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Velocidades de Vôo

Michael C. Love, 

Tradução de Heitor de Piratininga Fumis

Um dos pontos-chave para decolagens e pousos é o controle da velocidade. Saber qual velocidade utilizar é fundamental. Neste artigo, discutiremos várias velocidades, ou velocidades-V, com as quais devemos nos familiarizar. Há diversas velocidades-V; cada qual com seu significado bem específico. Vamos rever um pequeno conjunto delas, definindo cada uma. Finalmente, como as velocidades estão relacionadas de perto com o controle de velocidade, será também examinado como evitar perdas.

 

Velocidades-V

Velocidade-V nos mostra um método padronizado para definir as velocidades. Neste texto, serão revistos sete tipos. Isto inclui não somente a sua definição, mas também a lógica por trás de cada uma.

 

VS0  (Velocidade de perda na configuração de pouso)

A primeira da lista de velocidades-V é a VS0. É a velocidade na qual um avião entra em perda na configuração de pouso. Pode variar para cada avião, porém é geralmente considerada com flap totalmente estendido, sem potência e com peso máximo. Para aviões de trem retrátil, isto também inclui trem embaixo. Ocasionalmente refere-se a esta configuração como “suja” por gerar muito arraste pelo atrito dos flaps e do trem de pouso. O arraste também é agravado pelo avião em si, devido ao elevado ângulo de ataque.

VS0 é uma velocidade crítica. Durante a aproximação, é necessário permanecer acima dela para evitar uma perda. Contudo, você precisa manter uma velocidade relativamente próxima de VS0 para conseguir uma transição suave na fase do arredondamento ao toque. Velocidade excessiva durante o arredondamento pode resultar em flutuação do avião ao longo da pista, até que o excesso de velocidade seja dissipado. O avião também poderá tocar na pista e voltar para o ar. Se isto não for corrigido, o avião poderá entrar em perda e cair de volta na pista, podendo resultar numa batida de dentes ou até um avião danificado ou pior. Com velocidade muito baixa, o piloto pode acabar numa perda a baixa altura, da qual a recuperação é difícil se não impossível.

 

VS  (Velocidade de perda na configuração limpa)

VS é a velocidade de perda na configuração limpa. A melhor forma de encarar uma perda de pouso ou decolagem é nunca entrar numa. Confira sempre a sua velocidade e a sua atitude. Mantenha os olhos movendo entre o painel e o exterior quando consultar os instrumentos. Pense adiantado e planeje o que precisa fazer de forma a nunca se atrasar em relação ao avião. Ficando para traz, normalmente leva a fixar a atenção em um determinado item, agravando a situação geral. Não procure problema deixando a velocidade cair ou aumentando muito o ângulo de ataque.

O primeiro sinal de entrada em perda é uma trepidação. Isto é causado pela turbulência do ar sobre a asa quando se aproxima do ângulo de ataque crítico. Ângulo de ataque é o ângulo formado entre a linha de corda da asa e o vento relativo. Linha de corda é uma linha imaginária que se estende do bordo de fuga e passa pelo centro do bordo de ataque. Vento relativo é o fluxo de ar paralelo e oposto à trajetória do avião. Lembre-se que o ângulo crítico é o ângulo de ataque no qual o fluxo de ar sobre as asas se torna turbulento e não produz mais a sustentação necessária. Lembre-se também que o ângulo critico pode ser atingido em diferentes velocidades e atitudes. Não se esqueça de que voar a velocidades acima de VS e VS0 não significa que você não entrará em perda.

Se você se depara com uma perda a baixa altura, a primeira regra é manter controle sobre o avião. Baixe o nariz levemente reduzindo a pressão no manche e aplique toda potência. Controle a tendência de queda de asa usando os pedais, não os ailerons. A aplicação de ailerons para a queda de asa pode agravar a situação de perda.

Assim que for atingida a velocidade de vôo, retome o vôo nivelado ou entre numa subida leve. Evite a tendência de subir rápido demais. Isto pode resultar numa outra entrada em perda. O objetivo é evitar um impacto com o solo e reentrar em perda. Você precisa decidir o melhor curso de ação baseado na sua altura e nos obstáculos ao seu redor.

 

VA (velocidade de manobra)

Velocidade de manobra, também conhecida como VA, é a velocidade na qual ou abaixo da qual, movimentos de controle bruscos ou turbulência, não causam dano estrutural ao avião carregado. A VA normalmente não é assinalada nos indicadores de velocidade. Se não houver uma plaqueta no painel, que mostre a VA, deve-se consultar o manual de operação.

A velocidade de manobra é um dado importante a ter em mente. Se encontrar turbulência pesada, reduza sua velocidade para a ou abaixo da VA. Em velocidades acima da VA, a turbulência pode causar estrago à aeronave, devido às cargas G impostas a ele. O mesmo é verdadeiro para movimentos bruscos de controle. Se consultar o manual de operação de seu avião, você verá que quando se altera o peso bruto, a VA também é alterada. Utilize a VA correta para o peso que o avião estiver voando.

 

VNE (velocidade máxima)

VNE, ou velocidade máxima é a velocidade que nunca poderá ser excedida pelo seu avião. A velocidades superiores, poderá ser infligido dano estrutural permanente à aeronave, causado simplesmente pelo excesso de velocidade.

Assim como na VA, movimentos excessivos de controle ou turbulência acima da VNE, podem sujeitar o avião a forças G excessivas, causando dano estrutural. Em alguns caso pode ocorrer instabilidade das superfícies de controle (flutter) induzidas por se exceder a VNE. Flutter de controle é o movimento rápido ou oscilação das superfícies de controle. Em casos severos, esta oscilação pode destruir a estrutura do avião e fazê-lo em pedaços em segundos. A mensagem importante aqui é nunca exceder a VNE; caso contrário pode-se criar rapidamente uma situação incontrolável.

 

VFE (velocidade máxima com flap estendido)

VFE se refere à máxima velocidade na qual os flaps podem estar na posição estendida. Acima desta velocidade, os flaps, push-rods, guias e outras peças do mecanismo podem ser avariadas. Os danos são causados simplesmente pelas cargas impostas pelo excesso de velocidade. podendo variar entre flexão ou torção dos flaps, até a sua perda completa em vôo.

 

VX (melhor ângulo de subida)

A velocidade de melhor ângulo de subida permite o maior ganho possível de altura numa dada distância. Esta é a velocidade normalmente recomendada pelo fabricante da aeronave para uma subida a partir de uma decolagem de pista curta. Numa situação de pista curta deve-se ganhar o máximo de altura na distância entre o ponto de decolagem e qualquer obstáculo na sua trajetória.

VX não deve ser voada por longos períodos. Para manter a VX, o nariz do avião precisa permanecer relativamente alto. Decolagem com alto ângulo de ataque, reduz o ar de arrefecimento na carenagem, e após um período, causa elevação da temperatura de operação do motor. Com a repetição de decolagens prolongadas na VX, a vida do motor é reduzida, devendo ser aberto precocemente para reforma.

 

VY (melhor razão de subida)

Para se conseguir o maior ganho de altura num certo tempo, usa-se a velocidade de melhor razão de subida. Os fabricantes de avião freqüentemente recomendam VY como velocidade de subida. VY é voada com ângulo de ataque menor que com VX. Isto permite maior entrada de ar na carenagem, para resfriar o motor, fazendo com que opere a uma temperatura mais baixa. Em compensação, isto reduz o seu desgaste durante as subidas.

Se por acaso você voa um avião com indicação de temperatura de cabeça de cilindro, pode comprovar esta diferença entre  VY e VX. Este mesmo efeito pode ser medido com o indicador da temperatura de óleo. Por exemplo, no Cessna 182, observa-se de 30º a 40º de diferença na temperatura do óleo, voando-se na VX e na VY nos dias quentes de verão.

Os fabricantes de avião e de motor têm investido muito tempo e dinheiro para chegar às velocidades VY e VX recomendadas, portanto vale a pena usar o resultado de tanta experiência acumulada.

 

O INDICADOR DE VELOCIDADE

Agora que nós abordamos algumas velocidades-V, vamos discutir o indicador de velocidade. Várias das velocidades cobertas neste artigo são marcadas no indicador. Além disto, vários alcances de velocidade também estão representados no seu mostrador.

O primeiro destaque no indicador é uma marca vermelha, que corresponde à VNE. Esta marcação corresponde à maior velocidade que se pode atingir no avião. Antes da linha vermelha, há um arco amarelo, como sinal de atenção, pois a velocidade está próxima do limite.

O arco verde representa a faixa segura de velocidades para se operar. Na faixa mais baixa do arco verde, encontra-se justaposto um arco branco que indica as velocidades nas quais se pode utilizar os flaps. O limite superior do arco branco representa a VFE. Os flaps não devem ser estendidos quando o indicador está acima do arco branco. O limite inferior do arco branco corresponde a VS0.

A maior parte dos aviões têm hoje os arcos e linha vermelha impressos diretamente no dial de velocidade. Alguns aviões mais antigos os têm pintados no vidro do mostrador do indicador de velocidade. Se você estiver voando um destes aviões, esteja certo de que o vidro não girou na caixa do aparelho, o que causa erro de leitura.

Outro fator relacionado ao indicador de velocidade precisa ser considerado. O FAA estabelece que deve ser usada a velocidade calibrada quando se calcula a velocidade de aproximação num determinado peso da aeronave. Muitos aviões fabricados antes dos anos 70 têm indicadores de velocidade com os arcos de alcance de velocidade em valores de velocidade calibrada (CAS). Para muitos aviões fabricados depois do meio da década de 70 as mesmas indicações correspondem a velocidades indicadas (IAS). Indicadores de velocidade marcados com velocidade indicada requerem uma conversão para calcular a velocidade calibrada corrigida. A planilha abaixo mostra um exemplo de tabela de correção para um avião fictício. Pode-se ver que a velocidade indicada (IAS) pode ser substancialmente diferente para baixas velocidades e isto se torna mais pronunciado quando o avião se aproxima de uma perda. Por exemplo, com uma velocidade indicada de 40, a velocidade calibrada com flaps é na realidade 53. Com flaps estendidos, a mesma velocidade indicada se torna 49 CAS. A velocidade indicada é incorreta devido à localização do tubo de pitot e ao fluxo de ar nele. Quando o ângulo de ataque muda, nas velocidades mais baixas, o efeito do erro se torna maior.Tabelas são fornecidas  pelos fabricantes de cada avião e podem ser diferentes para cada modelo, portanto, utilize a tabela de conversão do avião que você está voando.

 

IAS

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

Flap recolhido

CAS

53

59

63

73

78

88

98

106

118

128

136

Flap estendido

CAS

49

56

62

72

82

91

100

  *

  *

  *

  *

 

 

 

 

 

Está claro que somente algumas das velocidades que nós temos que saber, encontram-se assinaladas no indicador de velocidade. Em alguns casos, velocidades adicionais, como VA, são mostradas numa plaqueta no painel. Contudo, muitas não estão disponíveis mesmo. Para estas velocidades, temos que consultar o manual de operação do avião. Recomenda-se fazer uma tabela de velocidades e deixar a bordo para referência antes e durante o vôo. Há diferentes versões de “flip cards” no mercado, que servem para este objetivo. Basicamente há áreas a preencher que permitem documentar as velocidades para uma fácil visualização. Você deve saber ou ter acesso às velocidades-V quando pilotar.

 

Velocidades-V no circuito do aeródromo

O FAA estabeleceu velocidades recomendadas para a aviação geral que devem ser usadas no tráfego. Estas velocidades são múltiplos da VS0 e devem ser usadas como referência. Antes de entrar nas velocidades recomendadas, uma palavra de cuidado: se o seu manual de operação especifica velocidades diferentes das recomendadas, siga o seu manual.

Para começar, a regra do polegar da FAA diz que na perna do vento se use uma velocidade mínima de 1,4 vez a VS0 e que não se exceda aVFE. A FAA também recomenda que a velocidade não deve ser menor que 1,4 vez a VS0 até a final curta, quando pode ser reduzida para 1,3 vez VS0. Se durante a aproximação forem encontradas condições de vento forte, de turbulência ou gelo, aumente a velocidade para manter as margens de segurança.

Vamos aplicar as velocidades recomendadas a um exemplo realístico. Nós usaremos um Cessna 172 com velocidade VS0 de 33 KIAS e VFE de 85 KIAS, por exemplo. Ao entrar na perna do vento, você pode usar uma velocidade entre 85 e 47 KIAS. Estas são as velocidades alta (VFE) e baixa (1,4 vez a VS0), de acordo com as orientações. Você pode praticar velocidades nesta faixa (por exemplo, 80 KIAS na perna do vento, 70 na base e 60 na final) até a final curta, onde a velocidade pode ser reduzida para não menos de 43 KIAS. (Atenção: lembre-se de corrigir KIAS para obter a CAS). Durante o arredondamento e toque, a velocidade será reduzida para permitir uma aterrissagem controlada.

 

SUMÁRIO

Neste artigo, vimos um número de tópicos associados a velocidades. Inicialmente foram definidas diversas “velocidades-V”, ligadas a decolagem, aproximação e pouso. Entre as velocidades-V, estão VS0 (a velocidade de perda na configuração de pouso), VFE (a velocidade máxima de flap estendido), VX (a velocidade de melhor ângulo de subida) e VY (a velocidade de melhor razão de subida).

Foram também examinadas técnicas de recuperação. Os pontos importantes a lembrar são: manter o controle do avião e executar a recuperação com a mínima perda de altura. O melhor método é evitar situações de perda, e manter-se alerta durante as fases de decolagem e de pouso.

As marcações do indicador de velocidade também foram discutidas, com a explicação do significado de cada arco. Finalmente, foram introduzidas as recomendações da FAA para as velocidades durante a aproximação e pouso. O conceito básico é ter em mente que a manutenção da velocidade correta é extremamente importante. Controlando e mantendo velocidade de vôo suficiente, permite-se um controle seguro da aeronave. Lembre-se de ajustar sua velocidade o necessário para enfrentar qualquer vento ou outro fator ambiental. Utilizando as informações cobertas neste artigo, você estará voando nas faixas de velocidade seguras para o seu avião. A aplicação destes conhecimentos dará maior precisão e segurança aos seus pousos e decolagens.

                                                                            

Crédito:

Este texto foi extraído do livro Better  Takeoffs and Landings, de  Michael C. Love,  editado pela McGraw Hill, na Practical Flying Series e traduzido por Heitor de Piratininga Fumis para os amigos do Aeroclube de Itu.

Dezembro de 2005.