Aerodinâmica Parte II

Se fizermos deslocar um corpo com o formato da asa de um avião (convexo por cima e côncavo por baixo), no seio do ar, acontece o seguinte:

 

  • parte de cima, pelo facto de oferecer maior escoamento, ganha menor pressão.
  • a parte de baixo, mais côncava e de mais difícil escoamento, ganha maior pressão.

Então o que é que acontece a um corpo que sofre pressões diferentes em cada um dos lados?

... lembra-se do exemplo da parede durante a explicação do servo-freio...

Claro está! Tem de se deslocar no sentido da zona de menor pressão - pelo facto desta zona oferecer menor resistência.

Ora, numa asa de avião, como a pressão criada por debaixo da asa é maior que a criada em cima, obviamente que tem de aparecer uma força ascensional - chamada Força de Sustentação.

Mas os automóveis servem para voar ?

 

Então, é capaz de ser por causa deste fenómeno que os automóveis desportivos (caso da Fórmula 1) utilizam estabilizadores aerodinâmicos (designados por ailerons) que são exactamente o inverso do formato da asa de um avião – parte convexa para baixo e parte côncava para cima. Assim, a zona de maior pressão passa a ser a parte superior da asa - empurrando o carro contra o solo, oferecendo-lhe maior estabilidade.

Voltando aos automóveis tradicionais...

Porque é que a zona posterior (zona do óculo traseiro e da mala) do veículo não deve acabar abruptamente?

Porque o ar, ao escoar em volta da carroçaria, quanto mais se "agarrar" a ela, melhor escoamento tem e mais rapidamente se "vai embora".

Pelo contrário, se encontrar pontos de conflito, gera turbillhões que ficam ali a girar, dificultando o movimento do veículo.

Daqui se pode concluir que, se a carroçaria acabar abruptamente, o ar que vinha acompanhando a sua superfície, repentinamente descola, ficando em turbilhões logo atrás do veículo.

 

A esta zona (por detrás do veículo) onde o ar descola ficando em turbilhões, chama-se Esteira.

Os turbilhões criados nesta zona (esteira) criam uma força de oposição ao movimento do veículo - conhecida por Força de Arrasto.

 

Quanto maior a força de arrasto, menor a velocidade do veículo e maior o seu consumo.

Mas os automóveis têm de se aproximar do formato de uma asa (conhecido por perfil alar) para serem eficazes do ponto de vista aerodinâmico?

Não forçosamente! Desde que a carroçaria permita um escoamento fluído (de modo a que o ar não descole cedo demais) e a esteira criada não seja exagerada, podemos dar liberdade ao desenho do veículo. Uma vez desenhado o primeiro protótipo, é necessário sujeitá-lo a testes num túnel de vento para que o coeficiente de penetração seja "trabalhado" adequadamente.

 

Por outro lado, o produto [S.Cx] (multiplicação do coeficiente de penetração pela superfície frontal do veículo) também não deve ser exagerado. Um bom coeficiente aerodinâmico com uma grande superfície frontal, acaba por comprometer a aerodinâmica do veículo.

No princípio desta aprendizagem por parte dos construtores, boa parte dos veículos existentes no mercado eram muito arredondados - na altura comunicado como Design Bio, por utilizar o conceito da forma humana (bio = vida).

Mais tarde, com a crescente utilização dos túneis de vento e consequente aprendizagem nesta área, permitiu trabalhar outros aspectos melhoráveis na aerodinâmica dos veículos. E assim, começaram a regredir as carroçarias excessivamente redondas em detrimento de outros conceitos de forma inovadores e diferenciados.