Estabilidade e Controle

  Estabilidade é a tendência de uma aeronave de retornar a posição original após dela ser afastada. E controlabilidade é a habilidade da aeronave em responder aos comandos do piloto. Estas características andam sempre juntas e cabe aos engenheiros o desenvolvimento das características adequadas para cada tipo de operação e o mercado no qual a aeronave irá atender. Um avião extremamente estável tente a ter a controlabilidade reduzida como exemplo grandes jatos comerciais, já uma aeronave extremamente controlável tende a ter sua estabilidade reduzida por exemplo aeronaves acrobáticas.

Sukhou- SU47 Exemplo de manobrabilidade e pouca estabilidade

Planadores são exemplo de muita estabilidade e pouca manobrabilidade

 Estabilidade Estática

 É a tendência exposta pela aeronave após sua condição original de equilíbrio ter sido alterada, pode ser; Estabilidade estável (Positiva), tendência inicial da aeronave de retornar a sua condição original de equilíbrio, após este ter sido alterado. Uma aeronave possui estabilidade estática se, quando deslocado de sua condição trimada possuir a tendência de retornar para a condição inicial; Estabilidade indiferente (Neutra) é a tendência inicial da aeronave de permanecer na nova condição de equilíbrio; Estabilidade instável (Negativa) é a tendência inicial da aeronave continuar se afastando da condição original de equilíbrio após esta ter sido alterada.

Estabilidade Dinâmica

Refere-se ao tempo e o movimento realizado pela aeronave para a responder a estabilidade estática.  Temos três tipos de estabilidade dinâmica; Dinamicamente estável, quando a aeronave retorna a posição de equilíbrio após dela afastada por oscilações decrescentes, devem se amortecer gradativamente, de maneira que, em oscilações cada vez menores; Dinamicamente indiferente, a amplitude das oscilações sobre a atitude original permanece inalterada e não diminui com o tempo; Dinamicamente instável quando a aeronave afasta-se cada vez mais da sua posição de equilíbrio com oscilações crescentes. 

A estabilidade refere-se aos três eixos da aeronave, não basta a aeronave ser estaticamente estável para retornar a atitude original de voo. Todo avião deve ser estaticamente e dinamicamente estável.   

Estabilidade Longitudinal

A estabilidade longitudinal diz respeito ao eixo lateral e a tendência de uma aeronave permanecer em condição de voo nivelado, retilíneo, com ângulo de ataque e velocidade constantes. Diz-se que nestas condições de voo a aeronave se encontra em equilíbrio longitudinal.  Para que o avião seja dotado dessas características, entre muitos podemos citar os principais fatores. 

-O centro de gravidade “CG” terá uma influência direta na estabilidade longitudinal, e para que a aeronave seja estável longitudinalmente o CG deverá estar localizado a frente do centro de pressão “CP”. Quanto mais para frente o CG, maior será o braço de alavanca do estabilizador horizontal, logo, maior será o efeito da força aerodinâmica do estabilizador horizontal o que resultará num aumento da estabilidade horizontal da aeronave. Todo avião possui limites dianteiros e traseiros para seus respectivos passeios do CG e tudo é feito dentro dos limites estipulados pelo fabricante.

-Estabilizador horizontal; O centro aerodinâmico está localizado atrás do centro de gravidade. A sustentação e a tração provocam momentos picadores, enquanto o arrasto produz um momento cabrado.  Pode-se perceber que esses momentos não se anulam, havendo necessidade de se criar um momento adicional para equilibrá-los. Esse momento é gerado pela sustentação negativa do estabilizador.

 

Estabilidade Lateral

Ocorre sobro o eixo longitudinal da aeronave e exprime sua capacidade de estabilidade durante o movimento de rolagem. A asa é a principal responsável pela estabilidade lateral. São basicamente 3 fatores que influenciam na estabilidade lateral de uma aeronave.

-Diedro; é o ângulo formado pelo plano da as com o eixo lateral do avião.  Durante um movimento de rolagem a aeronave tende a glissar na direção da asa mais baixa, a asa mais baixa devido ao diedro positivo terá um ângulo de ataque maior, logo mais sustentação do que a asa que está mais elevada. Essa diferença de sustentação fará com que a asa mais baixa se eleve e retorne a sua posição original.  

Em uma asa com diedro negativo, a estabilidade lateral do avião diminui, pois o vento lateral produz os componentes perpendiculares de maneira inversa, diminuindo a sustentação da asa que desce.

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- Enflechamento, durante a glissada ocasionada pela rolagem a asa mais baixa terá uma exposição maior ao vento relativo que a asa elevada, isso gera um aumento da sustentação da mesma, logo a asa mais baixa tenderá a retornar a sua posição original.

- Efeito quilha, as aeronaves são projetadas para que área exposta acima do CG seja maior que a baixo da mesma. Durante uma glissada para dentro da curva, consequente de uma rolagem, a pressão do fluxo de ar sobre a área lateral acima do CG fará com que a aeronave tenda a retornar a sua posição original.  

Estabilidade Direcional

Atua no eixo vertical da aeronave e refere-se aos movimentos de res que mais influenciam na estabilidade direcional são:

- Efeito Quilha, quanto maior for a área a frente do CG maior será o braço de alavanca. Durante uma glissada a área exposta atrás do CG é maior portanto causará um momento restaurador levando a proa para posição original. O tamanho do estabilizador vertical está diretamente relacionado com a área lateral exposta e é de grande influência no efeito quilha.

- Enflechamento, durante a guinada a asa externa ficará mais exposta ao vento relativo e consequentemente terá maior arrasto, forçando a aeronave a retornar a sua posição original. Concluímos que o enflechamento positivo resulta num aumento da estabilidade direcional.