Certa vez, um engenheiro chamado Otto Lilienthal proferiu esta frase: “É fácil inventar uma máquina voadora, difícil é construir uma. Fazê-la voar é tudo.”
Com base nesta frase, iremos falar sobre as máquinas de simulação realística de voo, os túneis de vento.
Um túnel de vento é uma instalação que tem por objetivo simular o efeito do movimento do ar, sobre ou ao redor de objetos sólidos, para estudos científicos de aerodinâmica. A partir dali, os engenheiros e cientistas podem atingir valores próximos à perfeição, quando se trata de aerodinâmica.
Podemos dizer que o primeiro túnel de vento foi inventado por um engenheiro militar e matemático, chamado Benjamin Robins, mas o primeiro túnel de vento fechado foi criado pelo inglês Francis H. Wenham, em 1871. Com essas criações, também surgiram as primeiras teorias sobre as forças que se exercem em um avião, e também, a origem do cálculo de coeficiente de arrasto de uma aeronave.
O NASA Ames Research Center, por exemplo, é o maior túnel de vento já construído, com incríveis 25 metros de largura, e 35 metros de altura, equivalente a um prédio de 13 andares. O Ames possui 6 estações de ventiladores, sendo que cada grupo está equipado com um motor de 22.500 CV, potência suficiente para fazer um ventilador de 15 pás, contendo 12 metros cada uma, gerar ventos de até 180 km/h.
Este túnel de vento é capaz de comportar aeronaves inteiras, para a realização de um teste mais detalhado e preciso. A partir destas informações recolhidas, os engenheiros conseguem determinar o comportamento de uma aeronave em todos os estágios do voo, como a hora da rolagem, subida, cruzeiro, descida e pouso.
Para a monitoração do fluxo de ar sobre o objeto, os cientistas podem utilizar:
- Fumaça;
- Sensores que avaliam os padrões de fluxo e separação do ar;
- Vapor, geralmente misturado em talco, ou argila com algum líquido de baixo valor latente de evaporação. Quando o vento é ligado, o pó lançado faz todo o caminho do fluxo de ar;
- Óleo, que quando aplicado sobre a superfície do objeto, pode mostrar claramente a transição laminar de um ar turbulento;
- Partículas de água, que geram um efeito de névoa que segue o fluxo do ar;
- Sublimação, com o auxílio de luzes estroboscópicas e câmeras de slow motion/stop-motion, para registrar com detalhe o fluxo do ar turbulento que, a olho nu, não passa de um borrão branco.
São muitas as formas, mas também existem túneis de vento supersônicos. No Brasil, por exemplo, podemos encontrar alguns túneis pequenos e médios na USP (Universidade de São Paulo), ITA (Instituto Tecnológico da Aeronáutica) e a UNIVAP (Universidade do Vale do Paraíba), todos na cidade de São Paulo. Também existem duas instituições com túneis de vento hipersônicos, capazes de atingir Mach. 20, o Túnel T3 do IEAv-DCTA e outro na UNIVAP.
Em 1950, alguns túneis supersônicos tiveram que ser equipados com uma casa acústica, devido a reclamações dos vizinhos sobre o barulho. Na época foi um grande desafio, já que deveriam fazer o ar fluir suavemente através dos cantos.
E por fim, temos os túneis de vento verticais, geralmente utilizados por paraquedistas, a fim de treinar técnicas, forças e movimentos no ar, mas também para realizar testes com objetos em queda, como por exemplo, lançamentos de equipamentos bélicos ou mantimentos para locais remotos.
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