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[[Ficheiro:Airplane vortex edit.jpg|thumb|right|[[Vórtice]] criado pela passagem da asa do avião e revelado pela fumaça]]
'''Aerodinâmica''' é o estudo do [[movimento]] de [[fluido]]s [[gás|gasosos]], relativo às suas propriedades e características, e às [[força]]s que exercem em corpos sólidos neles imersos.

De uma forma geral, a aerodinâmica, como [[ciência]] específica, só passou a ganhar importância industrial com o surgimento dos [[avião|aviões]] e dos [[automóvel|automóveis]] pois estes precisavam se locomover tendo o menor atrito possível com o [[ar]] pois assim seriam mais rápidos e gastariam menos [[combustível]].

O estudo de perfis aerodinâmicos, ou [[aerofólio]]s, provocou um grande salto no estudo da aerodinâmica. Neste início o desenvolvimento da aerodinâmica esteve intimamente ligado ao desenvolvimento da [[hidrodinâmica]] que apresentava problemas similares, e com algumas facilidades experimentais, uma vez que já havia tanques de água circulante na época embora não houvesse túneis de vento. [[George Cayley]] é considerado o Pai da Aerodinâmica.

== Forças da aerodinâmica da aviação ==
[[Ficheiro:lift-force-pt.svg|thumb|Esquema das quatro forças da aerodinâmica, atuando na asa de um avião.]]
=== Peso ===
'''O [[peso]]''' é uma força que é sempre dirigida para o centro da [[terra]]: trata-se da força da [[gravidade]]. A magnitude desta força depende de todas as partes do avião, mais a quantidade de [[combustível]], mais toda a [[carga]] (pessoas, bagagens, etc.). O peso é gerado por todo o [[avião]]. Mas nós podemos simplesmente imaginá-la como se atuasse num único ponto, chamado [[centro de gravidade]]. Em [[voo]], o avião gira sobre o centro de gravidade, e o sentido da força do peso dirige-se sempre para o centro da terra. Durante um voo, o peso do avião muda constantemente à medida que o avião consome combustível. A distribuição do peso e do centro de gravidade pode também mudar, e por isso o piloto deve constantemente ajustar os controles, ou transferir o combustível entre os depósitos, para manter o avião equilibrado.

=== Sustentação ===
Para fazer um avião voar, deve ser gerada uma força para compensar o peso. Esta força é chamada [[Sustentação (aerodinâmica)|sustentação]] e é gerada pelo movimento do avião através do ar. A sustentação é uma força aerodinâmica ("aero" significa ar, e " dinâmica" significa movimento). A sustentação é [[perpendicularidade|perpendicular]] (em [[ângulo]] reto) à direção do escoamento incidente (vento). O escoamento incidente e o sentido/direção do voo não são necessariamente os mesmos, sobretudo em manobras. Tal como acontece com o peso, cada parte do avião contribui para uma única força de sustentação, mas a maior parte da sustentação do avião é gerada pelas [[asa]]s. A sustentação do avião funciona como se atuasse num único [[ponto]], chamado [[centro de pressão]]. O centro de pressão é definido tal como o centro de gravidade, mas usando a distribuição da pressão em torno de toda a aeronave, em lugar da distribuição do peso.No centro de pressão atuam somente forças.
Além do centro de pressão, outro ponto no aerofólio é de grande importância no projeto de uma aeronave: o [[centro aerodinâmico]]. Neste, além das forças, surge um momento chamado Momento de Arfagem. O coeficiente de momento de arfagem não varia quando variamos o [[ângulo de ataque]]. O coeficiente de momento é um coeficiente adimensional que qualifica e quantifica se, para certo aerofólio, há um momento picante ou cabrante sobre o engaste da asa. Este momento é fundamental, por exemplo, na determinação das cargas aerodinâmicas para definição da estrutura e para o projeto de sistemas de controle, como o profundor.

=== Arrasto ===
À medida que o avião se move através do ar, há uma outra força aerodinâmica presente. O ar resiste ao movimento do avião, e esta força de [[resistência]] é denominada [[arrasto]] (ou atrito). Tal como a sustentação, há muitos fatores que afetam a magnitude da força de arrasto, como a [[forma]] do avião, a viscosidade do ar e a [[velocidade]]. E tal como acontece com a sustentação, consideram-se usualmente todos os componentes individuais como se estivessem agregados num único valor de arrasto de todo o avião. O sentido da [[força de arrasto]] é sempre oposto ao sentido do vôo, e o arrasto atua através do centro de pressão.

Quando um avião aumenta o [[ângulo de ataque]], aumenta também a sustentação; mas há uma geração de gradientes de pressão adversos. A partir de um certo ângulo de ataque, estes gradientes de pressão adversos resultam no descolamento da camada limite, cuja geração de vórtices de von Kárman caracteriza o fenômeno conhecido como estol. No estol, perde-se sustentação, e o arrasto aumenta significantemente. É por este fato que, na fase de [[decolagem]] de um [[aeromodelo]], não se deve fazê-lo subir em ângulo muito acentuado. Algumas aeronaves, principalmente aquelas com projeto de cauda em T, correm o risco de sofrerem "deep stall" (estol profundo), pois a esteira gerada na asa durante o estol cobre o estabilizador horizontal, fazendo-a perder capacidade de controle e impedindo que a aeronave retorne para sua atitude inicial. Por este motivo, além disso, aeronaves acrobáticas devem possuir um projeto de empenagem que garanta a saída do estol e parafuso. Aeronaves com sistemas de controle mais complexos, como os caças e jatos comerciais, em geral possuem sistemas automáticos para proteção de estol, como o "shaker", o "Giardino", o "pusher" e os "winglets".

=== Empuxo ===
Para superar o arrasto, a maioria de aviões tem algum tipo de propulsão para gerar uma força chamada [[empuxo]]. A intensidade da força de empuxo depende de muitos fatores associados com o sistema de propulsão:
* O tipo de [[motor]];
* O número de motores;
* O ajuste da [[aceleração]];
* A hélice
* A velocidade.
O sentido da força de empuxo depende de como os motores estão colocados no avião. Na figura mostrada acima, dois motores a [[jacto]] estão posicionados sob as asas, paralelos à [[fuselagem]], com a força atuando ao longo da linha central da [[aeronave]]. Em alguns aviões (tal como o [[Harrier]]) o sentido do impulso pode ser orientado para ajudar o avião a descolar numa distância muito curta. Para os motores de jacto, pode parecer confuso considerar que a pressão do avião é uma reação ao gás quente que se escapa da [[turbina]]. O gás quente é expelido pela parte traseira, originando uma força de reação em sentido contrário: o empuxo. Esta [[ação]]-[[reação]] é explicada pela terceira lei do movimento formulada por [[Newton]].

Os motores mais conhecidos são os motores de [[explosão]] ([[Ciclo Otto]]) e os motores a jato ([[Ciclo Brayton]]). Mas também se utilizam motores [[eletricidade|elétricos]] e motores de [[foguete]]. Os motores elétricos e de explosão atuam usualmente por intermédio de [[hélice]]s. Os motores a jacto e de foguete atuam pela força da reação.

Um [[planador]] é um tipo especial de avião que não tem nenhum motor. Alguma fonte externa da potência tem que ser aplicada para iniciar o movimento. Os aviões de papel são um exemplo óbvio, mas há muitos outros tipos de planadores. Alguns planadores são pilotados e [[rebocamento|rebocados]] para o alto por um outro avião, e a seguir são deixados livres para deslizar em [[distância]]s longas antes de aterrar. Uma vez no alto, a [[energia cinética]] é responsável pelo impulso, mas ela para se manter gasta [[energia potencial]]. No entanto os planadores recorrem também a uma outra fonte de energia disponibilizada pela natureza: as correntes de ar ascendente que fazem o planador ou avião ganhar energia potencial sem perda de energia cinética e assim se manterem mais tempo no ar sem uso de motores.

== {{Ver também}} ==
* [[Mecânica dos fluidos]]
* [[Refrigeração a ar]]

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Aerodinâmica - Histórico de revisões

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