História

Orville Wright e Wilbur Wright, os Irmãos Wright.

O sonho de voar remonta, para o ser humano, desde a pré-história. Muitas lendas,crenças e mitos da antiguidade envolvem ou possuem fatos relacionados com o vôo, como a lenda grega de Ícaro. Leonardo da Vinci, entre outros inventores visionários, desenhou um avião, no século XV. Com o primeiro vôo feito pelo homem (Jean-François Pilâtre de Rozier e François Laurent d'Arlandes) numa aeronave mais leve que o ar, um balão, o maior desafio tornou-se a criação de uma máquina mais pesada do que o ar, capaz de alçar vôo por meios próprios.

Anos de pesquisas por muitas pessoas ávidas do tão sonhado vôo produziram resultados fracos e lentos, mas contínuos. Em 28 de agosto de 1883, John Joseph Montgomery tornou-se a primeira pessoa a fazer um vôo controlado em uma máquina mais pesada do que o ar, em um planador. Outros aviadores que fizeram vôos semelhantes naquela época foram Otto Lilienthal, Percy Pilcher e Octave Chanute.

No começo do século XX, o primeiro vôo numa máquina mais pesada do que o ar, capaz de gerar a potência e sustentação necessária por si mesmo, foi realizada. Porém, isto é um fato polêmico, em que um de dois aviadores são creditados: o brasileiroAlberto Santos Dumont ou os irmãos americanos Wilbur e Orville Wright.

Santos Dumont, considerado por muitos como o inventor do primeiro aviãoda história, o 14-bis.

Santos Dumont é creditado no Brasil e na França como o responsável pelo primeiro vôo num avião. Porém, na maior parte do mundo, o crédito à invenção do avião é dado aos irmãos Wright, que patentearam o invento, embora o vôo dos irmãos Wright foi realizado em condições anormais, em que o vento rápido favoreceu o vôo, sem controle e foi usado para ele uma catapulta.

Guerras na Europa, em especial, a Primeira Guerra Mundial, serviram como palco de testes para o uso do avião como armamento. Primeiramente visto por generais e comandantes como um "brinquedo", o avião provou ser uma máquina de guerra capaz de causar sérios estragos nas linhas inimigas. Na Primeira Guerra Mundial, grandes ases surgiram, dos quais o maior foi o alemão Barão Vermelho. Do lado aliado, o ás com a maior quantidade de aeronaves abatidas foi René Fonck daFrança.

Após a Primeira Guerra Mundial, os aviões passaram por inúmeros avanços tecnológicos. Em 1919, os britânicos John Alcock e Arthur Whitten Brown realizaram a primeira travessia transatlântica em um avião. Associando-se a Sacadura Cabral, Gago Coutinho realizou em 1921 a primeira travessia aérea do Atlântico Sul. Charles Lindbergh tornou-se a primeira pessoa a cruzar o Oceano Atlânticonum vôo solo sem escalas, em 20 de maio de 1927. Os primeiros vôos comerciais foram realizados entre os Estados Unidos e o Canadá, em 1919. A turbina a jato estava em desenvolvimento nadécada de 1930, sendo que aviões a jato militares já estavam operando na década de 1940.

Os aviões desempenharam um papel fundamental na Segunda Guerra Mundial, tendo presença, seja majoritária ou minoritária, em todas as batalhas mais importantes e conhecidas da guerra, especialmente no Ataque a Pearl Harbor, nas batalhas do Pacífico e no Dia D. Também constituíam parte essencial de várias das novas estratégias militares da época, como a Blitzkrieg alemã ou os porta-aviões americanos e japoneses.

O Boeing 707, o primeiro jato transatlântico comercial.

Em outubro de 1947, o americano Chuck Yeager, no seu Bell X-1, foi a primeira pessoa a ultrapassar a barreira do som. O recorde mundial de velocidade para um avião de asa fixa tripulada é de 7 297 km/h, Mach 6,1, da aeronave X-15.

Aviões, tanto militares quanto civis, continuaram a alimentar Berlim Ocidental com suprimentos, em 1948, quando o acesso a suprimentos via ferrovias e estradas à cidade, completamente cercada pela Alemanha Oriental, foi bloqueado, por ordem da União Soviética.

O primeiro jato comercial, o De Havilland Comet, foi introduzido em 1952, e o primeiro jato comercial de sucesso, o Boeing 707, ainda nos anos 50. O Boeing 707 iria desenvolver-se posteriormente no Boeing 737, a linha de aviões de passageiros mais usada do mundo,, noBoeing 727, outro avião de passageiros bastante usado, e no Boeing 747, o maior avião comercial do mundo até 2005, quando foi superado pelo Airbus A380.

Sustentação

Boeing 747 da Air New Zealanddecolando do AeroportoInternacional de Christchurch, Nova Zelândia.

Um avião alça vôo devido à reações aerodinâmicas que acontecem quando ar passa em alta velocidade pela asa. Quando isto acontece, ele é forçado a passar por baixo e por cima desta ao mesmo tempo. O comprimento da asa é maior na parte superior graças a uma curvatura e, em razão disto, o ar em velocidade não possui pressão suficiente para retornar ao perfil desta curvatura, gerando uma zona de baixa pressão na parte superior posterior da asa. Estando a pressão na parte inferior bem maior, em razão desta face não possuir um perfil curvado, mas mais próximo de uma reta, a asa se vale da diferença de impacto gasoso do ar atmosférico (maior em baixo, menor em cima) para adquirir sustentação.

Air Force One voando sobre omonte Rushmore, nos Estados Unidos.

Algumas explicações invocam uma interpretação errada a partir do Princípio de Bernoulli, afirmando que o fluxo de ar na parte de cima de uma asa é mais rápido que na parte de baixo. A verdade é que ambos os fluxos possuem velocidades praticamente iguais, porém com direções diferentes. Ensaios exaustivamente repetidos mostram que uma molécula de ar que flui na parte inferior de uma asa a percorre muito mais rápido que uma mesma molécula na parte superior, obviamente pelo fato lógico de se deslocar numa trajetória mais direta e não curva, como acontece na superfície superior. Embora muito presente em quase todas as explicações sobre aerodinâmica, a teoria do ar mais rápido em cima da asa é uma explicação errada e ilógica, pois não há fonte energética que acelere o ar acima de uma asa. Trata-se apenas de uma questão de perfil de asa e aerodinâmica. É claro que o efeito do impacto das moléculas de ar de forma mais drástica na parte inferior da asa permite que esta, livre e em suas condições normais, tenda sempre à subir, nunca a descer.

Os aviões necessitam de uma velocidade elevada para que a diferença entre a pressão do ar sob e sobre a asa seja suficiente para a sustentação da aeronave. Devido a essas altas velocidades, um avião precisa percorrer uma certa distância em solo antes de alcançar a velocidade suficiente para a decolagem, o que justifica a necessidade de uma pista de decolagem em terreno longo e plano para a atingir. Para aeronaves maiores e mais pesadas, maior terá de ser o comprimento da pista e a velocidade necessária para a decolagem, dado o maior esforço necessário. A pista também atende ao propósito inverso: permite que a aeronave toque o solo em alta velocidade e tenha espaço para frenar com segurança, transitando suavemente entre veículo aéreo para terrestre novamente.

Tipos de aviões

[editar]Aviões monomotores, bimotores e turbo-hélices

Um Cessna 172, um avião monomotor.

Os aviões monomotores, bimotores e turbo-hélices fazem uso de um motor que faz girar umahélice, criando o empuxo necessário para a movimentação da aeronave para frente. Em particular os turbo-hélices são motores à reação (jato) que impulsionam uma hélice.São relativamente silenciosos, mas possuem velocidades, capacidade de carga e alcance menores do que os similares a jato. Porém, são sensivelmente mais baratos e econômicos do que os aviões a jato, o que os torna a melhor opção para pessoas que desejem possuir um avião próprio ou para pequenas companhias de transporte de passageiros e/ou carga.

[editar]Aviões a jato

Aviões a jato fazem uso de turbinas para gerar empuxo necessário para o deslocamento da aeronave para frente. Aviões a jato possuem muito mais força e criam um impulso muito maior do que aviões que fazem uso de turbo-hélices. Como conseqüência, podem carregar muito mais peso e possuem maior velocidade do que turbo-hélices. Um porém é a grande quantidade de som criada por uma turbina; isto torna aviões a jato uma fonte depoluição sonora.

Um Fokker 70 da KLM em operação de aterrisagem. Observe a parte traseira da turbina, que inverte o sentido da propulsão. Desse modo, a turbina empurra o avião para trás, com o intuito de pará-lo.

Grandes widebodies ("corpos largos"), como o Airbus A340 e o Boeing 777, podem carregar centenas de passageiros e várias toneladas de carga, podendo pecorrer uma distância de até 16 mil quilómetros - pouco mais de um terço da circunferência terrestre.

Aviões a jato possuem altas velocidades de cruzeiro (700 a 900 km/h) e velocidades de decolagem e pouso (150 a 250 km/h).

Numa operação de aterrisagem, devido à alta velocidade, o avião a jato faz grande uso dos flapspara permitir uma aproximação em velocidade mais baixa (pois estes aumentam a superfície das asas e consequentemente a sustentação), e do reverso (a turbina gera um fluxo de ar para frente, e não para trás), com o intuito de diminuir a velocidade da aeronave após tocar o solo.

Eles possuem um dispositivo na turbina chamado reverso.O reverso os ajuda na frenagem do pouso e(se precisar),no procedimento de aborto de decolagem(RTO).

[editar]Aviões supersônicos

Dois F-22 da Lockheed Martin, em vôo.

Aviões supersónicos, como o Concorde e caças militares, fazem uso de turbinas especiais, que geram potência necessária para quebrar a barreira do som. Além disso, o desenho do avião supersónico apresenta certas diferenças com o desenho de aviões subsónicos, devido à compressão do ar em altas velocidade não só asa, também à fuselagem tem desenho diferente em relação aos aviões subsônicos além da clara necessidade de reduzir o arrasto do aparelho com o ar.

Nos caças, a área das asas são reduzidas, visando o menor arrasto (que permite alcançar velocidades extremas), necessitando de uma velocidade muito maior para compensar essa perda de sustentação. A velocidade de decolagem de certos caças chega à 220 km/h.

O caça F-22 Raptor teve seu primeiro voo em 1997.

Em porta-aviões, usa-se uma espécie de catapulta linear, movida à pressão do vapor proveniente do próprio motor da embarcação. Essa catapulta fica abaixo da pista, ficando visível apenas um gancho no chão da pista, que encaixa no trem de pouso dianteiro da aeronave e a impulsiona fazendo-a atingir a velocidade necessária para decolagem em uma pista curta. À primeira vista, a parte visível desse sistema se assemelha a um trilho.No pouso a velocidade é igualmente alta. Então o caça faz o uso de um gancho de retenção (localizado na parte traseira do avião), que prende-se à cabos de aço esticados na pista, ajudando a parar rapidamente.

O voo em velocidade supersónica gera mais poluição sonora devido à onda de choque. Isto limita os voos supersónicos a áreas de baixíssima ou nenhuma densidade populacional. Quando passam numa área de maior densidade populacional, os aviões supersónicos são obrigados a voar em velocidade subsónica.

Algumas aeronaves são capazes de voar em velocidades hipersónicas, geralmente, velocidades que superam cinco vezes a velocidade do som.