Dinâmica
A trajetória e a velocidade evoluem com o pitch e a potência. O controle de γ fica desativado. Observe a trajetória responder à mudança de atitude.
MANUAL DE OPERAÇÃO / 01
Veja o ângulo.
Entenda o voo.
Um laboratório interativo para explorar a relação entre atitude, trajetória, velocidade e vento relativo. Comece pelos controles; depois observe o que muda na asa.
A RELAÇÃO CENTRAL
α=θ−γ
01 / PRIMEIRO CONTATO
Comece em voo estabilizado
Abra a cabine. A condição inicial é IAS de 140 kt, pitch de +4°, trajetória de 0° e manete em 50%, ao nível do mar na atmosfera padrão. O ângulo de ataque é +4°. O modo Dinâmica está ativo. Use Restaurar voo para retornar a essa condição a qualquer momento.
Os três vidros pertencem à cabine. A janela das asas é um instrumento sobreposto ao ambiente. O céu não tem nuvens nesta versão.
02 / GEOMETRIA DO VOO
Três ângulos, referências diferentes
- Pitch · θ
- Atitude do avião em relação ao horizonte. Positivo significa nariz acima do horizonte.
- Trajetória · γ
- Direção do movimento em relação à massa de ar. Positivo indica trajetória ascendente no ar.
- Ângulo de ataque · α
- Diferença entre a direção da corda da asa e a trajetória no ar. Neste aplicativo, a incidência de instalação da asa é zero: α = θ − γ.
Nariz acima do horizonte não significa necessariamente ângulo de ataque positivo.
03 / ATITUDE
Comande o pitch
Arraste o controle COMANDO DE PITCH, use seus botões −/+ ou arraste um vidro para cima ou para baixo. O valor ao lado do controle é o comando; o instrumento PITCH mostra a atitude atual. Durante o movimento, a resposta é gradual.
A asa acompanha o pitch. A referência de horizonte se desloca no vidro, enquanto o símbolo do avião permanece fixo. O marcador de trajetória indica a direção do movimento no ar. A separação entre essas referências ajuda a visualizar o ângulo de ataque.
04 / TRAJETÓRIA
Compare os dois modos
Manual
O controle de γ é liberado. Escolha a trajetória para estudar a geometria separadamente. O pitch e a manete continuam disponíveis.
05 / ENERGIA
A manete comanda potência
Arraste a manete para cima para aumentar a potência e para baixo para reduzir. Ela não seleciona diretamente uma velocidade: a IAS responde gradualmente ao empuxo, ao arrasto e à inclinação da trajetória.
- IAS: velocidade indicada, em nós. Representa a pressão dinâmica do ar sobre o avião.
- GS: velocidade horizontal sobre o solo (ground speed), em nós.
- Indicador de velocidade vertical: mostrador analógico junto à caixa da IAS. O zero fica à esquerda; o ponteiro sobe na subida e desce na descida, até 4.000 ft/min.
A TAS, velocidade verdadeira com que o ar incide sobre a asa, continua sendo calculada. Ela define a trajetória, a GS, a velocidade vertical e a animação do escoamento. Acima do nível do mar, a TAS é maior que a IAS.
06 / REFERÊNCIA DO AR
Vento relativo sobre o aerofólio
O vento relativo é oposto à velocidade do avião em relação ao ar. Sua intensidade acompanha a TAS e sua direção acompanha a trajetória no ar. Esse é o escoamento livre usado como referência pelo FoilShape. A janela da asa mostra essa velocidade como TAS; o painel mostra a IAS.
A massa de ar é considerada estacionária em relação ao solo. GS mostra a componente horizontal da velocidade do avião; em voo nivelado, ela coincide com a TAS. O ângulo de ataque continua sendo α = θ − γ. Rajadas e vento vertical não estão modelados.
07 / ESCOAMENTO
Leia o movimento sobre a asa
A asa direita mostra o perfil detalhado. No regime aderido, linhas e partículas vêm do campo potencial. A velocidade da animação acompanha a TAS e a direção do vento relativo acompanha a trajetória no ar. O tempo é desacelerado para tornar o movimento legível.
Acima de |α| = 13°, as linhas do lado de sucção se afastam progressivamente da superfície, com uma região de recirculação e esteira animada. Com ataque negativo, a representação aparece no lado inferior. O descolamento, sua posição, as velocidades locais e as cores desse regime são ilustrativos, não uma previsão de CFD ou estol real. O limiar de 13° é um parâmetro visual didático, não um limite operacional.
As leituras junto à asa acompanham pitch, trajetória e ataque. A textura metálica, os reflexos e a iluminação da cabine são pré-definidos. As duas alavancas da manete se movem juntas e comandam uma única potência didática.
- Fluxo: mostra ou oculta as faixas, linhas, partículas e recirculação.
- Vetores: mostra ou oculta as referências de pitch, trajetória e ataque; também afeta o marcador de trajetória na cabine.
- Cores: no regime aderido, compara velocidade local com a TAS. Na separação esquemática, a escala numérica é substituída por CORES ILUSTRATIVAS. As cores não representam pressão.
As abas DIR. e ESQ., ao lado de Fluxo, Vetores e Cores, alternam a janela entre a asa direita e a asa esquerda, no mesmo tamanho. A aba ESQ. usa desenho simplificado, sem vetores e sem cores; nela, Vetores e Cores ficam desativados. Sem rolamento, as duas asas têm o mesmo ângulo de ataque.
Vista 3D: arraste a imagem da asa para girá-la em 360°; clique duas vezes nela para voltar à vista lateral, que é a vista padrão. Fora da vista lateral, a imagem se afasta um pouco e mostra um trecho de asa com o mesmo escoamento repetido em alguns planos ao longo da envergadura, só perto da asa. O campo de cores fica no plano do meio, e as referências de pitch, trajetória e ataque ficam na face voltada para você. O cabeçalho mostra 3D enquanto a vista estiver girada; Restaurar voo também volta à vista lateral.
08 / EXERCÍCIOS
Separe atitude de ângulo de ataque
Selecione Manual. Ajuste pitch e trajetória e espere os instrumentos atingirem os valores comandados. Você também pode pausar e ajustar os ângulos para comparar estados estáticos.
| Pitch θ | Trajetória γ | Ataque α |
|---|---|---|
| +4° | 0° | +4° |
| +4° | +10° | −6° |
| −2° | −8° | +6° |
Depois restaure o voo e aumente o pitch em Dinâmica. Compare a mudança inicial de α com a resposta posterior da trajetória. Altere uma variável por vez.
09 / OPERAÇÃO
Pausa, janela e teclado
Use os botões superiores para pausar, restaurar e abrir tela inteira. Arraste o cabeçalho da janela das asas para reposicioná-la no computador. Arraste a imagem da asa para girar a vista 3D; o clique duplo volta à vista lateral. O botão × fecha a janela; ASAS a reabre. No celular, a janela e os instrumentos são organizados em sequência vertical.
- ↑ / ↓
- Comandar pitch em passos de 1°; com Shift, 0,1°.
- + / −
- Alterar potência em 5 pontos percentuais.
- Espaço
- Pausar ou retomar.
- R
- Restaurar a condição inicial.
Os atalhos gerais dependem do foco: ao selecionar um controle, o teclado opera esse controle. Na manete, ↑/↓ altera potência; Home seleciona 0% e End, 100%. Escape fecha a explicação.
10 / MODELO E REFERÊNCIAS
O que esta visualização representa
O perfil e o escoamento aderido usam a transformação de Joukowski com circulação pela condição de Kutta. É um campo potencial bidimensional, incompressível, sem viscosidade e quase estacionário. Não há CFD nem resolução da camada limite.
Acima de |α| = 13°, o aviso e a esteira são ilustrativos. O modelo não prevê separação, turbulência ou estol reais; esse ângulo não é um limite operacional. A dinâmica longitudinal usa coeficientes didáticos independentes do campo desenhado e limites próprios de velocidade e trajetória. LIMITE DO MODELO indica que um desses limites foi alcançado.
A IAS segue o FoilShape: atmosfera padrão e pressão dinâmica q0 = ½ρV². O indicador converte essa pressão com a densidade ao nível do mar: IAS = TAS × √(ρ/ρ0), sem erros de instrumento ou de posição. O voo começa ao nível do mar. Sustentação e arrasto dependem da pressão dinâmica: para o mesmo ângulo de ataque e a mesma trajetória, a IAS de equilíbrio não muda com a altitude, enquanto a TAS aumenta na subida. O empuxo não varia com a altitude.
Não há aeronave específica, nuvens ou dinâmica de rolamento nesta versão. Inclinação lateral, sozinha, não implica ângulos de ataque diferentes nas duas asas.
A vista 3D não acrescenta física ao modelo. O FoilShape trata um perfil bidimensional; por isso, o mesmo campo se repete ao longo de um trecho curto de envergadura, como numa seção de asa de envergadura infinita. Vórtices de ponta de asa e downwash, efeitos tridimensionais de uma asa finita, não são representados.
Referências conceituais: NASA — Joukowski e condição de Kutta; NASA — ângulo de ataque; NASA — downwash e vórtices de ponta de asa.
FAA — Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge · Capítulos 4 (Principles of Flight) e 5 (Aerodynamics of Flight). NASA — forças na subida.
NASA/BGA — FoilShape (Tom Benson) · Referência para a geometria de Joukowski, a velocidade local, a atmosfera padrão, a pressão dinâmica e o tratamento visual simplificado do escoamento em alto ataque. A implementação JavaScript e as animações deste aplicativo são independentes.