Planador (aeronave) - Glider (aircraft)

Planador Glaser-Dirks DG-808 de fibra de vidro de alto desempenho monoposto sobre o Lac de Serre Ponçon nos Alpes franceses
Planador acrobático com fumaça na ponta, retratado em 2 de julho de 2005 em Lappeenranta , Finlândia

Um planador é uma aeronave de asa fixa que é sustentada em vôo pela reação dinâmica do ar contra suas superfícies de levantamento e cujo vôo livre não depende de motor. A maioria dos planadores não tem motor, embora os planadores tenham motores pequenos para estender seu vôo quando necessário, sustentando a altitude (normalmente um planador depende do ar ascendente para manter a altitude) com alguns sendo potentes o suficiente para decolar com auto-lançamento .

Há uma grande variedade de tipos que diferem na construção de suas asas, eficiência aerodinâmica, localização do piloto, controles e finalidade pretendida. A maioria explora fenômenos meteorológicos para manter ou ganhar altura. Os planadores são usados ​​principalmente para os esportes aéreos de asa delta , asa delta e parapente . No entanto, algumas espaçonaves foram projetadas para descer como planadores e, no passado, planadores militares foram usados ​​na guerra. Alguns tipos simples e familiares de planador são brinquedos como aviões de papel e planadores de madeira balsa .

Etimologia

Planador é a forma nominal do agente do verbo planar . Deriva do inglês médio gliden , que por sua vez derivou do inglês antigo glīdan . O significado mais antigo de deslizar pode ter denotado uma corrida ou salto precipitado, em oposição a um movimento suave. Os estudiosos estão inseguros quanto à sua derivação original, com possíveis conexões com "slide" e "light" tendo sido avançadas.

História

Os primeiros relatos pré-modernos de vôo são, na maioria dos casos, difíceis de verificar e não está claro se cada nave era um planador, pipa ou pára-quedas e em que grau eles eram realmente controláveis. Freqüentemente, o evento só é registrado muito tempo depois de supostamente ter ocorrido. Um relato do século 17 relata uma tentativa de voo do poeta Abbas Ibn Firnas, do século 9, perto de Córdoba, na Espanha, que resultou em graves ferimentos nas costas. O monge Eilmer de Malmesbury é relatado por William de Malmesbury (c. 1080-1143), um colega monge e historiador, ter voado do telhado de sua abadia em Malmesbury , Inglaterra , em algum momento entre 1000 e 1010 DC, planando cerca de 200 metros (220 jardas) antes de bater e quebrar as pernas. De acordo com esses relatórios, ambos usaram um conjunto de asas (emplumadas) e ambos atribuíram a queda à falta de cauda. Diz-se que Hezârfen Ahmed Çelebi voou em um planador com asas de águia sobre o estreito do Bósforo da Torre Galata ao distrito de Üsküdar em Istambul por volta de 1630-1632.

século 19

A primeira aeronave de transporte de homem mais pesada que o ar (ou seja, sem balão) baseada em princípios científicos publicados foi a série de planadores de Sir George Cayley , que realizaram breves saltos nas asas por volta de 1849. Posteriormente, planadores foram construídos por pioneiros como Jean Marie Le Bris , John J. Montgomery , Otto Lilienthal , Percy Pilcher , Octave Chanute e Augustus Moore Herring para desenvolver a aviação . Lilienthal foi o primeiro a fazer repetidos voos bem-sucedidos (eventualmente totalizando mais de 2.000) e foi o primeiro a usar o ar ascendente para prolongar seu voo. Usando um planador Montgomery de asa dupla, Daniel Maloney foi o primeiro a demonstrar o vôo controlado em alta altitude usando um planador lançado a um balão de 4.000 pés em 1905.

Os irmãos Wright desenvolveram uma série de três planadores tripulados após testes preliminares com uma pipa enquanto trabalhavam para alcançar o vôo motorizado. Eles voltaram aos testes de planadores em 1911, removendo o motor de um de seus projetos posteriores.

Desenvolvimento

Nos anos entre guerras, o vôo livre recreativo floresceu na Alemanha sob os auspícios de Rhön-Rossitten . Nos Estados Unidos, os irmãos Schweizer de Elmira, Nova York, fabricaram planadores esportivos para atender à nova demanda. Os planadores continuaram a evoluir na década de 1930, e o planador esportivo se tornou a principal aplicação dos planadores. À medida que seu desempenho melhorava, os planadores começaram a ser usados ​​para fazer cross-country e agora voam regularmente centenas ou até mais de mil quilômetros por dia, se o tempo permitir.

Planadores militares foram desenvolvidos durante a Segunda Guerra Mundial por vários países para o desembarque de tropas. Um planador - o Colditz Cock - foi até construído secretamente por prisioneiros de guerra como um método de fuga potencial no Oflag IV-C perto do final da guerra em 1944.

O menor planador do mundo - BrO-18 "Boružė" ( Joaninha ), construído na Lituânia em 1975

Desenvolvimento de asa delta de asa flexível

Aeronaves lançadas a pé haviam sido pilotadas por Lilienthal e nas reuniões em Wasserkuppe na década de 1920. No entanto, a inovação que levou às asas-delta modernas foi em 1951, quando Francis Rogallo e Gertrude Rogallo solicitaram uma patente para uma asa totalmente flexível com uma estrutura rígida. A agência espacial americana NASA começou a testar em várias configurações flexíveis e semirrígidas desta asa Rogallo em 1957, a fim de usá-la como um sistema de recuperação para as cápsulas espaciais Gemini . Charles Richards e Paul Bikle desenvolveram o conceito produzindo uma asa simples de construir, capaz de voar lento e pousar suavemente. Entre 1960 e 1962, Barry Hill Palmer usou esse conceito para fazer asas-delta lançadas a pé, seguido em 1963 por Mike Burns, que construiu uma asa-delta chamada Skiplane . Em 1963, John W. Dickenson iniciou a produção comercial.

Desenvolvimento de parapentes

10 de janeiro de 1963 A americana Domina Jalbert registrou uma patente nos Estados Unidos 3131894 sobre o Parafoil, que tinha células seccionadas em forma de aerofólio ; uma borda de ataque aberta e uma borda de fuga fechada, inflada pela passagem pelo ar - o design ram-air . O 'Sail Wing' foi desenvolvido para recuperação de cápsulas espaciais da NASA por David Barish. O teste foi feito usando elevador de cume . Depois de testes em Hunter Mountain , Nova York, em setembro de 1965, ele passou a promover o " vôo planado " como uma atividade de verão para estações de esqui (aparentemente sem grande sucesso). A NASA originou o termo "parapente" no início dos anos 1960, e 'parapente' foi usado pela primeira vez no início dos anos 1970 para descrever o lançamento de pára-quedas planadores a pé. Embora seu uso seja principalmente recreativo, os parapentes não tripulados também foram construídos para aplicações militares, por exemplo, Atair Insect .

Tipos recreativos

(vídeo) Um planador navega sobre Gunma , no Japão .

Atualmente, a principal aplicação das aeronaves para planadores é o esporte e a recreação.

Planador

Os planadores foram desenvolvidos a partir da década de 1920 para fins recreativos. À medida que os pilotos começaram a entender como usar o ar ascendente, os planadores foram desenvolvidos com uma alta taxa de sustentação-arrasto . Isso permite planas mais longos até a próxima fonte de ' sustentação ' e, assim, aumenta suas chances de voar por longas distâncias. Isso deu origem ao esporte popular conhecido como vôo livre, embora o termo também possa ser usado para se referir ao vôo meramente descendente. Esses planadores projetados para voar alto às vezes são chamados de planadores.

Os planadores eram construídos principalmente de madeira e metal, mas a maioria agora tem materiais compostos de vidro, fibra de carbono e fibras de aramida . Para minimizar o arrasto , esses tipos têm fuselagem e asas estreitas e compridas, ou seja, uma relação de aspecto elevada . No início, havia grandes diferenças na aparência dos primeiros planadores. Conforme a tecnologia e os materiais se desenvolveram, a aspiração pelo equilíbrio perfeito entre sustentação / arrasto, relação de subida e velocidade de deslizamento fez com que engenheiros de vários produtores criassem projetos semelhantes em todo o mundo. Ambos os planadores de assento único e de dois assentos estão disponíveis.

Inicialmente, o treinamento era feito por 'saltos' curtos em planadores primários, que são aeronaves básicas, sem cabine de pilotagem e com o mínimo de instrumentos. Desde logo após a Segunda Guerra Mundial, o treinamento sempre foi feito em planadores de dois assentos de dois assentos, mas os de dois assentos de alto desempenho também são usados ​​para compartilhar a carga de trabalho e o prazer de voos longos. Originalmente, os patins eram usados ​​para pouso, mas a maioria agora pousa sobre rodas, muitas vezes retráteis. Alguns planadores, conhecidos como planadores com motor , são projetados para voos sem motor , mas podem implantar motores a pistão , rotativos , a jato ou elétricos . Os planadores são classificados pela FAI para competições em classes de competição de planadores principalmente com base na amplitude e nos flaps.

Planador ultraleve "airchair" Sandlin Goat 1

Uma classe de planadores ultraleves, incluindo alguns conhecidos como planadores microlift e alguns como 'airchairs', foi definida pela FAI com base em um peso máximo. Eles são leves o suficiente para serem transportados facilmente e podem voar sem licença em alguns países. Os ultraleves têm desempenho semelhante ao das asas-delta , mas oferecem alguma segurança adicional contra colisões, pois o piloto pode ser amarrado em um assento vertical dentro de uma estrutura deformável. O pouso geralmente é feito em uma ou duas rodas, o que distingue essas embarcações das asas-delta. Vários planadores ultraleves comerciais surgiram e desapareceram, mas a maior parte do desenvolvimento atual é feita por designers e construtores individuais.

Asa delta

Asa delta moderna de 'asa flexível'.

Ao contrário de um planador, uma asa-delta é capaz de ser carregada, lançada com os pés e pousada apenas com o uso das pernas do piloto.

  • Nos projetos originais e ainda mais comuns, Classe 1, o piloto é suspenso do centro da asa flexível e controla a aeronave deslocando seu peso.
  • A Classe 2 (designada pela FAI como Subclasse O-2) tem uma estrutura primária rígida com superfícies aerodinâmicas móveis, como spoilers , como método principal de controle. O piloto geralmente é fechado por meio de uma carenagem . Eles oferecem o melhor desempenho e são os mais caros.
  • As asas-delta classe 4 são incapazes de demonstrar habilidade consistente para decolar e / ou pousar com segurança em condições de vento zero, mas de outra forma são capazes de ser lançadas e pousadas pelo uso das pernas do piloto.
  • As asas-delta Classe 5 têm uma estrutura primária rígida com superfícies aerodinâmicas móveis como método principal de controle e podem decolar e pousar com segurança em condições de vento zero. Não são permitidas carenagens piloto.

Em uma asa delta, a forma da asa é determinada por uma estrutura, e é isso que a distingue do outro tipo principal de aeronave lançada a pé, os parapentes , tecnicamente de Classe 3. Alguns asa-delta têm motores e são conhecidos como motorizados asa-delta . Devido à semelhança de peças, construção e design, são geralmente considerados pelas autoridades da aviação como asa-delta, embora possam usar o motor durante todo o voo. Algumas aeronaves com asas flexíveis, triciclos ultraleves , têm um trem de pouso com rodas e, portanto, não são asas-delta.

Parapentes

Um parapente decolando no Brasil

Um parapente é uma aeronave de vôo livre, lançada a pé. O piloto se senta em um arnês suspenso abaixo de uma asa de tecido. Ao contrário de uma asa-delta cujas asas têm estruturas, a forma de uma asa de parapente é formada pela pressão do ar que entra nas aberturas ou células na frente da asa. Isso é conhecido como asa de ar comprimido (semelhante ao design de paraquedas menor). O design leve e simples do parapente permite que sejam embalados e transportados em grandes mochilas, tornando-os um dos modos de voo mais simples e econômicos. As asas de nível de competição podem atingir taxas de planeio de até 1:10 e voar em velocidades de 45 km / h (28 mph).

Assim como os planadores e as asas-delta, os parapentes usam o ar ascendente (térmicas ou elevação do cume) para ganhar altura. Esse processo é a base para a maioria dos voos recreativos e competições, embora acrobacias e 'competições de pouso no local' também ocorram. O lançamento geralmente é feito correndo em uma encosta, mas lançamentos com guincho atrás de um veículo de reboque também são usados. Um Paramotor é uma asa de parapente acionada por um motor acoplado às costas do piloto, também conhecido como parapente motorizado . Uma variação disso é o paraplano , que tem um motor montado em uma estrutura com rodas, em vez das costas do piloto.

Comparação de planadores, asas delta e parapente

Pode haver confusão entre parapentes , asas-delta e parapentes . Os parapentes e as asas delta são aeronaves de planador lançadas a pé e em ambos os casos o piloto é suspenso ("pendurado") abaixo da superfície de elevação. "Asa delta" é o termo para aqueles em que a fuselagem contém estruturas rígidas, enquanto a estrutura primária dos parapentes é flexível, consistindo principalmente de material tecido.

Parapentes Asa delta Planadores / planadores
Material rodante pernas do piloto usadas para decolagem e pouso pernas do piloto usadas para decolagem e pouso aeronave decola e pousa usando um trem de pouso com rodas ou patins
Estrutura da asa totalmente flexível, com forma mantida puramente pela pressão do ar fluindo para dentro e sobre a asa em vôo e a tensão das linhas geralmente flexível, mas apoiado em uma estrutura rígida que determina sua forma (observe que as asas-delta de asa rígida também existem) superfície de asa rígida que envolve totalmente a estrutura de asa
Posição do piloto sentado em um arnês geralmente deitado de bruços em um arnês semelhante a um casulo suspenso na asa; sentado e supino também são possíveis sentado em um assento com arnês, cercado por uma estrutura resistente a choques
Faixa de velocidade
(velocidade de estol - velocidade máxima)
mais lento - tipicamente 25 a 60km / h para planadores recreativos (acima de 50km / h requer o uso de barra de velocidade), portanto, mais fácil de lançar e voar em ventos fracos; menor penetração do vento; a variação do tom pode ser alcançada com os controles mais rápido velocidade máxima de até cerca de 280 km / h (170 mph); velocidade de estol normalmente 65 km / h (40 mph); capaz de voar em condições de turbulência mais ventosas e pode superar o mau tempo; boa penetração em um vento contrário
Razão de planeio máxima cerca de 10, o desempenho de planeio relativamente baixo torna os voos de longa distância mais difíceis; o recorde mundial atual (em maio de 2017) é de 564 quilômetros (350 mi) cerca de 17, com até 20 para asas rígidas planadores de classe aberta - normalmente em torno de 60: 1, mas em aeronaves mais comuns com envergadura de 15 a 18 metros, as taxas de planeio estão entre 38: 1 e 52: 1; desempenho de alto planeio permitindo voos de longa distância, com 3.000 quilômetros (1.900 mi) sendo o recorde atual (em novembro de 2010)
Raio de giro raio de giro mais estreito raio de giro um pouco maior raio de giro ainda maior, mas ainda capaz de circular fortemente em térmicas
Aterrissagem menor espaço necessário para pousar, oferecendo mais opções de pouso em voos cross-country; também mais fácil de transportar para a estrada mais próxima abordagem mais longa e área de pouso necessária, mas pode alcançar mais áreas de pouso devido ao alcance de planagem superior ao voar cross-country, o desempenho de planeio pode permitir que o planador alcance áreas 'pousáveis', possivelmente até uma pista de pouso e uma recuperação aérea pode ser possível, mas se não, reboque especializado necessário para recuperar por estrada. Observe que alguns planadores têm motores que eliminam a necessidade de uma aterrissagem externa, se eles começarem
Aprendendo mais simples e rápido de aprender o ensino é feito em asa-delta de um ou dois lugares o ensino é feito em um planador de dois lugares com controles duplos
Conveniência embalagens menores (mais fáceis de transportar e armazenar) mais difícil de transportar e armazenar; mais tempo para montar e desarmar; frequentemente transportado no teto de um carro frequentemente armazenados e transportados em reboques especialmente construídos com cerca de 9 metros de comprimento, a partir dos quais são montados. Embora sejam usados ​​recursos de içamento, as asas do planador são pesadas. Alguns planadores usados ​​com frequência são armazenados já montados em hangares.
Custo o custo de um novo é de 1500 € ou mais, o mais barato, mas com a duração mais curta (cerca de 500 horas de voo, dependendo do tratamento), mercado de segunda mão ativo custo de planador novo muito alto (top de gama 18m turbo com instrumentos e reboque € 200.000), mas é de longa duração (até várias décadas), portanto, ativo mercado de segunda mão; o custo típico é de € 2.000 a € 145.000


Planadores militares

Waco CG-4 A da USAF

Os planadores militares foram usados ​​principalmente durante a Segunda Guerra Mundial para transportar tropas e equipamento pesado (ver Infantaria de planadores ) para uma zona de combate. Essas aeronaves foram rebocadas para o ar e a maior parte do caminho até seu alvo por aviões de transporte militar, por exemplo, C-47 Dakota , ou por bombardeiros que haviam sido relegados a atividades secundárias, por exemplo, Short Stirling . Uma vez liberados do reboque perto do alvo, eles pousaram o mais próximo possível do alvo. As vantagens sobre os pára-quedistas eram que equipamentos pesados ​​podiam ser desembarcados e as tropas eram rapidamente montadas, em vez de serem dispersas em uma zona de lançamento. Os planadores foram tratados como descartáveis, levando à construção com materiais comuns e baratos, como madeira, embora alguns tenham sido recuperados e reutilizados. Na época da Guerra da Coréia, as aeronaves de transporte também haviam se tornado maiores e mais eficientes, de modo que até tanques leves podiam ser lançados de paraquedas, fazendo com que os planadores perdessem o uso.

Avião de pesquisa

Planador de asa voadora Horten Ho IV com assento de bruços

Mesmo após o desenvolvimento de aeronaves motorizadas, os planadores foram construídos para pesquisa, onde a falta de motores reduz a complexidade e os custos de construção e acelera o desenvolvimento, particularmente onde novas ideias aerodinâmicas mal compreendidas estão sendo testadas e podem exigir mudanças significativas na fuselagem. Os exemplos incluem asas delta, asas voadoras, corpos de levantamento e outras superfícies de levantamento não convencionais onde as teorias existentes não foram suficientemente desenvolvidas para estimar as características em escala real.

As asas voadoras sem motorização construídas para pesquisas aerodinâmicas incluem as asas voadoras Horten , a versão de planador em escala da asa voadora a jato Armstrong Whitworth AW52 .

Carrocerias de levantamento também foram desenvolvidas usando protótipos sem motor. Embora a ideia possa ser datada de Vincent Justus Burnelli em 1921, o interesse era quase inexistente até que parecia ser uma solução para o retorno de espaçonaves. As cápsulas espaciais tradicionais têm pouco controle direcional, enquanto as embarcações com asas convencionais não conseguem lidar com as tensões da reentrada, enquanto um corpo de levantamento combina os benefícios de ambos. Os corpos de levantamento usam a própria fuselagem para gerar sustentação sem empregar a asa fina e plana usual, de modo a minimizar o arrasto e a estrutura de uma asa para um vôo supersônico ou hipersônico muito alto, como pode ser experimentado durante a reentrada de uma nave espacial . Exemplos de tipo são Northrop HL-10 e Martin-Marietta X-24 .

O planador de asa flexível Paresev Rogallo da NASA foi construído para investigar métodos alternativos de recuperação de espaçonaves. Embora essa aplicação tenha sido abandonada, a publicidade inspirou os entusiastas a adaptar o aerofólio de asas flexíveis para as asas-delta modernas.

Planadores foguete

Me 163B em exibição no Museu Nacional da USAF

Aeronaves movidas a foguetes consomem seu combustível rapidamente e, portanto, a maioria deve pousar sem energia, a menos que haja outra fonte de energia. O primeiro avião-foguete foi o Lippisch Ente , e exemplos posteriores incluem o interceptor Messerschmitt Me 163 movido a foguete. A série americana de aeronaves de pesquisa, começando com o Bell X-1 em 1946 até o norte-americano X-15, passou mais tempo voando sem energia do que com energia. Na década de 1960, a pesquisa também foi feita em corpos de levantamento sem energia e no projeto X-20 Dyna-Soar , mas embora o X20 tenha sido cancelado, essa pesquisa acabou levando ao ônibus espacial.

O ônibus espacial da NASA voou pela primeira vez em 12 de abril de 1981. O ônibus espacial voltou a entrar em Mach 25 no final de cada voo espacial , pousando inteiramente como um planador. O ônibus espacial e seu equivalente soviético , o ônibus espacial Buran , foram de longe as aeronaves mais rápidas de todos os tempos. Exemplos recentes de planador-foguete incluem o SpaceShipOne, com financiamento privado, que se destina a voos suborbitais, e o XCOR EZ-Rocket, que está sendo usado para testar motores.

Asa rotativa

A maioria das aeronaves de asa rotativa sem motorização são pipas em vez de planadores, ou seja, geralmente são rebocadas atrás de um carro ou barco em vez de serem capazes de voar livremente. Estes são conhecidos como pipas de rotor . No entanto, planadores de asas rotativas, 'gyrogliders', foram investigados que podiam descer como um autogiro , usando a sustentação dos rotores para reduzir a velocidade vertical. Eles foram avaliados como um método de derrubar pessoas ou equipamentos de outras aeronaves.

Planadores não tripulados

Avião de papel

Um avião de papel, avião de papel (Reino Unido), avião de papel (EUA), planador de papel, dardo ou dardo de papel é uma aeronave de brinquedo (geralmente um planador) feito de papel ou cartão; a prática de construir aviões de papel às vezes é chamada de aerogami (japonês: kamihikōki), em homenagem ao origami, a arte japonesa de dobrar papel.

Planadores modelo

Aeromodelos planadores são modelos voadores ou não-voadores de planadores existentes ou imaginários, geralmente versões em escala reduzida de aviões de tamanho real, usando materiais leves como poliestireno , madeira balsa , espuma e fibra de vidro . Os projetos variam de planadores simples a modelos em escala precisa , alguns dos quais podem ser muito grandes.

Modelos maiores para exteriores são geralmente planadores controlados por rádio que são pilotados remotamente do solo com um transmissor . Eles podem permanecer no ar por longos períodos usando a sustentação produzida por encostas e térmicas . Eles podem ser içados para o vento por uma linha presa a um gancho sob a fuselagem com um anel, de modo que a linha caia quando o modelo estiver acima. Outros métodos de lançamento incluem reboque no alto usando um modelo de aeronave, lançamento de catapulta usando uma corda elástica e lançamento manual. Ao lançar manualmente, o mais novo estilo "disco" de lançamento manual na ponta da asa suplantou amplamente o tipo anterior de lançamento "dardo".

Bombas planas

Uma bomba planadora é uma bomba com superfícies aerodinâmicas que permitem uma trajetória de vôo planada em vez de balística. Isso permite que o bombardeiro se afaste do alvo e lance a bomba de uma distância segura. A maioria dos tipos possui um sistema de controle remoto que permite à aeronave direcionar a bomba com precisão para o alvo. As bombas planas foram desenvolvidas na Alemanha já em 1915. Na Segunda Guerra Mundial, elas foram mais bem-sucedidas como armas anti-navegação. Algumas forças aéreas hoje estão equipadas com dispositivos planadores que podem atacar remotamente as bases aéreas com uma ogiva de bomba de fragmentação .

Veja também

Referências