No WB, mais cedo ou
mais tarde alguém comenta sobre o fato dos comandos
de vôo dos aviões (ailerons, profundor e leme)
ficarem duros devido à 'compressibilidade'. Na
verdade, a 'dureza' dos comandos e a
compressibilidade são fenômenos bem diferentes.
Segue abaixo uma (não tão) breve explicação
desses fenômenos e as maneiras de se sair dessa
situação. Por favor, deve ser levado em conta que a
explicação teve que ser bem simplificada, e que
algumas 'heresias' podem ter sido cometidas para
torná-la mais compreensível (se é que eu entendi o
assunto direito, para início de conversa...)
Endurecimento
dos Comandos
Praticamente nenhum
avião de caça da segunda guerra mundial tinha
comandos de vôo acionados hidraulicamente, ao
contrário dos aviões de caça modernos (a única
exceção que conheço é o último modelo do P-38 (
modelo L) que ganhou um atuador hidráulico auxiliar
no aileron). Sendo assim, eles dependiam apenas do
piloto e de (engenhosos...) recursos aerodinâmicos
para gerar as forças que defletiam os comandos de
vôo.
É impossível
descrever todos esses recursos sem entrar em detalhes
muito técnicos (e maçantes...) mas alguns deles
consistiam em posicionar a articulação do comando
mais para trás, modelar adequadamente o bordo de
ataque do comando, colocar 'tabs' (compensadores)
automáticos no bordo de fuga (que se moviam no
sentido contrário ao da superfície), etc. O
propósito de tudo isso era manter o nível de
forças que o piloto fazia no manche dentro do
humanamente possível. A baixas velocidades, o piloto
normalmente tinha força suficiente para defletir os
comandos sozinho. Era fácil fazer um dispositivo que
ajudasse o piloto diminuindo as forças a médias
velocidades, mas esse mesmo dispositivo poderia
diminuí-las demais a alta velocidade, tornando o
avião muito 'arisco' ou mesmo instável e perigoso.
Da mesma forma, se o dispositivo fosse projetado para
altas velocidades, ele poderia deixar o comando muito
pesado a médias velocidades. O inverso disso tudo
também podia ocorrer, isto é, um dispositivo bom
para alta velocidade poderia deixar o comando muito
leve a baixa.
A grande 'arte' era
conseguir projetar um dispositivo que fosse
satisfatório para toda a faixa de velocidades;
poucos aviões conseguiram isso. Um exemplo clássico
de dispositivo bem projetado é o aileron do FW-190,
que era muito eficaz de 200 a 500 mph, com forças de
manche excelentes. O exemplo contrário é o do Zero,
que tinha ailerons imensos, propositadamente
otimizados para ter uma eficiência máxima a baixas
velocidades (100-200 mph, típicas de combate turn
& burn), mas que eram grandes demais para que um
piloto normal conseguisse defletí-los acima de 300
mph. O P-39, amaldiçoado por muitos, tinha comandos
extremamente sensíveis (pouca força): alguns
pilotos experientes achavam essa característica
excelente, enquanto pilotos novatos a achavam
perigosa... O ponto fundamental a ser notado (moral
da história) é: os comandos continuavam com sua
eficiência normal a 'qualquer' velocidade; o
problema é que, dependendo desta última, muitas
vezes o piloto não tinha força suficiente para
defletí-los. A compressibilidade não tem nenhuma
'culpa' direta nesses aspectos... (Hay que endurecer,
peró sin culpar la compressibilidad jamás!)
Compressibilidade
Acho que quase todo
mundo já ouviu falar de aviões supersônicos,
'barreira do som', número de Mach, e ondas de choque
causadas por aviões supersônicos em vôo rasante
quebrando vidros de casas... Exagerados ou não, eles
ilustram fenômenos que podem ser atribuídos à tal
da compressibilidade.
A baixas velocidades
(até uns 230 mph, ou 350 km/h, correspondendo a
Mach=0.3 (30% da velocidade do som)) o ar é
essencialmente incompressível: um avião abrindo
caminho através dele apenas o 'empurra' para os
lados, fazendo que ele acelere localmente ao
contornar o avião. É como um esguicho de mangueira:
ao se apertar o bocal com um dedo, a água (que é
incompressível) acelera e vai mais rápido e mais
longe.
A medida que a
velocidade de vôo cresce, o ar, além de ser
acelerado, começa a ser comprimido ou expandido.
Duas coisas interessantes acontecem então: se a
velocidade de vôo do avião for alta o suficiente
(embora ainda abaixo da velocidade do som, Mach menor
que 1), o ar que é acelerado (e expandido) pode
chegar a velocidades SUPERSÔNICAS em alguns pontos
do seu trajeto em torno do avião. Repetindo: o
avião voa subsônico, mas existem algumas regiões
de escoamento supersônico em torno dele
(principalmente na parte de cima das asas).
Isso causa o segundo
efeito 'interessante': uma vez que o escoamento local
é supersônico, podem aparecer ali as tais das ondas
de choque, que são a maneira que a natureza encontra
para desacelerar (e recomprimir) rapidamente o ar. O
problema é que se as ondas de choque ficarem muito
fortes, elas provocam um turbilhonamento tão grande
(‘descolamento da camada limite’, em
jargão técnico) que isso diminui a sustentação da
asa e afeta a eficiência dos comandos de vôo. Para
efeitos práticos, é como se a asa ou comando de
vôo tivesse estolado (perda de sustentação). Agora
sim, os comandos de vôo podem ficar sem eficiência:
mesmo se o piloto tiver força para defletí-los,
eles podem não ser capazes de fazer que o avião
execute a manobra prevista. Essa é uma situação
muito grave, e a culpada aqui, finalmente, é a
'compressibilidade' do ar...
Nos aviões da segunda
guerra mundial, esses efeitos de compressibilidade
começavam a aparecer tipicamente a partir de
Mach=0.65. Para colocar esse número em perspectiva,
ele corresponde a uma velocidade de aproximadamente
500 mph (800 km/h) ao nível do mar ou um pouco menor
(480 mph - 770 km/h) a 10000 ft. Ou seja, nas
altitudes típicas e velocidades máximas encontradas
nos aviões do Warbirds, os efeitos prejudiciais da
compressibilidade estariam apenas começando a ser
ligeiramente sentidos... Nas situações reais de
problemas de compressibilidade durante a segunda
guerra, os aviões estavam voando muito alto (na
verdade, o que importa não é a altitude, mas sim a
temperatura, que cai com a altitude...) e às vezes
se recuperavam sozinhos quando chegavam a altitudes
mais baixas (temperaturas maiores).
Para aqueles que já
estão jurando que nunca mais vão colocar os pés
num avião de verdade, aqui vão algumas
observações finais tranquilizadoras: Todos os
aviões comerciais subsônicos modernos (Boeing,
Airbus, Embraer ;) voam entre Mach 0.7 e 0.9, com
regiões extensas de escoamento supersônico sobre as
asas (e algumas outras partes). No entanto, o
enflechamento das asas, perfis de asa modernos e
outros dispositivos projetados para tal fazem que
eles sejam perfeitamente seguros e controláveis
nessas velocidades. O mesmo não se pode dizer dos
caças da segunda guerra mundial nessas mesmas
condições...
Muito bem, quem
resistiu bravamente, não dormiu até agora e ainda
não se sente totalmente confuso (escoamento
incompressível ou incompreensível?), pode dizer com
segurança, quando vir aquele Zero se esborrachar
sozinho no final de um mergulho ('maneuver kill'):
NÃO FOI problema de compressibilidade...
Como Evitar
a Perda de Controle em Mergulho no WB
Se o avião está num
mergulho a alta velocidade com o profundor
'congelado', existem duas maneiras de tentar tirá-lo
dessa situação:
1.Compensadores
Automáticos:
Centralize o manche
(isso mesmo: pare de cabrar!).
Aperte a tecla 'x'
(auto-trim on level) e deixe o avião fazer o resto.
2.Compensadores
manuais
Mantenha o manche na
posição a cabrar.
Aperte repetidas vezes
a tecla 'k' (elevator trim up) até sair do mergulho.
Notar que para as
técnicas acima funcionarem, é necessário um
mínimo de altitude para a recuperação. Nada vai
salvar um avião a 500 mph mergulhando a 45 graus a
100 ft de altitude...
Atualizado em 20/Junho/1998 (WB
2.01r3)
