© 1996 - EDUARDO "BEZÃO"
- "Speed-to-Fly"???
Mas, afinal, o que é isto, que tem um monte de gente falando?
Esta teoria nasceu no mundo dos planadores, nos anos 50. Seu criador foi o Dr. Paul MacCready, o mesmo
gênio que criou o Gossamer Condor e o Gossamer Albatross (aeronaves movidas a propulsão humana) e
também o Solar Challenger (aeronave movida a energia solar). Sua apresentação ao mundo da teoria de Speedto-
Fly foi vencer o campeonato mundial de vôo à vela, em 1954.
Apesar de derivada dos planadores, esta teoria pode ser aplicada com sucesso também no vôo livre, incluindo
os paragliders. A compreensão dos princípios de Speed-to-Fly é fundamental, hoje em dia, para pilotos de crosscountry
e de competição. Basta dar uma olhada nas melhores colocações das provas de qualquer campeonato,
em qualquer lugar do mundo. Já se foi o tempo em que bastava ter este ou aquele modelo de asa para garantir a
vitória num campeonato, ou um recorde de distância. Os projetos dos modelos de competição chegaram a um
ponto onde para se obter mais performance, de maneira significativa, é preciso sacrificar demais a
manobrabilidade e a segurança, ou então transformar a asa numa asa rígida.
Até que apareça um projeto revolucionário (como a Comet, no início dos anos 80), que reúna segurança,
manobrabilidade e performance excepcionais, todas as asas seguras no mercado estarão "niveladas" em termos
de performance máxima.
No vôo livre, existem dois fatores fundamentais para o sucesso: tomar as decisões certas, na hora certa, e a
performance de planeio. A teoria de Speed-to-Fly pode melhorar significativamente o segundo fator, até 10% em
termos de planeio e 15% em velocidade, para asas delta. Alguns iluminados, como Larry Tudor e John Pendry, já
nascem com esta teoria no cérebro (mais ou menos como alguns computadores saem de fábrica com softwares
pré-instalados na memória) e a usam intuitivamente. O resto de nós, pobres mortais, tem que se debruçar nos
livros e aprender a teoria.
Duas notícias, uma boa e outra ruim: a ruim é que a aplicação de Speed-to-Fly envolve teoria e cálculos
matemáticos, apesar de não requerer maiores conhecimentos do que os do 2o grau. A notícia boa é que
estamos no final do século XX, e a miniaturização e queda de preço cada vez maior dos microprocessadores
eletrônicos torna disponíveis computadores de vôo cada vez mais potentes e acessíveis. Assim, pelo menos a
parte dos cálculos pode ficar com eles.
A base da teoria do Dr. MacCready é a seguinte: Para cada condição de lift, descendente, ou vento, existe uma
velocidade específica para se conseguir o melhor planeio sobre o solo; e existe também uma velocidade
específica para se conseguir a melhor (maior) velocidade média de cruzeiro. Este artigo é dividido em três
partes. Na primeira, vamos cobrir apenas o primeiro ítem (melhor planeio sobre o solo). O segundo ítem, melhor
velocidade média, será explorado na próxima edição do Sky News. A terceira parte vai falar de cálculos para
otimizar o planeio final em competições e cross-country.
Para compreender e aplicar adequadamente a teoria de MacCready, nós teremos que fazer uma pequena
análise matemática da performance de uma asa delta - sem equações, apenas alguns gráficos. A falta de espaço
disponível me obriga a ser um tanto superficial, mas isto também evita que este artigo se torne demasiadamente
comprido e chato de ler. Para os interessados, no final são fornecidas diversas referências bibliográficas.
A falta de espaço disponível impede também a inclusão de diversos gráficos, como seria necessário. Assim, eu
bolei um método interativo, onde o leitor, usando uma régua, lápis e borracha vai preenchendo o gráfico da figura
1 e acompanhando a explicação, o que também facilita a compreensão dos conceitos apresentados. Minha
sugestão é fazer cópias (de preferência ampliadas) da figura 1 e rabiscar à vontade sobre elas, para não
estragar a revista e poder depois rever algum ponto não entendido.
A POLAR
A aplicação da teoria de MacCready requer uma "polar" da asa na qual estamos voando. A figura 1 mostra uma
polar típica de uma asa delta de alta performance com kingpost. Foi incluída também uma polar de paraglider de
alta performance. Uma polar é basicamente a curva da razão de afundamento da asa (m/s) em função da
velocidade de vôo (Km/h). O ponto de estol fica no limite esquerdo da curva (é a menor velocidade de vôo
possível). O mínimo afundamento é o ponto mais alto da curva (a menor razão de afundamento). O L/D máximo
é representado pelo ponto de tangência da reta, que passa pela origem (O), com a curva polar, como mostrado.
Veja no eixo das velocidades, em que ponto isto ocorre (44 Km/h para uma asa delta). Muitos pilotos olham para
este gráfico e chegam à seguinte conclusão:
- "Ãããhhnnn... quer dizer então, que tudo que eu tenho que fazer é descobrir esta velocidade e usá-la sempre
que eu quiser o melhor L/D sobre o solo, certo? ".
- Errado! Isto é verdade apenas enquanto não existe movimentação do ar, ou seja, na mais completa merreca.
Por exemplo, imagine-se voando contra um vento frontal de 44 km/h. Você deseja obter o melhor L/D sobre o
solo, então acelera para 44 km/h (sua velocidade de melhor L/D, de acordo com o gráfico). É fácil deduzir o que
aconteceria: apesar de estar na sua velocidade de melhor L/D, seu planeio em relação ao solo não seria melhor
do que o de um tijolo jogado da rampa. Para melhorar seu planeio sobre o solo, você terá que acelerar. Em
relação ao ar, você estaria no melhor L/D, mas de que isto adiantaria, se você estivesse baixo, sobre aquele sítio
cujo dono tem quatro dobermanns, cria jacarés de estimação e odeia invasores?
Movimentos do ar (térmicas, descendentes, vento) provocam deslocamentos na sua polar, em relação ao solo.
Por exemplo: num vento frontal de 20 km/h, todos os pontos da sua polar, em relação ao solo, seriam
deslocados para a esquerda em 20 km/h. Seria um tanto trabalhoso desenhar a curva novamente 20 km/h para a
esquerda; é mais fácil "deslocarmos" a origem (O) para a direita, o que produz o mesmo efeito (ponto OF).
Desenhe uma reta, passando pela nova origem (OF) e tangente à polar desejada (asa ou paraglider). Passe
outra reta vertical, pelo ponto de tangência da reta na curva, até o eixo das velocidades. Você acabou de
descobrir sua velocidade de melhor L/D sobre o solo para um vento frontal de 20 Km/h. Note que ela é maior que
a sua velocidade de melhor L/D com ar calmo.
O mesmo princípio se aplica a vento de cauda (uma situação mais comum, em cross-country). Num vento de
cauda de 20 km/h, todos os pontos da curva se deslocam 20 km/h para a direita, em relação ao solo.
Novamente, nós podemos facilitar as coisas, deslocando a origem 20 km/h para a esquerda (ponto OC).
Desenhe uma reta, passando pela nova origem (OC) e tangente à polar. Passe outra reta vertical pelo ponto de
tangência da reta na curva, até o eixo das velocidades. Você acabou de descobrir sua velocidade de melhor L/D
sobre o solo para um vento caudal de 20 Km/h. Note que ela é menor que a sua velocidade de melhor L/D com
ar calmo.
Numa descendente de 2 m/s, todos os pontos da curva se deslocam para baixo 2 m/s. Deslocando nossa origem
2 m/s para cima, encontramos o ponto OD. Desenhe outra reta, passando pela nova origem (OD) e tangente à
polar. Repita os passos anteriores e você encontrará sua velocidade de melhor L/D para uma descendente de 2
m/s. Note que ela é maior que a sua velocidade de melhor L/D com ar calmo.
Parece meio estranho pensar em melhor L/D no lift, mas imagine-se seguindo abaixo e na mesma direção de
uma cloud street. No lift, os pontos da curva se deslocam para cima. assim, podemos também deslocar nossa
origem para baixo e encontrar a velocidade de melhor L/D sobre o solo para qualquer ascendente, que será
sempre menor que a sua velocidade de melhor L/D em ar calmo. O limite, lógico, é a sua velocidade de estol.
Resumindo:
· Com vento frontal, ou numa descendente, a velocidade para melhor planeio sobre o solo é sempre
maior que a velocidade de melhor planeio em ar calmo.
· No lift, ou com vento de cauda, a velocidade para melhor planeio sobre o solo é sempre menor que a
velocidade de melhor planeio em ar calmo.
Na vida real, entretanto, o que sempre acontece é uma combinação das condições apresentadas. Vamos
examinar no nosso gráfico uma situação comum no planeio entre térmicas: vento caudal de 10 Km/h, juntamente
com uma descendente de 2 m/s. Neste caso, todos os pontos da curva ficam deslocados 10 Km/h para a direita
e 2 m/s para baixo. Usando o mesmo raciocínio dos casos anteriores (deslocando a origem), nós vamos
encontrar a nova origem OX. Desenhe a partir do ponto OX uma reta tangente à polar e você vai encontrar a
velocidade para melhor L/D sobre o solo, nestas condições. Funciona da mesma maneira para qualquer
combinação de condições.
O ANEL DE VELOCIDADES
Todo mundo sabe que se deve acelerar na descendente e desacelerar no lift - a teoria de MacCready nos mostra
o quanto. Além disto, o Dr. MacCready fez os cálculos para diversas potências de ascendentes e descendentes,
marcou as velocidades ideais correspondentes num anel e fixou-o em volta do mostrador do seu variômetro (os
leitores interessados devem procurar a bibliografia para maiores detalhes sobre a sua construção). Assim,
quando a agulha do vário indicasse uma descendente de, por exemplo, 2 m/s, ela também apontaria no anel a
velocidade ideal para esta descendente. O piloto precisaria simplesmente ajustar sua velocidade de vôo à
velocidade indicada pela agulha do vário no anel, para conseguir o melhor planeio sobre o solo. Isto em qualquer
posição indicada pela agulha (na parte II deste artigo, nós veremos com mais detalhes como utilizar um anel de
MacCready).
Os anéis de MacCready são um meio de vida no mundo dos planadores. Os ganhos no planeio e na velocidade
média não apenas vencem campeonatos, mas também permitem ao piloto cobrir uma distância maior, no
limitado tempo útil das térmicas durante o dia. Alguns pilotos de asa delta também usam estes anéis. O maior
inconveniente é que é preciso ficar o tempo todo olhando para os instrumentos e "caçando" a agulha, durante o
planeio. Outro inconveniente é que eles informam apenas a velocidade ideal em função de lift, ou descendentes.
O fator "vento" tem que ser compensado pela intuição do piloto, tornando-se ainda mais complicado, caso o
vento esteja em ângulo.
SPEED DIRECTORS
Diversos fabricantes de instrumentos de vôo para planadores produzem variômetros acoplados a unidades
chamadas Speed Directors (diretores de velocidade). Para nossa felicidade, a miniaturização cada vez maior dos
microprocessadores eletrônicos permitiu a sua introdução no mercado do vôo livre, a preços cada vez menores.
Estes dispositivos possuem a polar da asa gravada eletronicamente e lêem os sinais do vário e do indicador de
velocidade de vôo, calculando constantemente a velocidade ideal e indicando-a através de sinais sonoros. Existe
uma faixa de velocidade, regulável, chamada dead band, no centro da qual fica a velocidade ideal calculada. Se
a sua velocidade de vôo estiver acima desta faixa, o aparelho diz para desacelerar, através de um sinal sonoro;
abaixo da faixa, ele diz para acelerar, com outro sinal sonoro. A idéia é manter o aparelho "quieto", para se
conseguir o melhor planeio sobre o solo. Com este tipo de dispositivo, não é mais necessário ficar com os olhos
grudados no vário o tempo todo, o que permite ao piloto prestar mais atenção a todos os sinais de lift durante o
planeio.
Alguns modelos podem ser acoplados (hardware e software) a outra pequena maravilha deste final de século - o
GPS - permitindo agora incorporar aos cálculos também o fator vento (movimentação horizontal) e assim calcular
a velocidade ideal para qualquer condição em que você estiver voando, compensando largamente as
desvantagens dos anéis.
Estes computadores de vôo possuem dois modos de operação: modo vário e modo planeio. No modo vário, o
instrumento funciona da mesma maneira que qualquer variômetro que você conhece. No modo planeio, em vez
de sinal sonoro de lift ou descendente, ele emite dois sinais distintos, um para acelerar e outro para desacelerar -
o resto continua igual. O piloto decide a hora do planeio e altera o modo de operação do aparelho, de acordo
com sua conveniência. Pelo menos um modelo no mercado possui opção de chaveamento automático, mudando
para o modo vário após perceber lift, ou para o modo planeio após algum tempo fora do lift. Entretanto, não é tão
simples quanto parece:
"PRIMAVERA DE 1995: Eu e um amigo chegamos ao topo de uma térmica, a 1.000 metros acima da decolagem
de Torrinha (SP), num dia de térmicas fracas. Jogamos para trás da encosta praticamente ao mesmo tempo - eu
com um computador de vôo com speed director e ele com um equipamento comum. Imediatamente, eu mudei
manualmente para modo planeio e segui acelerando e desacelerando, conforme o sinal do aparelho,
conseguindo performance de planeio superior à do meu amigo, mesmo apesar de estar com uma asa de
performance inferior. Depois de 12 Km, eu estava me segurando baixo, numa merrequinha de lift, o que
acabou por resultar em pouso num pasto ao lado da estrada, onde minha namorada já estava esperando. Ao
desengatar, vejo meu amigo passando alto sobre mim, na direção que tínhamos combinado.
O que aconteceu, foi que em determinado momento do planeio, o speed director disse para eu desacelerar - eu
desacelerei; ele disse para desacelerar mais, e assim eu fiz, como um robô, voando em linha reta, sem pensar
no que estava fazendo.
O que faltou, no caso, foi um pouco de raciocínio da minha parte - volte ao gráfico e veja o que acontece com a
velocidade de melhor planeio sobre o solo, quando o computador de vôo encontra uma térmica, mesmo que seja
fraca.
É, eu passei direto por uma térmica (!), que meu amigo aproveitou e eu não. Desmontei a asa e seguimos atrás
dele, que pousou 45 Km depois. Foi uma lição memorável, que teve dois resultados imediatos:
1. Eu passei a usar somente o chaveamento automático, desde então.
2. Meu amigo comprou, pouco depois, um computador de vôo igual ao meu.
Na segunda parte deste artigo, falaremos sobre a outra aplicação da teoria de Speed-to-Fly, que é a melhor
(maior) velocidade média de cruzeiro no cross-country. Na terceira e última parte, falaremos sobre cálculos para
a otimização do planeio final. Sugestão: guarde esta primeira parte do artigo, pois ela é a base para a
compreensão dos conceitos apresentados a seguir.
UMA ADVERTÊNCIA: Computadores de vôo com speed directors vão induzí-lo a voar em velocidades altas
demais e/ou baixas demais, o que pode comprometer seriamente a sua segurança no esporte. Estes
instrumentos não sabem NADA (ainda) sobre a velocidade de estol, velocidade máxima para turbulência, ou Vne
(velocidade para nunca ser excedida) da sua asa, e vão dizer a você para operar além destes limites. Eles
podem também dizer a você para desacelerar de maneira perigosa. É DA INTEIRA RESPONSABILIDADE DE
CADA PILOTO CONHECER OS LIMITES DO SEU EQUIPAMENTO, E PERMANECER DENTRO DELES.
Este artigo tem caráter apenas informativo - pretende apenas dar uma visão geral e não esgota, de maneira
alguma, o assunto. Para aqueles interessados em usar a teoria de Speed-to-Fly para melhorar sua performance
no vôo livre, recomenda-se enfaticamente o estudo prévio da bibliografia abaixo.
