Existem diferentes abordagens para o voo. Se um objeto tem uma densidade menor que o ar, então ele é flutuante e é capaz de flutuar no ar sem gastar energia. Um aerodino mais pesado do que a aeronave, conhecido como aerodyne, inclui animais e insetos, aeronaves de asa fixa e aeronaves de asas rotativas. Como a embarcação é mais pesada que o ar, deve gerar elevação para superar o seu peso. A resistência do vento causada pela embarcação que se move através do ar é chamada de arrasto e é superada por impulso propulsivo, exceto no caso de deslizamento.alguns veículos também usam impulso para o voo, como foguetes e jatos de Salto Harrier.finalmente, o momento domina o voo de objetos voadores balísticos.
ForcesEdit
Um aeronaves de asa fixa, gera impulso para a frente quando o ar é empurrado na direção oposta à direção de vôo. Isto pode ser feito de várias maneiras, incluindo pelas lâminas giratórias de uma hélice, ou uma ventoinha giratória empurrando ar para fora da parte de trás de um motor a jato, ou ejetando gases quentes de um motor de foguete. O impulso para a frente é proporcional à massa da Corrente de ar multiplicada pela diferença de velocidade da Corrente de ar. O impulso reverso pode ser gerado para auxiliar a travagem após a aterragem, invertendo o passo das pás de hélice de passo variável, ou usando um inversor de impulso em um motor a jato. As aeronaves de asa rotativa e v/STOL usam o impulso do motor para suportar o peso da aeronave, e a soma vetorial deste impulso para frente e para trás para controlar a velocidade da frente.artigo principal: elevador (força)
No contexto de um fluxo de ar em relação a um vôo corpo, a força de sustentação é a componente da força aerodinâmica que é perpendicular à direção do fluxo. A elevação aerodinâmica resulta quando a ASA faz com que o ar circundante seja desviado – o ar então causa uma força sobre a asa na direção oposta, de acordo com a terceira lei de movimento de Newton.
Lift é comumente associado com a asa de uma aeronave, embora o lift também é gerado por rotores em aeronaves de rotor (que estão efetivamente girando asas, executando a mesma função sem exigir que a aeronave mova-se para a frente através do ar). Enquanto os significados comuns da palavra “elevação” sugerem que a elevação se opõe à gravidade, a elevação aerodinâmica pode estar em qualquer direção. Quando uma aeronave está cruzando, por exemplo, o elevador se opõe à gravidade, mas o elevador ocorre em um ângulo ao subir, descer ou subir. Em carros de alta velocidade, a força de elevação é dirigida para baixo (chamado “down-force”) para manter o carro estável na estrada.
DragEdit
para um objecto sólido que se move através de um fluido, o arrasto é o componente da força aerodinâmica ou hidrodinâmica líquida que actua em frente à direcção do movimento. Portanto, o arrasto se opõe ao movimento do objeto, e em um veículo motorizado ele deve ser superado pelo impulso. O processo que cria o elevador também causa algum arrasto.
Elevador para arrastar ratioEdit
de sustentação Aerodinâmica é criado pelo movimento de uma aerodinâmica objeto (asa) através do ar, que devido a sua forma e ângulo desvia o ar. Para um voo sustentado em linha recta e nivelado, o elevador deve ser igual e oposto ao peso. Em geral, asas estreitas longas são capazes de desviar uma grande quantidade de ar a uma velocidade lenta, enquanto asas menores precisam de uma velocidade mais alta para a frente para desviar uma quantidade equivalente de ar e, assim, gerar uma quantidade equivalente de elevação. Grandes aeronaves de carga tendem a usar asas mais longas com ângulos de ataque mais elevados, enquanto as aeronaves supersônicas tendem a ter asas curtas e dependem fortemente de alta velocidade para a frente para gerar sustentação.
no entanto, este processo de elevação (deflexão) inevitavelmente causa uma força de retardo chamada arrasto. Como o elevador e o arrasto são ambos forças aerodinâmicas, a relação de elevador / arrasto é uma indicação da eficiência aerodinâmica do avião. A razão elevador / arrasto é a Razão L/D, pronunciada “L sobre D”.”Um avião tem uma alta relação L / D se produzir uma grande quantidade de elevador ou uma pequena quantidade de arrasto. A razão elevador/arrasto é determinada dividindo o coeficiente de elevação pelo coeficiente de arrasto, CL/CD.
O coeficiente de elevação Cl é igual ao elevador L dividido pelo (densidade R vezes metade da velocidade V ao quadrado vezes a área da asa A). O coeficiente de elevação também é afetado pela compressibilidade do ar, que é muito maior em velocidades mais altas, de modo que a velocidade V não é uma função linear. A compressibilidade também é afetada pela forma das superfícies da aeronave.
O coeficiente de arrasto Cd é igual ao arrasto D dividido pelo (densidade R vezes metade da velocidade V ao quadrado vezes a área de referência A).
razões de elevação para Arraste para aeronaves práticas variam de cerca de 4: 1 para veículos e aves com asas relativamente curtas, até 60:1 ou mais para veículos com asas muito longas, tais como planadores. Um maior ângulo de ataque em relação ao movimento para a frente também aumenta a extensão da deflexão, e assim gera elevação extra. No entanto, um maior ângulo de ataque também gera arrasto extra.
Lift / drag ratio determina também a razão de deslizamento e o intervalo de deslizamento. Uma vez que a razão de deslizamento é baseada apenas na relação das forças aerodinâmicas atuando na aeronave, o peso da aeronave não vai afetá-lo. O único efeito que o peso tem é variar o tempo que a aeronave vai deslizar para – uma aeronave mais pesada deslizando em uma velocidade de ar mais alta vai chegar ao mesmo ponto de toque em um tempo mais curto.artigo principal: flutuabilidade a pressão do ar que actua contra um objecto no ar é maior do que a pressão acima que empurra para baixo. A flutuabilidade, em ambos os casos, é igual ao peso do fluido deslocado – o princípio de Arquimedes é válido para o ar assim como para a água.um metro cúbico de ar à pressão atmosférica normal e à temperatura ambiente tem uma massa de cerca de 1,2 kg, portanto seu peso é de cerca de 12 newtons. Portanto, qualquer objeto de 1 metro cúbico no ar é carregado com uma força de 12 newtons. Se a massa do objeto de 1 metro cúbico for maior que 1.2 kg (de modo que seu peso é maior que 12 newtons), ele cai no chão quando liberado. Se um objeto deste tamanho tem uma massa inferior a 1,2 kg, ele sobe no ar. Qualquer objeto que tenha uma massa inferior à massa de um volume igual de ar subirá no ar – em outras palavras, qualquer objeto menos denso do que o ar subirá.artigo principal do Tratado: A razão entre o impulso e o peso é, como o seu nome sugere, a razão entre o impulso instantâneo e o peso (em que o peso significa o peso na aceleração padrão da Terra g 0 {\displaystyle g_{0}}}}
). É um parâmetro adimensional característico de foguetes e outros motores a jato e de veículos movidos por tais motores (tipicamente veículos lançadores espaciais e aeronaves a jato). se a razão impulso / peso for maior que a força de gravidade local (expressa em gs), então o voo pode ocorrer sem qualquer movimento para a frente ou qualquer elevação aerodinâmica sendo necessária.se a razão impulso / peso vezes a razão elevador / arrasto for maior que a gravidade local, é possível descolar usando elevador aerodinâmico.
de Voo dynamicsEdit
o controlo destas dimensões pode envolver um estabilizador horizontal (ou seja, uma cauda), ailerons e outros dispositivos aerodinâmicos móveis que controlam a estabilidade angular, ou seja, a atitude de voo (que por sua vez afecta a altitude, o rumo). As asas são muitas vezes inclinadas ligeiramente para cima – elas têm “ângulo Diédrico positivo” que dá a estabilização inerente do rolo.
eficiência energética
para criar impulso de modo a ser capaz de ganhar altura, e para empurrar através do ar para superar o arrasto associado com o elevador tudo consome energia. Diferentes objetos e criaturas capazes de voar variam na eficiência de seus músculos, motores e como isso se traduz em impulso para a frente.
a eficiência propulsora determina a quantidade de energia que os veículos geram a partir de uma unidade de combustível.
RangeEdit
a gama que os artigos de voo a motor podem atingir é, em última análise, limitada pelo seu arrasto, bem como a quantidade de energia que podem armazenar a bordo e a eficiência com que podem transformar essa energia em propulsão.
para aeronaves a motor a energia útil é determinada pela sua fração de combustível – qual a porcentagem do peso de decolagem é combustível, bem como a energia específica do combustível utilizado.artigo principal do ratioEdit: relação potência / peso
todos os animais e dispositivos capazes de um voo sustentado necessitam de rácios de potência/peso relativamente elevados para poderem gerar sustentação e / ou impulso suficientes para alcançar a descolagem.