Como voa o avião?
A resposta é dada pela ciência denominada aerodinâmica, que é o estudo do ar em movimento e das forças que atuam sobre a superfícies sólidas movendo-se através do ar. o termo é uma combinação de dois vocábulos gregos: "aer", que significa ar e "dânamis", significando força. É a reação do ar sobre a superfície da asa, a qual tem uma configuração especial (aerofólio), que possibilita ao avião levantar-se e manter-se no ar.
Quatro forças atuam sobre um avião em vôo: sustentação, peso (ou gravidade), arrasto e tração. A sustentação é a força que tende a fazê-lo subir e que compensa o peso do avião. O arrasto é a resistência do ar ao deslocamento para a frente. A tração produzida pelo grupo motopropulsor contraria o arrasto.
Os princípios científicos desenvolvidos por Isaac Newton e Daniel Bernoulli explicam como é possível haver a sustentação. A terceira lei do movimento, de Newton, estabelece que a toda ação corresponde uma reação de igual intensidade e em direção oposta. Como a asa do avião é um plano inclinado, no seu deslocamento ela exerce uma pressão sobre o ar, impulsionando-o para baixo; o ar, reagindo, impulsiona a asa para cima. Essa pressão de impacto do ar que colide com a superfície inferior da asa produz cerca de 30% da sustentação total da asa.
A lei de Bernoulli (chamada de efeito de Bernoulli) estabelece que um aumento na velocidade do ar ocasiona uma redução da pressão estática. O tubo de Venturi de um carburador ilustra esta lei. O carburador é largo nas duas extremidades e estreito na parte central. A medida que o ara passa pela garganta, aumenta de velocidade, diminuindo a sua pressão estática. A baixa pressão estática do ar no bico do tubo, que entra na garganta, proporciona a aspiração do combustível, que vem de um reservatório sob pressão atmosférica normal.
O perfil de uma asa tem formato semelhante a um lado de um tubo Venturi. Os filetes de ar, que se movimentam por sobre a superfície curva superior da asa, percorrem um caminho maior do que os que passam pela superfície achatada inferior. O ar desloca-se, pois, com maior velocidade por cima do que por baixo da asa, exercendo, em conseqüência, menor pressão para baixo. A diferença entre as pressões nas superfícies superior e inferior da assa produz cerca de 70% da sustentação. A sustentação de uma asa varia com o ângulo de ataque, o formato do aerofólio, a velocidade do ar, o tamanho da asa e a densidade do ar.
Livro: Aerodinâmica e Teoria de Vôo
Jorge M. Homa