Efeito do plano de asa
Compreender os efeitos de diferentes formas de plano de asa é importante ao aprender sobre o desempenho da asa e as características de voo do avião. Um planform é a forma da asa vista diretamente de cima e lida com o fluxo de ar em três dimensões. A relação de aspecto, a relação de conicidade e o sweepback são fatores no projeto planform que são muito importantes para a característica aerodinâmica geral de uma asa.
A relação de aspecto é a relação entre a envergadura da asa e a corda da asa. A relação de conicidade pode ser em forma de planta ou espessura, ou ambas. Em seus termos mais simples, é uma diminuição da raiz da asa para a ponta da asa na corda da asa ou na espessura da asa. Sweepback é a inclinação para trás de uma asa, cauda horizontal ou outra superfície de aerofólio.
Existem dois meios gerais pelos quais o projetista pode alterar a forma de plano de uma asa e ambos afetarão as características aerodinâmicas da asa. A primeira é efetuar uma mudança na proporção. A relação de aspecto é o principal fator na determinação das características tridimensionais da asa comum e sua relação sustentação/arrasto. Um aumento na razão de aspecto com velocidade constante diminuirá o arrasto, especialmente em altos ângulos de ataque, melhorando o desempenho da asa em atitude de subida.
Uma diminuição na proporção dará um aumento correspondente no arrasto. Deve-se notar, no entanto, que com o aumento da razão de aspecto há um aumento no comprimento do vão, com um aumento correspondente no peso da estrutura da asa, o que significa que a asa deve ser mais pesada para suportar a mesma carga. Por esta razão, parte do ganho (devido à diminuição do arrasto) é perdido devido ao aumento do peso, sendo necessário um compromisso no projeto para obter os melhores resultados dessas duas condições conflitantes.
O segundo meio de mudar a forma do plano é afunilando (diminuindo o comprimento da corda da raiz até a ponta da asa). Em geral, o afunilamento causa uma diminuição no arrasto (mais eficaz em altas velocidades) e um aumento na sustentação. Há também um benefício estrutural devido a uma economia no peso da asa.
A maioria dos aviões de treinamento e aviação geral são operados com altos coeficientes de sustentação e, portanto, exigem proporções comparativamente altas. Aviões desenvolvidos para operar em velocidades muito altas exigem maior limpeza aerodinâmica e maior resistência, o que exige baixas proporções. Razões de aspecto muito baixas resultam em altas cargas alares e altas velocidades de estol. Quando o sweepback é combinado com baixa proporção de aspecto, resulta em qualidades de vôo muito diferentes de uma configuração de avião de alta proporção mais convencional. Esses aviões requerem técnicas de vôo muito precisas e profissionais, especialmente em baixas velocidades, enquanto os aviões com uma alta proporção são geralmente mais tolerantes com técnicas impróprias do piloto.
A asa elíptica é a forma subsônica ideal, pois fornece um mínimo de arrasto induzido para uma determinada proporção, embora, como veremos, suas características de estol em alguns aspectos sejam inferiores às da asa retangular. Também é comparativamente difícil de construir. O aerofólio cônico é desejável do ponto de vista de peso e rigidez, mas novamente não é tão eficiente aerodinamicamente quanto a asa elíptica. A fim de preservar a eficiência aerodinâmica da asa elíptica, as asas retangulares e cônicas às vezes são adaptadas através do uso de torção da asa e variação nas seções do aerofólio até fornecer o mais próximo possível da distribuição de sustentação da asa elíptica. Embora seja verdade que a asa elíptica fornece os melhores coeficientes de sustentação antes de atingir um estol incipiente,
Em comparação, a asa retangular tem uma tendência a estolar primeiro na raiz da asa e fornece aviso de estol adequado, eficácia adequada do aileron e geralmente é bastante estável. É, portanto, favorecido no projeto de aviões de baixo custo e baixa velocidade.
