Os mistérios da relação Altura X Velocidade

Chamem-na como quiserem: curva altura X velocidade, curva do homem morto ou, até mesmo, envelope limitante de altura-velocidade, para aqueles que gostam dos termos mais sofisticados. A expressão “curva do homem morto” vem dos nossos irmãos da asa fixa, enquanto a indústria da aviação utiliza, geralmente, o simples termo “curva A/V”.

O interior da curva é a área onde será mais difícil ou quase impossível de fazer um pouso seguro, diante de uma falha no motor, caso você esteja nas mesmas condições representadas em relação à velocidade aerodinâmica e à altitude.

O diagrama A/V (altura-velocidade) é um elemento importante para a segurança dos helicópteros mas, infelizmente, é muitas vezes mal interpretado tanto pelos alunos quanto pelos instrutores. Vamos, então, dar uma olhada em como ela funciona e como se desenvolve.

Como ele funciona?

O diagrama Altura X Velocidade (curva) é um gráfico que mostra várias alturas acima do solo com a combinação de uma velocidade (indicada como velocidade aerodinâmica), onde a autorotação e o pouso bem sucedidos são ou não possíveis.

Esta combinação mágica de números produz duas regiões principais no gráfico; a área acima do joelho e a área abaixo do joelho. Estas áreas são o que, na verdade, formam grande parte da “curva”.  Durante a certificação inicial dos helicópteros, os pilotos de teste avaliam várias características do helicóptero que ajudam a determinar a curva A/V . Estes fatores incluem a resposta inicial dos helicópteros diante de uma perda de potência, o  desempenho da descida planada e as características e capacidades de pouso sem potência.

Um fato desconhecido por muitos é que o desenvolvimento da curva A/V e as suas combinações de números associados são baseados “na habilidade mínima do piloto”. Assim, em um mundo perfeito, isto significa que se o motor falhasse enquanto eu estivesse voando rápido (KIAS) e a esta altura, um piloto com “habilidades mínimas” deveria ser capaz de fazer uma autorotação com sucesso e, dando tudo certo, algum tipo de pouso.

Mas, como definimos o “nível mínimo de habilidade?”

Esta é uma pergunta que eu e muitos outros não podemos responder. Muitos concordarão que as normas atuais dos testes práticos estão, de certa forma, em falta e não têm cultivado as “habilidades mínimas” necessárias.

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Sem moleza, por favor.

Para entendermos melhor este dilema, vamos recapitular a sequência típica de um treinamento de autorotação. O instrutor pede para o aluno alinhar o helicóptero na pista para que a fase de recuperação de potência da autorotação ocorra o mais próximo possível da pista. Soa familiar? Você sabe que estou falando do “3, 2, 1, tirando o motor” e etc.

É a mesma coisa com uma autorotação de 180 graus, quando ensina-se para o aluno o momento de “falhar” o motor, baseando-se na força do vento de cauda, e de pousar no “local” dentro das normas dos testes práticos. Há algo realmente prático nisto?  E se a falha do motor ocorrer no mundo real e o único local que você tem está a 183 metros diretamente abaixo de você? Você conseguiria chegar lá? Com segurança? Ou então, o motor falha à noite nas mesmas condições e o único lugar que você tem para ir está diretamente abaixo de você ou na sua frente. Se existe algo sobre este artigo que você deve se lembrar é que as autorotações são como impressões digitais: não existem duas que sejam exatamente iguais.

Como ele se desenvolve?

Quando os pilotos de teste desenvolvem a Curva A/V para um helicóptero específico, a prova é feita em condições e ambientes muito bem definidos. Ela é realizada com o peso máximo de decolagem ao nível do mar, peso máximo fora do efeito solo (OGE) ou a uma altitude de densidade de 7,000 metros, com vento de 2 nós ou menos, e com a área de pouso configurada como uma superfície  pavimentada dura e lisa. Talvez esta ideia de “na pior das hipóteses” é o que ajuda a definir as elusivas “habilidades mínimas do piloto”, na esperança de que um piloto mediano não se encontrará, com frequência, nestas condições.

As referências da Administração Federal de Aviação (FAA) para a Curva A/V utilizadas durante a certificação.
As referências da Administração Federal de Aviação (FAA) para a Curva A/V utilizadas durante certificação.

Uma outra coisa importante de se mencionar é que quando a prova da curva A/V está sendo feita, ela é executada através do “recuo do manete de aceleração” e não através de um verdadeiro apagamento do motor. Como descrito pelo meu amigo, Pete Gillies, da Western Helicopters, “Existe uma grande diferença entre recuar o manete de aceleração para o ponto morto e um apagamento do motor.”

Em um dos meus helicópteros preferidos, o motor desenvolve, na verdade, entre 15 e 17 cavalos-vapor em ponto morto. Esta potência mínima pode fazer com que o arredondamento e a inclinação ocorram de forma muito mais fácil do que se o motor tivesse falhado completamente.

Por outro lado, os helicópteros com motor a pistão podem fornecer uma previsão mais realista daquilo que os pilotos podem vir a enfrentar diante de uma verdadeira falha de motor. Quanto aos helicópteros com motor a turbina, somente aqueles das famílias Lama, Alouette e Gazelle fornecem resultados parecidos com os helicópteros com motor a pistão, por causa das suas embreagens centrífugas.

O desenvolvimento da curva A/V  também inclui um “tempo de intervenção” que procura imitar o fator surpresa encontrado nas falhas reais de motor. Esta intervenção é medida em termos de segundos (ou menos ainda), dependendo de onde você estiver localizado na curva A/V. 

A certificação civil pede por uma intervenção de 1 segundo na área acima do joelho. Deste modo, em essência, durante a prova e a certificação, ao colocar o manete de aceleração em ponto morto, inicia-se a contagem de “mil e um”. As normas exigem que a mão do piloto esteja no controle cíclico e os pés nos pedais (o que parece razoável), porém não exigem que a mão do piloto  esteja no controle coletivo.

Estas normas devem ser aplicadas ao helicóptero básico certificado conforme as normas da FAR Part 27. Embora suponha-se que o piloto não tenha a sua mão sobre o controle coletivo acima do joelho, as normas exigem que a potência seja estabelecida para um voo a qualquer velocidade aerodinâmica especificada. As normas de certificação para as áreas abaixo do joelho não têm NENHUM fator de intervenção, pois entende-se que o piloto esteja em potência máxima ou de decolagem com os pés e as mãos sobre os controles.

Por que isso tudo é importante?

Então, como juntamos todo este conhecimento? Alguns concordam que não há nada necessariamente faltando na teoria de entrar e permanecer em autorotação, pois muitos conseguem realizar esta fase com segurança. A preocupação está nos princípios da autorotação mais avançada que estão sendo deixados de fora de muitos currículos, como o ensino de como chegar a um local com a velocidade aerodinâmica (e a rpm do rotor) variando enquanto em autorotação.

O que acontece entre o tempo de falha do motor e o momento em que o piloto inicia o arredondamento pode fazer toda a diferença. A opção de abaixar o controle coletivo tem sido martelada na cabeça dos estudantes desde o início e é, obviamente, algo crítico e necessário; no entanto, obter imediatamente o controle cíclico de volta é absolutamente crucial!

Como um piloto examinador vejo, com frequência, que os candidatos têm dificuldade de acertar o local de aterragem deles. Por qual motivo? A minha opinião subjetiva é que eles aprendem a entrar em autorotação em uma determinada situação a fim de acertarem o local.  Ao entrarem em autorotação, percebem que são pequenos ou grandes para o local e que a velocidade aerodinâmica e a rpm do rotor, que foram especificamente ensinadas, estão ficando criticamente baixas ou surpreendentemente muito altas.

Quem é o responsável por isso? O estudante? O instrutor? Ou o sistema? Afinal de contas, são as normas do teste prático (PTS) que ditam que os candidatos “estabelecerão as condições adequadas da aeronave e a velocidade aerodinâmica de autorotação, ±5 nós.”

Eu fico absolutamente surpreso de ver tanto os estudantes, quanto os pilotos e instrutores pensarem que algo ruim vai acontecer se a velocidade aerodinâmica de suas aeronaves cair abaixo da “velocidade aerodinâmica de autorotação recomendada”, durante a entrada inicial ou em algum momento abaixo do ponto alto do voo pairado e/ou acima do “joelho”.

E de onde surgiu esta mentalidade? Obviamente ela vem das PTS que ditam que o candidato manterá a melhor velocidade de autorotação dentro da tolerância estabelecida.

No entanto, é impróprio dizer isto, pois os velocímetros, geralmente, não são confiáveis durante a autorotação. No caso de uma falha no motor ou em uma prática de abordagem de autorotação em altitude de cruzeiro (acima ou no ponto alto do voo pairado na curva A/V), o que me preocupa de fato é conseguir um fluxo de ar ascendente através do disco rotor, servindo de força motriz e garantindo que as minhas rpm de rotor estejam onde devem estar.

No começo, eu não dava a mínima para a velocidade aerodinâmica. Porém, a velocidade aerodinâmica torna-se crucial antes do arredondamento ser iniciado por conta de um princípio sólido e muito importante: uma velocidade aerodinâmica baixa torna o arredondamento incrivelmente ineficaz.  Não estou sugerindo que virem pilotos de teste guerreiros nos fins de semana.

Não queiram encontrar a velocidade aerodinâmica mais baixa que você precisa no início do arredondamento. Saiba apenas que precisará de uma certa prática de velocidade aerodinâmica e isto é algo que você pode aprender com um instrutor apropriado.

Também leve em consideração o design do helicóptero; ao contrário das aeronaves de asa fixa, os helicópteros foram projetados para aterrissar verticalmente com pouco movimento horizontal para frente.

 Fonte: AOPA-Hover Power /Reportagem: Matt Johnson

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