Asa flexível - Flexible wing
Na aeronáutica , uma asa flexível é um aerofólio ou asa de aeronave que pode deformar durante o vôo.
Os primeiros aviões pioneiros, como o Wright flyer, usavam as características flexíveis da construção leve para controlar o vôo por meio do empenamento das asas . Outros fizeram asas dobráveis para dobrar, como os projetos de carros voadores de Gustave Whitehead .
Desde a década de 1960, as asas flexíveis têm dominado os designs de asa delta e ultraleves , com tipos como a asa Rogallo em forma de delta e o parapente totalmente dobrável .
Mais recentemente, o advento de materiais flexíveis de alta resistência e outras tecnologias avançadas renovou o interesse no uso de flexão para fins de controle.
Avião pioneiro
Ao controle
O primeiro sistema de controle efetivo em uma aeronave motorizada permitiu que alguém voasse pela primeira vez. O Wright Flyer usava o empenamento da asa para controle lateral ou de rotação, girando uma ponta da asa para aumentar seu ângulo em relação ao ar enquanto torcia a outra para reduzir seu ângulo. O sistema patenteado dos irmãos Wright foi amplamente copiado.
No entanto, à medida que a potência do motor e as velocidades do ar aumentaram, também aumentaram as forças necessárias para operar os controles do piloto e, em 1914, o empenamento foi praticamente abandonado.
Recolhibilidade
Antecipando o sucesso do vôo controlado e motorizado, asas dobráveis foram desenvolvidas na tentativa de resolver os problemas de armazenamento e transporte terrestre. Um sistema de nervuras radiais como um leque dobrável gigante , às vezes descrito como semelhante a um morcego, foi usado por alguns pioneiros, notavelmente Gustave Whitehead em suas tentativas de construir um carro voador .
Aeroelasticidade
Aeroelasticidade é a tendência natural de qualquer asa de flexionar sob cargas aerodinâmicas e inerciais durante o vôo. A maioria dos projetos busca minimizar os efeitos tornando a estrutura da asa o mais rígida possível. No entanto, alguns buscaram usar o efeito com vantagem.
Um exemplo relativamente antigo é fornecido pelos planadores de asas voadoras dos irmãos Horten durante a década de 1930, cujas pontas das asas flexionavam para cima em vôo para atuar como superfícies estabilizadoras.
O advento do motor a jato e das velocidades de vôo transônicas trouxe um aumento acentuado das forças aerodinâmicas, agravado pela ineficiência estrutural inata da asa varrida , com a combinação levando a características perigosas em condições de vôo extremas. A asa aeroisoclínica, desenvolvida por Geoffrey TR Hill na década de 1950 e voada no Short SB.4 Sherpa , foi uma tentativa de controlar a flexão de forma a manter as características de manuseio em todos os regimes de vôo. Adaptação aeroelástica semelhante foi posteriormente aplicada a asas inclinadas para frente experimentais , onde é uma necessidade para qualquer projeto seguro.
Aeronave leve
Em 1948, a equipe de marido e mulher de Francis e Gertrude Rogallo desenvolveu uma pipa flexível que poderia ser dobrada para armazenamento. Uma parte fundamental de seu projeto é o uso misto de linhas de tensão e forças aerodinâmicas para estabilizar e controlar a asa. A asa permanece uma forma constante em vôo sob a pressão do vento, e as linhas são usadas para controlar sua posição.
Nos anos seguintes, eles desenvolveram o projeto e, em seguida, Francis, trabalhando no centro de pesquisas Langley da NASA, desenvolveu ainda mais o conceito em propostas para aeronaves tripuladas, como um sistema de reentrada de veículo espacial.
Após uma série de conversas em 1959 e 1960, suas idéias se espalharam rapidamente e dois projetos em particular, o delta de Rogallo e o parapente, logo começaram a ser usados para pipas, asas delta e ultraleves. Os tipos com mochila de motor para o piloto são conhecidos como planadores motorizados. Embora testado para descida de espaçonaves, nenhum tipo de Rogallo foi usado pela NASA.
Ala Rogallo
Francis Rogallo desenvolveu sua marca registrada "parawing" de duplo delta durante os anos 1950. Ao contrário das pipas anteriores, ele usa vários suportes para manter sua forma plana, enquanto ainda depende da pressão do ar de baixo para desenvolver seu perfil superior cônico.
Parafoil
Como as pipas Rogallo originais, o parafoil é totalmente dobrável. Mas, ao contrário deles, é duplo. Composto por uma asa de aerofólio com a frente aberta, é mantido em forma pela pressão do ar na frente. Muitas costelas flexíveis são necessárias para manter sua forma de aerofólio.
Conceitos avançados
No dia 21. século, novos materiais que possuem flexibilidade e resistência estão sendo experimentados, a fim de fundir superfícies de controle na superfície da asa principal. Por exemplo, um flap de asa flexível foi testado em um Gulfstream III .
Para embarcações menores, a sofisticação crescente dos sistemas de controle inteligentes está sendo combinada com tecnologias flexíveis para criar asas articuladas que imitam a flexão natural das asas dos pássaros em vôo. Agora é até mesmo praticável usar uma ação de bater de asas como a de um pássaro para fornecer impulso como um ornitóptero . O ornitóptero UTIAS Snowbird de 2010 era movido a energia humana.