Winglets: Como essa asa 'torta' ajuda sua aeronave? - Aeroagora

Ah, então você é daqueles que acha que winglets deixam as asas mais elegantes? Pois é, eu também! Wingles são conhecidos por aumentar o desempenho aerodinâmico das asas, além de diminuir o consumo de combustível da sua aeronave. Mas “pera ai”!? Como ele faz isso?

Os winglets permitem opor os vórtices da ponta das asas e criam um fluxo de ar através do aproveitamento dos mesmos. Curtiu? Agradeça ao incrível Richard Whitcomb, que de forma pioneira, trouxe a tecnologia na década de 1970 e hoje se tornou um item quase indispensável em jatos modernos, e nas configurações das aeronaves de frota low-cost.

Para entender realmente a funcionalidade dos vórtices, você precisa entender como as asas o formam, e o porquê eles criam o arrasto induzido.

Back to the basics: Anatomia dos vórtices

Uma aeronave voa, basicamente, pela diferença de pressão entre o intradorso e o extradorso da asa. A sustentação gerada pela maior velocidade do ar na parte superior da asa (extradorso) faz com que haja redução de pressão, assim gerando a sustentação, conforme  o teorema de Bernoulli.

 

No entanto, você se lembra que quando se tem uma diferença de pressão, a maior tentará equilibrar a outra passando seu “potencial” para tal? Então, se a alta pressão da parte de baixo da asa “tentar escapar” movendo-se em direção a ponta da asa, onde encontrará a baixa pressão que vem da parte superior da asa, irá  gerar um vórtice, ou túnel de ar. A formação da-se na extremidade traseira da ponta da asa, basicamente por conta do vento relativo.

 

Além disso, o vórtice é inversamente proporcional a razão de aspecto da asa. Compliquei? A razão de aspécto (ou aspect ratio) é a divisão entre o quadrado do comprimento da asa por sua corda. Da mesma forma, asas elípticas geram vórtices menores, tal como era o inglês Spitfire. Então, basicamente, quanto mais alongada a asa, menor será sua propensão aos vórtices de ponta de asa, certo? Por ‘n’ razões, dentre elas, a inexistência de uma asa infinita e problemas inerentes a aerodinâmica de alta velocidade. O problema não se soluciona facilmente assim, mas essas explicações ficarão para outro post.

Agora, aqui está o segredo da coisa: os vórtices se tornam mais fortes quando a diferença de pressão entre as partes é maior, e isso acontece quando é gerado mais sustentação, ou seja, quanto maior estiver seu pitch (como em decolagens, cruzeiro e pouso), mais forte será os vórtices nas pontas das asas, e consequentemente, maior o arrasto induzido. Ah! O acompanhamento ‘baixas velocidades’, trás grátis o adicional ‘gasto de combustível’.

Ok! Mas como, então, os winglets ajudam?
De acordo com o artigo de Whitcomb, a configuração correta dos winglets permite a redução de até 20% do arrasto induzido, isso sem comprometer a performance em peso, pois são (normalmente) feitos do mesmo material das asas.
Não te convenceu ainda? Pois é.. A resultante disso tudo é:

 

  • Um gradiente de subida aprimorado, o que permite a operação de jatos em aeroportos com limitante de gradiente de subida, e até mesmo abatimento de ruído (para no máximo 6,5%) fora, é claro, dos obstáculos limitantes nas cabeceiras;
  • Redução de empuxo em até 3% (B737) se comparado com uma aeronave sem o equipamento, o que reduz gasto de combustível e de manutenção;
  • Reduz a potência necessária em cruzeiro em até 6%, logo aumentando o alcance;
  • Permite maior altitude permitindo, assim, maior economia de combustível e autonomia;

 

Então acho que deu pra entender bem que os winglets auxiliam à economizar milhões de dólares por ano em combustível, manutenção e ainda como brinde, um meio ambiente menos poluído.

Fly safe, folks.

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