Velocidade de Manobra

É a velocidade máxima em que você ou a turbulência do ar pode aplicar a carga máxima em "G's", que seu avião pode agüentar sem se deformar ou quebrar.

A fim de entender esta definição, segue abaixo uma explicação retirada da internet, como contribuição do Sr. João Carlos Medeiros.

Sempre lemos esse valor nos manuais de operação dos aviões que voamos e o que vem a mente é: Não posso curvar o avião em uma velocidade superior a essa? Errado.

Devemos entender o que é velocidade de manobra com um só objetivo: Nos mantermos vivos durante o vôo.

A FAR, Federal Aviation Regulation, americana, define velocidade de manobra como sendo aquela em que o avião pode se quebrar.

Entender essa definição é uma longa história....

Devemos voltar nosso pensamento para a cabeça do engenheiro aeronáutico que projetou o avião que voamos. Para projetar um avião, assim como para fazer qualquer coisa, devemos sempre antes saber o que queremos. No caso de uma aeronave, o projetista deve definir os seguintes parâmetros:

1 - Tipo da aeronave: Se convencional, se pusher, se canard, se biplano, se três asas em tandem, etc..

2 - Propósito da aeronave: Se normal, utilitário ou acrobático

3 - Número de assentos

4 - Velocidade máxima ao nível do mar

5 - Velocidade de cruzeiro

6 - Velocidade de estol

7 - Alcance

Uma vez definido o que se quer do avião, é possível calcular a carga útil (tripulação+bagagem+combustível) e o peso máximo de decolagem que será próximo a 2.5 vezes a carga útil.

Sabendo o peso máximo e a velocidade de estol desejada é possível dimensionar o tamanho da asa e escolher perfil aerodinâmico que a asa irá ter, os chamados perfis NACA.

Agora o engenheiro aeronáutico já pode fazer um desenho em planta do avião. Pode também escolher o motor que seu avião terá, usando um valor entre 8 a 18 Lbs de peso máximo por HP.

Finalmente é possível desenhar os envelopes de velocidades da aeronave. São dois: Envelope Normal e Envelope para Rajadas. O envelope de velocidades nada mais é que um gráfico onde no eixo "Y", plotamos o fator de carga ("G's") e no eixo "X" a velocidade. Ou seja, um gráfico de peso versus velocidade.

O fator de carga, ou os "G's", que o avião agüenta muitas vezes é usado como parâmetro para definir o quão forte um avião é. Quando dizemos: - um avião, foi testado com 5.7 "G's", vemos a admiração do ouvinte. Porém o que realmente define o quão forte um avião é, é o seu envelope de velocidades, ou seja a quantidade máxima de energia que a estrutura do avião pode receber sem se desmanchar.

Nesse gráfico (envelope de velocidades), estão no eixo "X": a velocidade de estol com flaps (Vs), a velocidade de manobra (Va), também para vôo invertido, a velocidade de cruzeiro (Vc) e a velocidade máxima de mergulho (Vd), também para o vôo invertido. E no eixo "Y" os fatores de carga máximos para o vôo normal (G positivo) e para o vôo invertido (G negativo).

Nos aviões da categoria normal o máximo G positivo é 3.8. Para os aviões de composite (fibra de vidro ou carbono mais resinas) esse valor é multiplicado por 1.5, dando como resultado um G máximo de 5.7.

Esse fator de segurança se deve às inúmeras variáveis no processo de fabricação de estruturas de composite a saber: temperatura e umidade ambiente, qualidade da resina, método de aplicação, método de fabricação, etc....

Devemos lembrar que o peso das asas deve ser descontado, conforme FAA, porém se houver tanques de combustível nas asas, o peso do combustível deve ser somado.

No envelope de velocidades a Va (velocidade de manobra) será o ponto formados pelo G + màx. e a velocidade de estol em alto ângulo de ataque (+HAA), como se quisesse voar de barriga e estolasse.

Sabendo que o ângulo de ataque é o ângulo formado pela corda da asa e pela direção da resultante dos ventos, no caso de uma turbulência muito forte (15 m/s de velocidade vertical) temos essa situação de alto ângulo de ataque e essa asa deve estolar.

Podemos então ter combinações de fator de carga , "G", maior que o máximo e com baixas velocidades que ainda assim não estaríamos fora do envelope. Por isso que não considero número de "G's" como um bom parâmetro para definir quão resistente o avião é.

O nosso sonho é ter um avião que estole na velocidade de caminhar e cruze na velocidade de um jato. Coisa difícil de se conseguir visto que a velocidade de manobra é proporcional a velocidade de estol e a raiz quadrada do fator de carga (G) máximo. Como exemplo, os Lancair's podem voar a 300 MPH e estolar a 70 MPH.

Para conseguir isso é necessário uma mudança radical no perfil da asa, o que é conseguido com um grande flap, porém os proprietários de aviões assim devem estar conscientes da velocidade de manobra, pois com a velocidade de cruzeiro podem atingir situações de carga máxima.

A boa notícia é que temos o instrumento que mede a carga aerodinâmica na asa, esse instrumento é o velocímetro. O velocímetro mede a pressão dinâmica, sendo assim a velocidade de manobra é a velocidade indicada, IAS.

Então como ultrapassar a velocidade de manobra?

Puxando o manche com muita força e mantendo a VNE? Muito difícil. No cálculo das forças no manche feitas pelos pilotos, o projetista limitou essa possibilidade. Assim o piloto não consegue se suicidar .

Sobrou o vôo em ar turbulento. É, existem as forças da natureza. Rajadas ascendentes são as que mais judiam, pois elas mudam radicalmente o ângulo de ataque do avião.

Na situação próxima ao estol com alto ângulo de ataque e velocidade de manobra, temos forças muito grandes puxando as asas para frente. Incrível, mas essas forças são tais que podem arrancar a asa quebrando-a para frente, claro que uma vez rompida, as forças de arrasto são superiores e a asa voa para trás.

A única maneira de evitar isso é mantendo a velocidade abaixo da Va, quando as turbulências começarem. O mesmo que fazemos com nossos carros quando numa estrada esburacada, pé no freio.