cálculo de sustentação por simulações computadorizadas
Desde a coleta de dados experimentais realizada pela Naca os engenheiros vêm utilizando essas
informações para calcular a sustentação (e outras forças aerodinâmicas) produzida pelas asas e outros objetos no
fluxo de fluido. Recentemente, a capacidade computacional cresceu de tal forma que, hoje, as experiências de túnel
de vento podem ser simuladas em um computador padrão.
Pacotes de software, como FLUENT (em inglês), foram desenvolvidos para criar fluxos de fluido simulados
nos quais objetos sólidos podem ser virtualmente imersos. As aplicações desse tipo de software variam desde a
simulação do fluxo de ar passando por uma asa até o mapeamento do fluxo de ar por um gabinete de computador,
para ver se há ar frio suficiente passando pela CPU e evitar o superaquecimento do computador.
Fatos interessantes sobre asas
Existem fatos interessantes sobre asas que são úteis para entender em detalhes seu funcionamento. O
formato da asa, o ângulo de ataque, flapes, hipersustentador, superfícies giratórias e de exaustão são elementos
importantes a considerar.
Vamos começar pelo formato da asa.
Formato
da
asa
O formato de aerofólio "padrão" que explicamos acima não é o único formato para uma asa. Por exemplo, os aviões
de acrobacias (aqueles que voam de cabeça para baixo por longos períodos em demonstrações aéreas) e
aeronaves supersônicas têm perfis de asa que são um pouco diferentes do esperado:
O aerofólio superior é comum para um avião de acrobacias e o aerofólio inferior é comum para caças
supersônicos. Observe que ambos são simétricos, tanto na parte superior quanto na inferior. Aviões de acrobacias
e jatos supersônicos obtêm sua sustentação exclusivamente do ângulo de ataque da asa.
Ângulo de ataque
O ângulo de ataque é o ângulo da asa em relação ao ar que se aproxima - é ele que determina a espessura
da fatia de ar que a asa está atravessando. Por determinar essa fatia, o ângulo de ataque também dita
a sustentação que a asa gera (embora este não seja o único fator).
Ângulo de ataque zero
Ângulo de ataque raso
Ângulo de ataque agudo
Flapes
Em geral, as asas da maioria dos aviões são projetadas para oferecer a quantidade apropriada de
sustentação (junto com arrasto mínimo), ao passo que o avião opera em modo de cruzeiro (cerca de 560 milhas por
hora, correspondente a 901 km/h para um Boeing 747-400). Entretanto, quando essas aeronaves decolam ou
aterrissam, suas velocidades podem ser reduzidas a menos de 200 milhas por hora (322 kph). Essa dramática
alteração nas condições de trabalho da asa significa que um formato diferente de aerofólio provavelmente
melhoraria a aeronave.
Para comportar ambos os regimes de vôo (rápido e alto, assim como baixo e lento), as asas de avião
possuem seções móveis chamadas flapes. Durante a decolagem e a aterrissagem, os flapes são projetados pra trás
e para baixo, a partir do bordo de fuga das asas. Isso altera efetivamente o formato da asa, permitindo que ela
desloque mais ar criando maior sustentação. A desvantagem dessa alteração é o arrasto que também é criado, de
forma que os flapes são recolhidos pelo restante do vôo.
Slats
Slats têm a mesma função que os flapes (isto é, alterar temporariamente o formato da asa para aumentar a
sustentação), mas eles são presos na frente da asa, em vez de atrás. Eles também são utilizados na decolagem e
na aterrissagem.
Superfícies giratórias
Considerando o que sabemos até agora sobre asas e sustentação, parece lógico que um simples cilindro
não produza nenhuma sustentação quando imerso em um fluido em movimento (imagine um avião com asas no
formato de rolos de papelão de papel-toalha). Em um mundo simplificado, o ar simplesmente fluiria uniformemente
ao redor do cilindro em ambos os lados, e continuaria indo. Na realidade, o ar descendente seria um pouco
turbulento e caótico, porém ainda não geraria sustentação.
Entretanto, se começarmos a girar o cilindro, como mostra a figura abaixo, a superfície do cilindro vai
arrastar a camada de ar em seu redor. O resultado final é uma diferença de pressão entre a parte superior e inferior,
o que desvia o fluxo de ar para baixo. A Terceira Lei de Newton define que, se o ar está sendo redirecionado para
baixo, o cilindro deve ser desviado para cima (soa como sustentação, não?). Esse é um exemplo do Efeito Magnus
(também conhecido por Efeito de Robbins), válido para esferas e cilindros rotatórios (parecido com o que acontece
com bolas curvas).
Acredite ou não, Anton Flettner criou um navio chamado Bruckau, que usava cilindros giratórios em vez de
velas para impulsioná-lo e atravessar o oceano.
Superfícies de exaustão
Vamos pegar a asa cilíndrica dos exemplos acima e encontrar outro meio para gerar sustentação com ela.
Quando você põe as costas da mão verticalmente sob a torneira, a água não escorre simplesmente pela parte
inferior de sua mão e depois cai. Em vez disso, a água se move para cima e ao redor da lateral de sua mão (por
alguns milímetros) antes de cair na pia. Isso é conhecido como Efeito Coanda (em homenagem a Henri Coanda),
que define que um fluido tende a seguir o contorno da superfície curva com a qual se depara.
Em nosso exemplo cilíndrico, se o ar é forçado para fora de uma abertura longa, logo atrás da parte superior
do cilindro, ele vai circundar o lado traseiro e puxar o ar vizinho consigo. Essa situação é muito similar ao Efeito
Magnus, exceto pelo fato de que o cilindro não precisa girar.
O Efeito Coanda é usado em aplicações especializadas para aumentar a quantidade de sustentação
adicionada fornecida pelos flapes. Em vez de alterar apenas o formato da asa, o ar comprimido pode ser forçado
através de grandes aberturas na parte superior da asa ou flapes para produzir sustentação extra.
Acredite ou não, em 1990, a McDonnell Douglas Helicopter Co. (atualmente conhecida como MD
Helicopters, Inc.) removeu os rotores de cauda de alguns de seus helicópteros e os substituiu por cilindros. Em vez
de utilizar um rotor de cauda tradicional para guiar a aeronave, a cauda é pressurizada, e o ar é expelido por longas
aberturas, exatamente como na figura acima.
Mais peças de avião
A asa é, obviamente, a peça mais importante em um avião - é ela que coloca o avião no ar. Mas os aviões
têm muitas outras peças, que servem para para controlá-los ou mantê-los voando. Vamos examinar as peças de um
típico avião neste caso, um Cessna 152.
O trem de pouso é essencial durante a decolagem e a aterrissagem.
Trem de pouso dianteiro
Trem de pouso traseiro
No Cessna 152 o trem de pouso é fixo, mas a maioria dos aviões conta com trem de pouso retrátil, para
reduzir o arrasto durante o vôo.
A hélice
Logo depois da asa, as peças mais importantes provavelmente são a hélice e o motor. A hélice (ou, em
aviões a jato, os jatos) oferecem o empuxo que movimenta o avião para a frente.
A hélice é uma asa especial giratória. Se você olhar o corte transversal de uma hélice, verá que ela tem o
formato de aerofólio e ângulo de ataque. Basta ver a foto acima de uma hélice para notar que o ângulo de ataque
muda conforme a extensão da hélice - o ângulo é maior no centro porque a velocidade da hélice pelo ar é menor
quando próxima do cubo. Muitos aviões a hélice de grande porte têm hélices de três ou quadro lâminas com
mecanismos de ajuste de ângulo de inclinação. Esses mecanismos permitem ao piloto ajustar o ângulo de ataque
da hélice, dependendo da velocidade do ar e da altitude.
Estabilizadores horizontais e verticais
A cauda do avião tem duas pequenas asas, chamadas estabilizadores (o vertical, com o leme, e o
horizontal, com profundores), que o piloto usa para controlar a direção do avião. Ambos são aerofólios simétricos e
têm grandes flapes, controlados pelo piloto para alterar suas características de sustentação. O conjunto de
estabilizadores é chamado de empenagem.
Asa horizontal (estabilizador e profundor) na cauda
Asa vertical (estabilizador e leme) na cauda
Com a asa horizontal na cauda, o piloto muda o ângulo de ataque do avião, controlando sua subida ou
descida. Com o leme, o piloto direciona o avião para a esquerda ou direita.
Controle de direção do avião
A asa principal e os flapes
A asa principal do Cessna 152 tem 40 pés (cerca de 12 m) de comprimento de ponta a ponta, e cerca de 4
pés (aproximadamente 1,2 m) de largura. Na parte interna da asa estão os flapes usados para decolagem,
aterrissagem e outras situações de baixa velocidade. Nas extremidades, estão os ailerons, usados para girar o
avião e mantê-lo nivelado.
Asa principal
Flapes
Os flapes são acionados por motores elétricos na asa. Também nas asas estão dois tanques de combustível,
cada um com capacidade para 20 galões (75,6 litros).
Sensores do avião
Um avião tem quatro superfícies móveis de controle distintas, apresentadas a seguir:
O avião também tem dois sensores distintos montados na asa:
O tubo em L é chamado tubo de pitot. O ar forçado por esse tubo durante o vôo cria pressão, e essa
pressão move a agulha do indicador de velocidade do ar na cabine de pilotagem. Uma pequena abertura à direita é
um apito que soa quando está para ocorrer a perda de sustentação da asa (o chamado estol). A abertura
maior, perto da cabine de pilotagem, é usada para ventilação.