Se o perfil de uma asa puxa um avião para cima, por que os aviões voam invertidos?

Normalmente, um aerofólio é otimizado para uma melhor eficiência de elevação / arrasto (L / D) para um determinado perfil de vôo (geralmente um compromisso). Como a maior parte do tempo para a maioria dos vôos invertidos não é um problema, você obtém um aerofólio que é otimizado para vôo vertical, e isso é melhor conseguido com geometrias assimétricas.

No entanto, dependendo do ângulo de ataque , qualquer aerofólio pode (e irá) gerar um aumento "negativo", somente muito menos eficientemente assim, do que para o regime otimizado, resultando em aumento de arrasto.

O ângulo de ataque desejado para aeronaves convencionais controladas aerodinamicamente é mantido pelo elevador. Para aerofólios simétricos comumente usados em aviões acrobáticos, o desempenho para vôo na vertical e invertido é bastante similar. Para 99% de todos os outros aerofólios, o vôo invertido irá funcionar até um certo ponto, dependendo da potência disponível, do CG, das forças máximas de levantamento e de leme disponíveis antes da parada. Como resultado, para algumas aeronaves, um vôo invertido estável não pode ser mantido, enquanto para outros poderia ser (mas com uma variação de penalidade de desempenho, velocidade de estol, etc). A possibilidade aerodinâmica do voo invertido é obviamente limitada por considerações estruturais e outras.

Essa relação entre a curvatura de uma asa e uma diferença de pressão em ambos os lados é freqüentemente parte da explicação do 'tempo de trânsito igual'; o ar no lado curvo tem que percorrer uma distância maior na mesma quantidade de tempo, portanto, vai mais rápido, o que leva a uma pressão mais baixa. Esta explicação é muito comum e completamente errada.

Em vôo normal, levantar o nariz faz a aeronave subir porque as asas encontram o ar em um ângulo mais inclinado; o elevador aumenta. Faz sentido girar as asas na direção oposta diminui a sustentação. De fato, aponte o nariz para baixo o suficiente e as asas não produzirão sustentação alguma. Além disso, a elevação gerada se torna negativa e as asas começarão a puxar a aeronave para baixo.

Durante nossa manobra hipotética, nossa atitude tem variado em cerca de 10 °. Isso não é exatamente voar de cabeça para baixo ainda, o lado curvo das asas estavam no topo o tempo todo. Se o elevador também estava apontando para cima ou não, dependia do ângulo em que as asas encontram o ar, o ângulo de ataque.

O mesmo vale para o vôo invertido. Se nos encontramos em uma atitude onde as asas estão nos puxando para baixo, levantamos o nariz. A princípio, a elevação descendente desaparecerá e, em ângulos de ataque mais altos, começará a apontar para cima e crescerá mais. Em velocidades e ângulos de ataque suficientes, temos sustentação suficiente para manter a altitude de cabeça para baixo.

Então, por que as asas precisam ser curvadas? Eles não. Asas planas também fornecem sustentação em ângulos diferentes de zero e são perfeitamente utilizáveis, mas não muito eficientes. Aerofólios com formato adequado criam mais sustentação e menos arrasto. Para descobrir por que, consulte uma explicação mais precisa de como os aviões realmente voam.

Resposta curta é essa explicação está errada . Como os aviões realmente geram sustentação é muito mais complicado.

O Princípio de Bernoulli (forma de aerofólio) é apenas uma das forças de elevação.

Igualmente importante é a deflexão (lei de Newton), e em aeronaves propulsoras, fluxo de ar acelerado.

O levantamento "newtoniano" é a reação ascendente da asa à sua deflexão descendente do fluxo de ar. A maneira mais eficiente de desviar a corrente de ar é uma aceleração gradual, realizada por uma superfície inferior côncava. A forma da superfície superior deve impedir a 'separação' prematura (caudal de vácuo caótico) do fluxo de ar superior. Uma asa simétrica ainda pode desviar o fluxo de ar, dependendo de seu ângulo de ataque; ele tem o mesmo levantamento e arrasta se está voltado para cima ou para baixo, o que não é tão eficiente quanto uma asa normal, mas melhor que uma asa normal invertida.