XCerrado 2014

Todo ano trazemos experiências diferentes de Jaraguá. Neste ano não teve recordes, confesso que voei pouco. Porém ampliei a rede de contatos, comprei jeans, comi pamonha e o famoso empadão de Itaberaí e claro reencontrei amigos que ao longo de 5 eventos são presenças confirmadas do XCerrado. 

Aqui deixo um pedido de desculpas para aqueles que me chamavam pelo nome e sobrenome e eu sequer sabia o nome de onde vinham ou os conhecia. Confesso que não tinha noção do quão longe iam os treinamentos, vídeos e as postagens do blog.

Quanto a foto aqui publicada (Airboysteam), para alguns pode não parecer muita coisa. Mas para aqueles que acompanham minha trajetória de querer mudar o jeito de pensar a navegação (independente de equipamento ou marca), tenho certeza que entenderão o quão significativa ela é. Eu “preá”, podendo trocar experiências e conhecimento com pilotos da elite do parapente mundial é algo que ainda difícil de assimilar.

Fica aqui o meu agradecimento a todos aqueles que pude compartilhar conhecimento e experiências.

Até o XCerrado 2015

CURVA POLAR #4 - Comparação entre Curvas Polares

Veremos nesta postagem, as vantagens de conhecer a curva polares dos equipamentos na hora de compará-los. Para tanto precisamos inserir mais um conceito chamado Razão de Planeio ou Eficiência que é a proporção do quanto avançamos em relação ao solo para cada unidade de afundamento.

Através do gráfico da Curva Polar de Velocidades é possível se obter as Razões de Planeio para cada Velocidade do equipamento traçando linhas retas entre a origem do gráfico e a velocidade desejada, conforme a Figura 1. Desta forma, é possível se observar a trajetória que a asa fará para diferentes posições do range de velocidade.

Figura1 - Eficiências de planeio para diferentes velocidades.

Peguemos então o exercício sugerido na postagem 2 onde compararmos velas com homologações EN-A e EN-C genéricas. Avaliando apenas as 4 principais velocidades (estol, menor afundamento, melhor planeio e velocidade máxima), é possível observar que:

- A vela A tem uma velocidade de Estol inferior a C o que aumenta a segurança passiva e colapsos por excesso de comando;

Figura 2 - Comparação de Eficiências de Planeio no Estol.

- A vela C tem uma velocidade Máxima Superior a da vela A e que seu rendimento quando acelerada é superior também. Isso justifica a dificuldade dos novatos utilizarem o acelerador pois decai bastando o rendimento de velas de baixa performance quando utilizando o acelerador.

Figura 3 - Comparação de Eficiências de Planeio na Velocidade Máxima.

- Embora o Menor Afundamento de ambas seja igual, as eficiências destas nesta Taxa de Afundamento são diferentes.

Figura 4 - Comparação de Eficiências de Planeio no Menor Afundamento.

- A melhor Eficiência de Planeio da vela C em relação a A pode ser observada quando avaliadas as rampas tangentes as Curvas Polares plotadas, e;

Figura 5 - Comparação de Eficiências de Planeio na Melhor Eficiência (L/D).

- Equipamentos de melhor performance aparentemente tendem a ter o final do gráfico menos curvo e mais alongado, havendo uma menor degradação da eficiência de planeio quando acelerados. Acredita-se que a inclinação do final do gráfico esteja associada principalmente ao arrasto induzido, uma vez que estamos tratando de baixos ângulos de ataque (alfa).

Mas como podem velas de Igual L/D serem tão diferentes quando estão em voo?

Lembre-se de que o melhor L/D (Lift/Drag) apenas representa inclinação da rampa de melhor eficiência em um ponto único da Curva Polar de cada equipamento. Desta forma, é possível que velas tenham diferentes eficiências quando aceleradas ou que o ponto de melhor eficiência ocorra em velocidades diferentes, bem como desempenhos dispares quando expostas a atitudes de voo diferenciadas (vento de cauda, contra, descendente, ascendente, etc...).

Observe na figura abaixo 3 velas de mercado com mesmo L/D, duas delas são EN-C e uma EN-B. Com base nos conceitos absorvidos até agora, qual destas 3 velas você compraria?

Figura 6 - Comparações entre Velas de mesma Melhor Eficiência (L/D).

CONCLUINDO... ANTES DE COMPRAR UMA NOVA VELA, PEDIRÁ A CURVA POLAR AO VENDEDOR?

Faremos uma breve pausa no assunto Curva Polar, para podermos dar início aos preparativos para o XCerrado 2014... Siga acompanhando e veja como utilizar recursos e otimizar seus voos utilizando o XCSoar e o LK8000 no voo de Cross Country.

CURVA POLAR #3 - Extraindo informações importantes da CP.

Agora que entendemos o que é e como é construída a Curva Polar de Velocidades, podemos analisar e interpretar algumas informações importantes que ela nos fornece. 

Figura 1: Estol, Menor Afundamento, Melhor Planeio e
Velocidade máxima.

Velocidade de Estol: Representado pelo início da curva, já observado em um post anterior, é a velocidade onde deixam de existir efeitos aerodinâmicos em voos. No parapente é caracterizada esvaziamento das células seguido de colapso. Desta forma podemos saber antecipadamente que Velocidade Indicada seria crítica ao conduzir o equipamento.

Velocidade de Menor Afundamento: caracterizado pelo ponto mais alto da Curva Polar, é a velocidade onde ocorre o menor afundamento, normalmente ocorre com os freios caçados (uma volta de linha na mão). Você deve estar pensando que esta é a velocidade para ser voada sempre pois afunda menos, ERRADO. Podemos estar afundando muito pouco e ao mesmo tempo avançando pouco, logo, não podemos confundi-lo com o melhor planeio da asa, veremos isso logo abaixo.

Velocidade Máxima: Representado pelo final da curva polar, também conhecida como "full speed" é a velocidade limíte do equipamento (no caso dos parapentes 100% acelerado) ou limite operacional VNE (nos planadores e asa).

Melhor Planeio (Best Glide): também chamado de Melhor Eficiência e confundido com o LD, é a velocidade onde a melhor razão Avanço/Afundamento  se iguala  a razão Arrasto (DRAG)/Sustentação(LIFT). Neste ponto temos a rampa mais longa de planeio desprezando a variável tempo. Pode-se encontrar este valor da na curva polar através de uma linha reta entre a origem do gráfico um ponto que tangencia a Curva Polar, conforme a Figura 2 e ocorre normalmente pilotando com mão alta ou levemente acelerado. Devem estar pensando agora, que esta é a velocidade a ser  voada sempre, correto? Não, veremos em uma postagem futura que para cada atitude de voo (ascendente, descendente, vento contra, a favor, etc...) existe uma melhor velocidade de planeio.

Figura 2 - Resumo de informações extraídas da Curva Polar.

Sabendo agora algumas das informações que nos traz a CPV, vamos na próxima postagem conhecer Rampas de Planeio e com isso, entender porque velas com mesmos valores nas tabelas podem ser tão diferentes em voo através da comparação de Comparação de Curvas polares.

CURVA POLAR #2 - Construção da CP

Continuação do estudo sobre Curva Polar de Velocidades iniciado na postagem anterior.

Antes de adentrarmos na construção do Graáfico da Curva Polar propriamente dito, precisamos entender alguns conceitos, siglas, definições e conversões abaixo listados:

-Velocidade Indicada (IAS - Indicated Air Speed), também conhecida de vento relativo ou velocidade ao ar, é a velocidade do equipamento em relação ao fluido ar.* 

* O correto seria utilizar a Velocidade Real (TAS - True Air Speed) que considera variações de densidade do fluido em função da altitude. Para fins didáticos e por voarmos em baixas altitudes podemos desconsiderar estas variações e trabalhar apenas com a Velocidade Indicada.

-Velocidade Horizontal, também conhecida como velocidade ao solo (GS - Ground Speed), é a velocidade do deslocamento da aeronave em relação ao solo, que é diferente da Velocidade Indicada quando temos a componente Vento. 

• Velicidade Horizontal (GS) é igual  a Velocidade Indicada (IAS) quando a Velocidade do Vento (WS) é ZERO (Figura 1).

• Quando o vento está de cauda, a Velocidade Horizontal (GS) é a soma da Velocidade Indicada (IAS) com a Velocidade do Vento (WS) (Figura 1).

• Quando o vento está contra, a Velocidade Horizontal (GS) é a Velocidade Indicada (IAS) subtraída da Velocidade do Vento (WS) (Figura 1).

-Velocidade de Estol, é a Velocidade Indicada mínima, onde deixam de existir efeitos aerodinâmicos em um perfil (para de voar). 

-Velocidade Máxima, é a Velocidade Indicada máxima alcançada pelo equipamento.

-Velocidade Vertical (VS), também conhecida como, climb, vário ou taxas de ascendente ou descendente, é a velocidade em relação ao eixo vertical.

- Taxa de Afundamento Mínima, é a menor Velocidade Vertical que um paraglider obtém, normalmente está próximo a 1m/s.

Atenção: para montagem dos gráficos e boa interpretação é necessário que estejamos trabalhando em unidades iguais de velocidades (vertical e horizontal) e para isto, estaremos utilizando o Sistema Internacional de Unidades (SI) com os valores de velocidade tratados em m/s (metros por segundo). Como normalmente os valores de Velocidades são fornecidos em Km/h devemos dividir este por 3,6 para ter a velocidade convertida para m/s. (36Km/h : 3,6 = 10m/s)

Já vimos no post anterior, que Curva Polar é um gráfico que correlaciona Velocidade Horizontal com Velocidade Vertical. Para construção deste, são anotados durante um voo em CONDIÇÕES ESPECIAIS (vento zero, pressão e temperatura controlados) em diferentes instantes do range de Velocidade Indicada (entre o Estol e a Máxima) a Velocidade Vertical  (afundamento) respectiva. Plotando estes pontos em um gráfico e unindo eles chegamos a uma linha curva e voilá, temos então a CP conforme a figura animada abaixo.

Para facilitar uma boa compreensão da construção da CP, foram reunidos dados fornecidos de diferentes equipamentos (parapentes e delta) apresentados na tabela abaixo. Sugere-se que sejam impressas a figura e tabela abaixo e sejam desenvolvidas as curvas manualmente com diferentes cores de canetas. Este gráfico, será bastante importante para futuras análises.

Na próxima postagem, serão analisados informações importantes extraidas a partir do gráfico da Curva Polar.

ATENÇÃO: Para aqueles que desejam coletar seus próprios valores, antes de sair por ai colhendo dados e distribuindo-os pela internet, deve-se ter em mente que são necessários inúmeros ensaios em condições controladas para que se tenha uma resposta significativa. Também, são necessárias coletas em velocidades próximas ao estol e máxima elevando o risco de potenciais colapsos e acidentes. Portanto, é recomendável solicitar ao fornecedor ou fabricante de equipamentos estas informações. Para os que ainda assim desejarem colher os dados, abordaremos o assunto em uma futura postagem.

CURVA POLAR #1 - O que é?

Figura 1 - Curva Polar de Velocidades (Fonte: Ynovar)

Alguns pilotos do parapente por não acreditarem ou entenderem seu funcionamento, dizem que não precisa, outros dizem que não da para voar sem... Já para os pilotos de planador é um mal necessário. Mas que bicho de sete cabeças é este? CURVA POLAR DE VELOCIDADES ou simplesmente CURVA POLAR. É um assunto que aparece nas listas de discussão do parapente de forma cíclica mas poucos o debatem ele a fundo, talvez porque demande um pouco de estudo para compreendê-lo. Infelizmente ou felizmente vem da dolorida Matemática, mas não se assustem, abordaremos passo-a-passo para deixar este assunto o mais atraente e interativo possível.

Nesta postagem e nas seguintes buscaremos desmistificar a CURVA POLAR e a real necessidade de entendê-la e utilizá-la de forma correta. Para tanto é necessário entendermos um pouco sobre o funcionamento do parapente e as variáveis que nos cercam. Também será interessante ter em mãos papel, régua  e canetas coloridas para realizar alguns exercícios propostos.

Figura 2 - Polar e as equações dela estraída.
Fonte: Flytec

Dá para voar sem entender o que é a tal da CURVA POLAR?

Sim, tanto que tem alguns pilotos de parapente recordistas nacionais e até mundiais que nem sabem do que se trata, apenas voam. Voam mais, porque intrinsecamente (ou intuição) eles aplicam todos esses conceitos que veremos a seguir, sem sequer entender porque freiam a vela nas ascendentes e aceleram nas descendentes.

Faz alguma diferença para eu que sou novato?

Sim. O comportamentos de voo para cada atitude é o que diferencia um preá, que por desconhecimento, na descendente freia  e na ascendente acelera ou nada disso faz, de um piloto intermediário que já faz diversas otimizações de forma automática. Portanto, conhecer o comportamento da vela e sua curva polar pode ser uma ferramenta importante no final do período de instrução para introduzir conceitos que melhoram o rendimento do voo. Desta forma evitamos que o aluno aprenda somente com os erros, o que dura cerca de 2 anos, até entender como fazer um prego durar uma eternidade.

Figura 1 - Comparação de Curvas Polares
(Fonte: Brauniger)

Então o que é a CURVA POLAR?

É um gráfico exclusivo para cada conjunto de equipamento de voo, gerado a partir da relação AVANÇO x AFUNDAMENTO, onde são plotados valores de afundamento para cada velocidade de voo do equipamento. Com isso é possível:

+ Comparar equipamentos de mesma categoria (resposta para velas com mesmo LD que são diferentes);

+ Extrair melhores velocidades para cada atitude de voo (Speed to Fly);

+ Obter a equação que correlaciona os pontos da curva, desta forma permite que softwares trabalhem a otimização estimando melhores rampas de planeio e alturas de chegada a um objetivo.

+ Estabelecer uma velocidade que compense o tempo parado subindo na próxima térmica (McCready).
+ E uma infinidade de outras coisas que veremos nas próximas postagens.