PROFUNDOR (ENGENHARIA AERONÁUTICA)

PROFUNDOR (NO BRASIL)

LEME DE PROFUNDIDADE (EM PORTUGAL)

ELEVATOR (EM INGLÊS)
ESTABILIZADOR HORIZONTAL (EM PORTUGUÊS)

HORIZONTAL STABILIZER (EM INGLÊS)
ESTABILIZADOR VERTICAL (EM PORTUGUÊS)

VERTICAL STABILIZER (EM INGLÊS)

LEME (EM PORTUGUÊS)
RUDDER (EM INGLÊS)

STABILATOR (EM INGLÊS)

EIXOS

INTRODUÇÃO

Logo acima, ilustração simplificada em inglês da empenagem (parte traseira) de um avião comercial de grande porte, um Airbus A380, com o seu estabilizador horizontal (horizontal stabilizer), no qual está fixado o profundor (elevator), com o estabilizador vertical (vertical stabilizer), no qual está fixado o leme ou deriva (rudder). Logo abaixo, um exemplo típico de manche de um avião de pequeno porte, o Cessna 172 Skyhawk, um avião simples e fácil de pilotar.

O profundor é uma superfície aerodinâmica de controle de voo usada em aeronaves de asa fixa para permitir ao piloto em comando o seu controle horizontal. Ele é uma peça móvel fixada no estabilizador horizontal do avião, usada para controlar a atitude do avião em relação ao horizonte. Ele está localizado na extremidade traseira da empenagem ou cauda dos aviões, responsável pelo movimento do avião sobre seu eixo lateral, aumentando ou diminuindo o ângulo de ataque da aeronave. Numa linguagem mais simples, ele é o principal responsável por permitir o controle do nariz do avião, para cima ou para baixo, dependendo das necessidades do voo em curso. Em termos simplificados, o movimento do profundor faz com que o nariz da aeronave aponte para baixo ou para cima.

Em alguns projetos de aviões, como o Piper Seneca e o Piper Saratoga, por exemplo, as funções do profundor e do estabilizador horizontal são desempenhadas por uma única peça móvel, o stabilator, uma forma inteligente que a fabricante Piper Aircraft encontrou para simplificar o máximo possível o seu projeto.

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS

Logo acima, o cockpit do Airbus A320, um moderno avião comercial de grande porte, que possui o sidestick em substituição ao manche convencional. Neste caso, os comandos do piloto são transmitidos ao atuador hidráulico do profundor por meio de fios com pulsos ou impulsos elétricos, ao contrário dos aviões com comandos convencionais, em que os movimentos do piloto são transmitidos mecanicamente por meio de cabos e roldanas. Logo abaixo, o cockpit de um Cirrus SR22, um avião executivo de pequeno porte, que também possui o sidestick, mas com comandos mecânicos.

Quando em voo ou no momento da decolagem, sobre a pista de pouso, quando desenvolvendo velocidade suficiente para a decolagem, o aumento no ângulo de ataque (nariz para cima) causa aumento na sustentação produzida pelo perfil da asa, bem como uma redução proporcional da velocidade devido ao aumento do arrasto e/ou efeito da força da gravidade. Quando em voo, a redução do ângulo de ataque provoca um efeito contrário, o aumento da velocidade, em parte por diminuir o arrasto e em parte por combinar a força da gravidade com a tração / empuxo do motor.

O estabilizador horizontal, no qual está fixado o profundor, tem o efeito de manter o equilíbrio ou neutralidade da aeronave em relação ao horizonte, ou seja, tem o efeito de manter a sua atitude (não confundir com altitude) inalterada, seja ela qual for, desde que haja potência / empuxo suficiente. A asa está localizada no chamado centro de gravidade da aeronave, mas somente ela não é suficiente para manter a estabilidade e o controle da aeronave, salvo em algumas raras exceções, como o caso do sofisticadíssimo e caríssimo avião bombardeiro americano Northrop B2, que é um caso à parte.

Na verdade, esse centro de gravidade passa por pequenas variações o tempo todo durante o voo, seja pelo consumo contínuo de combustível, movimento dos passageiros no corredor do avião e aumento ou diminuição da potência dos motores, variações que são corrigidas por meio do estabilizador horizontal, do profundor e do trim. Mas para evitar complexidade desnecessária aqui, neste texto, basta que o leitor leigo entenda que a principal peça responsável por controlar o avião durante o voo, levantando o seu nariz ou baixando o seu nariz, é o profundor.

O profundor produz força aerodinâmica para baixo ou para cima na cauda do avião, o que tem como consequência o levantamento ou o abaixamento do nariz do avião, respectivamente. A força para baixo aplicada na cauda é maior quando o profundor levanta, o que levanta o nariz do avião, e a força para cima na cauda é maior quando o profundor abaixa, baixando o nariz do avião. Esse efeito ocorre porque o profundor altera o angulo de ataque do estabilizador horizontal.

Quando o profundor baixa ele produz uma sustentação extra na parte detrás do avião, pois ele desvia o fluxo de ar para baixo, provocando uma reação contrária, diretamente correspondente à Lei da Ação e Reação de Newton, o que faz o nariz do avião baixar, e quando o profundor levanta ocorre o contrário, ele produz uma força para baixo na cauda do avião, provocando o levantamento do nariz do avião.

Quando o piloto quer decolar o avião ele puxa o manche ou o sidestick para trás, o que aumenta o coeficiente de sustentação, de forma que a aeronave decole, já que tem velocidade suficiente para decolar. O aumento do ângulo de ataque (nariz par cima) faz a aeronave ganhar sustentação em sua asa, que é, logicamente, a principal parte aerodinâmica da aeronave, a principal responsável pela sustentação.

EIXOS

Em todos os modelos de aviões existem três eixos imaginários de movimentação:

Eixo longitudinal, que é uma linha imaginária que cruza o avião desde a cauda até o nariz;
Eixo lateral ou transversal, que é uma linha imaginária que cruza o avião de uma extremidade à outra da asa;
Eixo central, que é uma linha imaginária que atravessa o avião verticalmente de cima para baixo;

Essas três linhas imaginárias cruzam-se no centro de gravidade do avião.

EIXO LONGITUDINAL

O eixo longitudinal é aquele que passa pela fuselagem de um avião, do nariz até a sua cauda. Quando em voo o piloto movimenta o manche ou sidestick para os lados e o avião faz um movimento correspondente, girando lateralmente em torno do eixo longitudinal, ou seja, baixando uma das asas, movimento conhecido por rolamento ou rolagem. Por exemplo, se o piloto faz um movimento horário no manche então imediatamente a asa direita baixa. As superfícies aerodinâmicas que atuam para execução desse movimento são denominadas de ailerons, estando geralmente situadas na bordo de fuga de cada uma das asas. Cada asa tem dois bordos, o bordo de ataque ou leading edge (na frente) e o bordo de fuga ou trailing edge (atrás). Em alguns casos, há a junção dos ailerons com os flaps, designando-se flaperons.

EIXO LATERAL OU TRANSVERSAL

O eixo lateral ou transversal é aquele que passa pela asa de um avião, de ponta a ponta, no mesmo sentido das longarinas das asas. Quando em voo o piloto movimenta o manche ou o sidestick para frente ou para trás e o avião faz um movimento correspondente, levantando ou baixando o seu nariz, movimento conhecido por arfagem ou tangagem. Quando o avião levanta o nariz diz se que ele está cabrando e quando baixa o nariz ele está picando, portanto cabrar é levantar o nariz e picar é baixar o nariz. Por exemplo: Quando o piloto faz o movimento de empurrar o manche então imediatamente o nariz do avião baixa.

O movimento para frente do manche atua no eixo lateral da aeronave, baixando o nariz, e o movimento contrário no manche levanta o nariz. A superfície aerodinâmica de controle de voo que atua para execução deste movimento é o profundor, fixado no estabilizador horizontal, mas há casos em que esse movimento é realizado pelo stabilator, em que o estabilizador horizontal e o profundor deram lugar a uma só peça, que se movimenta por completo. Este é o caso do Piper Seneca e do Piper Saratoga, dois modelos de aviões bem comuns no Brasil, inclusive.

Há ainda outras exceções, como no caso do caça militar Saab Gripen NG, operado atualmente pela FAB - Força Aérea Brasileira, pois ele não possui profundor. Neste caso, especificamente, o projeto contempla a fixação de canards, que são superfícies aerodinâmicas de controle de voo localizadas na parte da frente da fuselagem, embora, na prática, tenha a mesma função do profundor.

EIXO CENTRAL

Além dos manches e dos sidesticks existem também outros controles diretamente relacionados às superfícies aerodinâmicas de controle de voo do avião, são os pedais, geralmente ligados ao leme, conhecido também como deriva, por sua vez fixado no estabilizador vertical da empenagem. Por exemplo: Quanto o pedal direito é pressionado pelo piloto o leme de direção faz um movimento correspondente, também para a direita, o que resulta num movimento para a direita do nariz do avião.

O movimento que o avião faz para a direita ou para a esquerda é chamado de guinada, mas é bom ressaltar aqui que para tornar as curvas mais eficientes, geralmente os pilotos usam também os movimentos de rolamento e de arfagem, todos os três combinados. Assim, se o piloto quer fazer uma curva para a direita, por exemplo, ele combina três movimentos, simultâneos, pressionando o pedal direito, puxando levemente o manche para trás e fazendo um movimento horário no manche. Parece complicado, mas pra quem já está acostumado com esses movimentos é algo natural, como se fosse andar de bicicleta, depois que aprende não esquece.

VEJA TAMBÉM

REFERERÊNCIAS E SUGESTÃO DE LEITURA

Wikipédia: https://pt.wikipedia.org/wiki/Profundor

Gold Virtual / YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=BIMQVE3QF-w

Textron Aviation (divulgação): Imagem

Piper Aircraft (divulgação): Imagem

Wikimedia: Imagem

Pinterest: Imagem

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