Administrando energia

Antes de debater os méritos relativos às aplicações de manobras como tunneau barril, yo-yos e assim sucessivamente, os pilotos precisam primeiro entender o principal objetivo por atrás de todas essas manobras: Administração da Energia. A administração da energia utiliza basicamente, meios para administrar as leis da física aplicadas ao vôo, para alcançar o máximo de desempenho de uma aeronave. Há dois tipos de energia a serem considerados: Energia Cinética e Energia Potencial. Em termos de combate aéreo, Energia Cinética é comparada à aceleração. Quanto mais rápido a aeronave se move, maior a Energia Cinética que possui. Para todos os propósitos práticos, pilotos de caça tratam Energia Cinética como dinheiro. Como veremos abaixo manobrar uma aeronave gasta Energia Cinética. Em condições normais, pilotos de combate tentam armazenar Energia Cinética, para então poder gastá-las durante o combate 'comprando manobras'. No que se refere ao combate aéreo, Energia Potencial é comparada à altitude. Onde Energia Cinética funciona como 'dinheiro vivo' para comprar manobras. Para se acumular Energia Potencial obrigatoriamente há um consumo de 'crédito'.Logo, Energia Cinética e Energia Potencial são fatores de troca, (intercambiáveis). Uma aeronave em subida reduz a velocidade (reduzindo Energia Cinética), mas com o aumento da altitude eleva-se os nível de Energia Potencial. Uma aeronave mergulhando (aumenta Energia Cinética), e enquanto perde altitude reduz sua Energia Potencial. Uma aeronave movendo-se de forma lenta a grande altitude possui alto 'Crédito para manobras' baseado em sua altitude. Quando mergulha, troca desta forma, seu crédito de 'Energia Potencial' pôr dinheiro vivo Energia Cinética ', a qual será gasta à medida que executar manobras de combate'. Estado de Energia total indica a combinação da Energia Cinética de uma aeronave (velocidade) e da Energia Potencial (altitude) em qualquer determinado momento. Técnicas de administração de energia são usadas pelo piloto, para tentar manter alto a todo o instante o 'estado de energia total', utilizando as leis de físicas e trocando velocidade e altitude sempre que possível. Se a aeronave precisa reduzir a velocidade, deveria subir o máximo possível e assim efetuar a troca da velocidade pôr altitude. Quando uma aeronave tem velocidade, ela pode manobrar com segurança. Quando uma aeronave tem altitude pode trocá-la pôr velocidade e subseqüentemente manobrar. Quando uma aeronave não tem velocidade nem altitude, poderá ser classificada como: pouco mais que um alvo. Avaliações de aeronave em números que traduzam climb, turning taxa de rolagem, apesar de serem importantes , são só indicadores de comparação de instantânea, e não representa completamente as características de desempenho de uma aeronave sobre uma tabela de alcances, velocidades e altitudes. Uma vez considerados todos esses fatores de desempenho das aeronaves, tudo isso poderá ser representado graficamente como um 'envelope de vôo'. Os melhores pilotos de combate aprendem a explorar (sugar) ao máximo o envelope da aeronave, para desta forma negar ao inimigo a oportunidade para fazer o mesmo. Obviamente, nenhum piloto de combate irá se dedicar a solucionar fórmulas do envelope durante um dogfight. Porém, entender a relação entre ângulo de ataque (AOA), sustentação e performance em curva, separa pilotos combate veteranos dos pilotos novatos, ansiosos e afoitos. As próximas duas seções detalham o inter-relacionamento destes fatores, contudo algum conhecimento técnico é necessário. Antes de mergulhar nesses pontos, o quadro seguinte é oferecido como um guia bastante genérico das várias opções de engajamento que você se poderá encontrar na Arena. A tabela estabelece que, táticas baseadas em energia ou baseadas em ângulos, são aplicáveis apenas em um determinado tipo de dogfight e partem do princípio que ambas as aeronave iniciam o engajamento à mesma altitude e velocidade ,sem que nenhum dos pilotos possua uma vantagem de posição. Em outras palavras , esta é uma tabela que não tem nenhuma correlação com o mundo real onde os pilotos têm que avaliar todos estes fatores e determinar 'se' energia ou táticas de ângulos são a sua melhor escolha. Estas tabelas oferecem um ponto de partida para uma tomada de decisão, fundamentada apenas em comparações de capacidades de airframe.

Convertendo Energia em Manobrabilidade.

Todas aeronaves de combate têm características que determinam o grau de dificuldade que o piloto terá para converter Energia em manobrabilidade. Duas das características mais importantes são taxa de curva e raio de curva. A taxa de curva indica quantos graus ele pode virar numa determinada unidade de tempo, como '10 graus pôr segundo'. Raio de curva indica o tamanho do círculo que a aeronave está circunscrevendo exemplo, '5,000 pés'. Idealmente, um projeto de caça deveria possuir uma taxa de curva alta com um baixo raio de curva. Infelizmente, há problemas enormes para se atingir essa meta. Se você tem alguma noção de aerodinâmica, provavelmente leu sobre as 'quatro forças' que atuam em um vôo. A gravidade é justamente representada pelo peso da aeronave. A sustentação é a força gerada pelas asas que compensam a gravidade (peso) e fazem a aeronave aerotransportar-se. Impulsão é a propulsão gerada pelas máquinas que produzem velocidade. Arrasto é a quantidade de resistência que a aeronave sofre enquanto avança pelo ar, tal força atua diminuindo a velocidade. A relação entre estas forças é crítica no combate aéreo. Em condições básicas, a taxa de curva depende da sustentação e velocidade, aumentando a carga G, aumenta a taxa de curva enquanto que aumentando a velocidade há uma redução da taxa de curva .O Raio de volta aumenta exponencialmente com o aumento da velocidade, mas o aumento da carga G, reduz o raio de curva. Estas relações significam que uma alta carga G a baixa velocidade propicia uma melhor taxa de curva e melhor raio de curva. Infelizmente, há um problema com essa situação. Para entender melhor este problema, temos que examinar de onde cargas de G vêm. Nós medimos a sustentação que as asas produzem em termos da gravidade da Terra, ou cargas de G. Uma sustentação de 2g, então, é duas vezes a força de gravidade da Terra. Neste contexto, ' sustentação ' e ' carga G ' são sinônimos. A sustentação está baseada em vários itens, como a velocidade atual, o tamanho e forma da asa, e o ângulo de ataque. AOA é o ângulo o qual a asa corta a corrente de ar. O aumento do AOA aumenta a sustentação (e consequentemente o arrasto) que as asas produzem até certo ponto. Quando o AOA aumenta muito, a corrente de ar em cima da asa é interrompida e a asa entra em STALL. Estolar uma aeronave não tem nada que ver com velocidade, atitude, ou carga G. Uma Stall ocorre quando a asa excede seu AOA crítico. Todo desenvolvimento de uma asa prevê este ponto 'crítico' ou 'Stall'. Ao atingir a asa o seu AOA critico, a parte superior da mesma deixa de receber o fluxo de ar normal e a ausência deste, deixa de gerar a zona de baixa pressão responsável pela sustentação. A asa gera a sustentação máxima possível pouco antes de chegar ao AOA de Stall. A quantidade atual de Sustentação que a asa gera neste momento é principalmente dependente na velocidade e altitude da aeronave. Pôr exemplo, uma aeronave com 10 graus de AOA geraria mais sustentação a 300 Kts que a 100 Kts. Você pode estolar a aeronave excedendo o AOA de Stall independentemente da velocidade da aeronave. A quantidade de AOA necessária para estolar não muda apesar da velocidade; porém, a quantidade de força G experimentada quando você chega ao AOA de Stall, varia significativamente com a velocidade. Quanto mais rápido a aeronave estiver quando, alcançar o AOA de Stall, maior será a força de G no airframe. Toda aeronave tem um a carga máxima de G. Excedendo aquele esforço de Gs a possibilidade de acontecerem danos estruturais é muito grande podendo até mesmo destruir a aeronave. Você tem que observar este limite estrutural de sua aeronave monitorando airspeed e AOA ou terá que voltar pra casa caminhando ou pior.

Desempenho Instantâneo VERSUS Desempenho Contínuo.

Em um determinado momento, nós podemos olhar a velocidade e o AOA de uma aeronave, podendo assim determinar o quanto de força G estão sendo gerada naquele momento. Usando a carga G e a velocidade, poderemos determinar a atual taxa de curva e raio de curva de uma aeronave. Feito isto, poderemos determinar quais as melhores características de curva que acontecem quando você mantém baixa velocidade e carga G alta. Agora os problemas aparecem. Em termos simples, usa-se alta energia ao puxarmos Gs. 1- A relação entre sustentação e arrasto entra em jogo. Mantendo-se a carga G alta, gera-se muita sustentação Infelizmente, a asa que gera sustentação também gera arrasto. O arrasto reduz a velocidade da aeronave e consequentemente reduz a quantidade de sustentação disponível. Os pilotos chamam este ciclo de 'sangria de velocidade'. Em uma curva de alto G, toda aeronave sangrará e reduzirá a velocidade. Quando o G disponível diminui a velocidade da aeronave e o desempenho de curva cai assustadoramente. As leis da física impedem a aeronave de manter uma alta carga G à baixa velocidade. Logo, temos dois tipos de desempenho de curva: instantâneo e contínuo. Desempenho de curva instantâneo é um valor transitório. Descreve quanta sustentação a aeronave pode gerar imediatamente depois de começar uma curva. Considerando que a velocidade começa a se deteriorar imediatamente, a quantia de sustentação que também é gerada cai depressa. Desempenho de volta instantâneo é o melhor desempenho que a aeronave pode administrar por uma fração de segundo antes que o arrasto comece a sangrar sua velocidade. Desempenho de curva sustentado (ou contínuo),é um ' valor equilibrado ' fixo. Lembre-se, enquanto o arrasto está tentando reduzir airspeed, o impulso da máquina está tentando mante-la.A velocidade também diminui a carga G disponível. Eventualmente, o impulso e o arrasto alcançam o equilíbrio. 2 - Sustentação é uma 'quantidade limitada' comparada com a velocidade. A velocidade pode aumentar muito mais que sustentação, pôr causa do limite estrutural da aeronave. Enquanto o limite de sustentação permanece constante no valor máximo a velocidade é (neste contexto) ilimitada. Retornando as taxas de curva e a relação com o raio de curva, nós vemos que se mantivermos a carga G, mas aumentarmos a velocidade, o desempenho de curva começa a cair rapidamente. É ai onde entra o conceito de velocidade de canto. Velocidade 'de' canto é a velocidade mínima exigida para produzir o máximo de G no AOA máximo. Sobre velocidade de canto, pode ser dito que, a velocidade da aeronave é 'muito alta' para a quantidade de G que está sendo gerado, causando uma queda na taxa de curva e aumento do raio da curva . Pôr favor note um ponto muito importante: 'performance de curva em velocidade de canto' e 'desempenho de curva contínuo' não são necessariamente itens relacionados. Velocidade de canto acontece no máximo de carga G possível e com velocidade mínima. Desempenho de curva sustentado acontece na máxima carga G sustentável e máxima airspeed. Velocidade de canto provê o melhor desempenho, mas não pode ser mantida pôr qualquer duração de tempo, a menos que o piloto pratique a administração de boa energia. FAKINO / Esquadrão VF-1 Outro post furtado do Cockpitnews por Sípoli