Avião: Fatores de Carga

Em aerodinâmica, o fator de carga máximo (em determinado ângulo de inclinação) é uma proporção entre sustentação e peso e tem uma relação trigonométrica. O fator de carga é medido em Gs (aceleração da gravidade), uma unidade de força igual à força exercida pela gravidade sobre um corpo em repouso e indica a força a que um corpo está submetido quando é acelerado. Qualquer força aplicada a uma aeronave para desviar seu vôo de uma linha reta produz um estresse em sua estrutura. A quantidade desta força é o fator de carga. Embora um curso de aerodinâmica não seja um pré-requisito para a obtenção da licença de piloto, o piloto competente deve ter uma sólida compreensão das forças que atuam na aeronave, o uso vantajoso dessas forças e as limitações operacionais da aeronave que está sendo pilotada. 

Por exemplo, um fator de carga de 3 significa que a carga total na estrutura de uma aeronave é três vezes seu peso. Como os fatores de carga são expressos em termos de Gs, um fator de carga de 3 pode ser chamado de 3 Gs, ou um fator de carga de 4 como 4 Gs.  

Se uma aeronave for puxada para cima de um mergulho, submetendo o piloto a 3 Gs, ele será pressionado contra o assento com uma força igual a três vezes seu peso. Como as aeronaves modernas operam em velocidades significativamente mais altas do que as aeronaves mais antigas, aumentando o potencial para grandes fatores de carga, esse efeito se tornou uma consideração primária no projeto da estrutura de todas as aeronaves.

Com o projeto estrutural da aeronave planejado para suportar apenas uma certa quantidade de sobrecarga, o conhecimento dos fatores de carga tornou-se essencial para todos os pilotos. Os fatores de carga são importantes por dois motivos:

1. É possível que um piloto imponha uma sobrecarga perigosa nas estruturas da aeronave.

2. Um fator de carga aumentado aumenta a velocidade de estol e possibilita estol em velocidades de vôo aparentemente seguras. 

Fatores de Carga no Projeto de Aeronaves  

A resposta para a pergunta “Quão forte uma aeronave deve ser?” é determinada em grande parte pelo uso a que a aeronave é submetida. Este é um problema difícil porque as cargas máximas possíveis são muito altas para uso em projetos eficientes. É verdade que qualquer piloto pode fazer um pouso muito duro ou um puxão extremamente acentuado de um mergulho, o que resultaria em cargas anormais. No entanto, essas cargas extremamente anormais devem ser descartadas um pouco se forem construídas aeronaves que decolam rapidamente, pousam lentamente e carregam cargas úteis. 

O problema dos fatores de carga no projeto de aeronaves se torna como determinar os fatores de carga mais altos que podem ser esperados em operação normal sob várias situações operacionais. Esses fatores de carga são chamados de “fatores de carga limite”. Por razões de segurança, é necessário que a aeronave seja projetada para suportar esses fatores de carga sem nenhum dano estrutural. Embora o Código de Regulamentos Federais (CFR) exija que a estrutura da aeronave seja capaz de suportar uma vez e meia esses fatores de carga limite sem falhas, é aceito que partes da aeronave possam dobrar ou torcer sob essas cargas e que alguns danos estruturais pode ocorrer. 

Este fator limite de carga de 1,5 é chamado de “fator de segurança” e fornece, até certo ponto, cargas superiores às esperadas sob operação normal e razoável. Esta reserva de força não é algo que os pilotos devam abusar deliberadamente; em vez disso, está lá para proteção ao encontrar condições inesperadas.

As considerações acima se aplicam a todas as condições de carregamento, sejam devido a rajadas, manobras ou pousos. Os requisitos de fator de carga de rajadas atualmente em vigor são substancialmente os mesmos que existem há anos. Centenas de milhares de horas de operação provaram que são adequadas para a segurança. Como o piloto tem pouco controle sobre os fatores de carga de rajadas (exceto para reduzir a velocidade da aeronave quando o ar agitado é encontrado), os requisitos de carga de rajadas são substancialmente os mesmos para a maioria das aeronaves do tipo aviação geral, independentemente de seu uso operacional. Geralmente, os fatores de carga de rajada controlam o projeto de aeronaves que são destinadas ao uso estritamente não acrobático.

Uma situação totalmente diferente existe no projeto de aeronaves com fatores de carga de manobra. É necessário discutir este assunto separadamente com relação a: (1) aeronaves projetadas de acordo com o sistema de categoria (ou seja, normal, utilitária, acrobática); e (2) projetos mais antigos construídos de acordo com requisitos que não previam categorias operacionais.

As aeronaves projetadas sob o sistema de categoria são prontamente identificadas por uma placa na cabine de comando, que indica a categoria operacional (ou categorias) na qual a aeronave está certificada. Os fatores de carga máxima de segurança (fatores de carga limite) especificados para aeronaves nas várias categorias são:

CATEGORIA: Normal ..... FATOR DE CARGA LIMITE:  3,8 a –1,52

CATEGORIA:  Utilidade (acrobacias leves, incluindo giros)  .....  FATOR DE CARGA LIMITE:  4,4 a –1,76

CATEGORIA:  Acrobático .....  FATOR DE CARGA LIMITE:  6,0 a –3,00

CATEGORIA:  Normal ( Para aeronaves com peso bruto superior a 4.000 libras, o fator de carga limite é reduzido. Às cargas limite fornecidas acima, um fator de segurança de 50 por cento é adicionado.)

Há uma graduação ascendente no fator de carga com o aumento da gravidade das manobras. O sistema de categorias prevê a máxima utilidade de uma aeronave. Se apenas a operação normal for pretendida, o fator de carga necessário (e consequentemente o peso da aeronave) é menor do que se a aeronave for empregada em treinamento ou manobras acrobáticas, pois resultam em cargas de manobra mais altas. 

Aeronaves que não possuem a placa de categoria são projetos que foram construídos sob requisitos de engenharia anteriores nos quais nenhuma restrição operacional foi dada especificamente aos pilotos. Para aeronaves deste tipo (até pesos de cerca de 4.000 libras), a força necessária é comparável às aeronaves de categoria utilitária atuais, e os mesmos tipos de operação são permitidos. Para aeronaves deste tipo acima de 4.000 libras, os fatores de carga diminuem com o peso. Essas aeronaves devem ser consideradas comparáveis ​​às aeronaves de categoria normal projetadas sob o sistema de categoria e devem ser operadas de acordo.

Fatores de carga em curvas íngremes 

A uma altitude constante, durante uma curva coordenada em qualquer aeronave, o fator de carga é resultado de duas forças: força centrífuga e peso. Para qualquer ângulo de inclinação, o ROT varia com a velocidade do ar – quanto maior a velocidade, mais lento o ROT. Isso compensa a força centrífuga adicional, permitindo que o fator de carga permaneça o mesmo.

A figura revela um fato importante sobre curvas - o fator de carga aumenta a uma taxa incrível depois que uma inclinação atinge 45° ou 50°. O fator de carga para qualquer aeronave em uma curva de nível coordenado a 60° de inclinação é de 2 Gs. O fator de carga em um banco de 80° é de 5,76 Gs. A asa deve produzir sustentação igual a esses fatores de carga se a altitude for mantida.

Deve-se notar a rapidez com que a linha que denota o fator de carga aumenta à medida que se aproxima da linha de inclinação de 90°, a qual nunca chega porque uma curva inclinada de 90° em altitude constante não é matematicamente possível. Uma aeronave pode ser inclinada a 90° em uma curva coordenada se não estiver tentando manter a altitude. Uma aeronave que pode ser mantida em uma curva de deslizamento inclinada de 90° é capaz de voar em linha reta. Em pouco mais de 80°, o fator de carga excede o limite de 6 Gs, o fator de carga limite de uma aeronave acrobática.

Para uma curva coordenada de altitude constante, a inclinação máxima aproximada para uma aeronave de aviação geral média é de 60°. Este banco e sua configuração de potência necessária resultante atingem o limite deste tipo de aeronave. Um banco adicional de 10° aumenta o fator de carga em aproximadamente 1 G, aproximando-o do limite de rendimento estabelecido para essas aeronaves.

Fatores de carga e velocidades de estol   

Qualquer aeronave, dentro dos limites de sua estrutura, pode ser estolada em qualquer velocidade do ar. Quando um AOA suficientemente alto é imposto, o fluxo suave de ar sobre um aerofólio se rompe e se separa, produzindo uma mudança abrupta nas características de voo e uma perda repentina de sustentação, o que resulta em estol.

Um estudo desse efeito revelou que a velocidade de estol de uma aeronave aumenta proporcionalmente à raiz quadrada do fator de carga. Isso significa que uma aeronave com uma velocidade normal de estol não acelerada de 50 nós pode ser estolada a 100 nós induzindo um fator de carga de 4 Gs. Se fosse possível para esta aeronave suportar um fator de carga de nove, ela poderia ser estolada a uma velocidade de 150 nós. Um piloto deve estar ciente do seguinte: 

• O perigo de estolar inadvertidamente a aeronave aumentando o fator de carga, como em uma curva acentuada ou em espiral; 

• Ao estolar intencionalmente uma aeronave acima de sua velocidade de manobra de projeto, um fator de carga tremendo é imposto.

As figuras mostram que inclinar uma aeronave acima de 72° em uma curva acentuada produz um fator de carga de 3, e a velocidade de estol aumenta significativamente. Se esta curva for feita em uma aeronave com velocidade normal de estol não acelerado de 45 nós, a velocidade no ar deve ser mantida acima de 75 nós para evitar a indução de estol. Um efeito semelhante é experimentado em uma subida rápida ou qualquer manobra que produza fatores de carga acima de 1 G. Essa perda de controle repentina e inesperada, particularmente em uma curva acentuada ou aplicação abrupta do controle do elevador traseiro perto do solo, causou muitos acidentes. 

Como o fator de carga é elevado ao quadrado à medida que a velocidade de estol dobra, cargas tremendas podem ser impostas às estruturas ao estolar uma aeronave em velocidades relativamente altas.

As informações a seguir se aplicam principalmente a aviões de asa fixa. A velocidade máxima na qual um avião pode ser estolado com segurança agora é determinada para todos os novos projetos.

Essa velocidade é chamada de “velocidade de manobra de projeto” (VA), que é a velocidade abaixo da qual você pode mover um único controle de voo, uma vez, até sua deflexão total, apenas para um eixo de rotação do avião (pitch, roll ou yaw) , em ar suave, sem risco de danos ao avião. O VA deve ser inserido no Airplane Flight Manual/Pilot's Operating Handbook (AFM/POH) aprovado pela FAA de todos os aviões recentemente projetados. Para aviões de aviação geral mais antigos, essa velocidade é aproximadamente 1,7 vezes a velocidade normal de estol. Assim, um avião mais antigo que normalmente estola a 60 nós nunca deve ser estolado acima de 102 nós (60 nós × 1,7 = 102 nós). Um avião com velocidade normal de estol de 60 nós estolado a 102 nós sofre um fator de carga igual ao quadrado do aumento da velocidade, ou 2,89 Gs (1,7 × 1,7 = 2,89 Gs). 

Como a alavancagem no sistema de controle varia de acordo com a aeronave (alguns tipos empregam superfícies de controle “balanceadas” enquanto outros não), a pressão exercida pelo piloto sobre os controles não pode ser aceita como um índice dos fatores de carga produzidos em diferentes aeronaves. Na maioria dos casos, os fatores de carga podem ser julgados pelo piloto experiente pela sensação de pressão do assento. Os fatores de carga também podem ser medidos por um instrumento chamado “acelerômetro”, mas esse instrumento não é comum em aeronaves de treinamento de aviação geral. O desenvolvimento da capacidade de julgar os fatores de carga a partir da sensação de seu efeito no corpo é importante. O conhecimento desses princípios é essencial para o desenvolvimento da capacidade de estimar fatores de carga.

Um conhecimento aprofundado dos fatores de carga induzidos pelos vários graus de inclinação e do VA auxilia na prevenção de dois dos tipos mais graves de acidentes: 

1. Paradas em curvas acentuadas ou manobras excessivas perto do solo 

2. Falhas estruturais durante acrobacias ou outras manobras violentas resultantes da perda de controle 

Fatores de carga e manobras de voo   

Os fatores de carga críticos se aplicam a todas as manobras de voo, exceto voo reto não acelerado, onde um fator de carga de 1 G está sempre presente. Certas manobras consideradas nesta seção são conhecidas por envolver fatores de carga relativamente altos. A aplicação completa dos controles de inclinação, rotação ou guinada deve ser limitada a velocidades abaixo da velocidade de manobra. Evite entradas de controle alternadas rápidas e grandes, especialmente em combinação com grandes mudanças de inclinação, rotação ou guinada (por exemplo, grandes ângulos de deslizamento), pois podem resultar em falhas estruturais em qualquer velocidade, inclusive abaixo de VA.

Voltas 

Fatores de carga aumentados são uma característica de todas as curvas inclinadas. Conforme observado na seção sobre fatores de carga em curvas acentuadas, os fatores de carga tornam-se significativos tanto para o desempenho de voo quanto para a carga na estrutura da asa à medida que a inclinação aumenta além de aproximadamente 45°.

O fator de rendimento do plano leve médio é alcançado em uma inclinação de aproximadamente 70° a 75°, e a velocidade de estol é aumentada em aproximadamente metade em uma inclinação de aproximadamente 63°.

Barracas

O estol normal inserido a partir de um voo reto e nivelado, ou uma subida reta não acelerada, não produz fatores de carga adicionais além de 1 G de voo reto e nivelado. À medida que o estol ocorre, no entanto, esse fator de carga pode ser reduzido a zero, o fator no qual nada parece ter peso. O piloto experimenta uma sensação de “flutuar livre no espaço”. Se a recuperação for efetuada movendo o controle do profundor para frente, podem ser produzidos fatores de carga negativos (ou aqueles que impõem uma carga nas asas e levantam o piloto do assento).

Durante o pull up após a recuperação do estol, às vezes são induzidos fatores de carga significativos. Estes podem aumentar ainda mais inadvertidamente durante mergulhos excessivos (e, consequentemente, alta velocidade no ar) e subidas abruptas para vôo nivelado. Um geralmente leva ao outro, aumentando assim o fator de carga. Puxões abruptos em altas velocidades de mergulho podem impor cargas críticas nas estruturas da aeronave e podem produzir estol recorrente ou secundário, aumentando o AOA para o de estol.

Como generalização, uma recuperação de um estol feita por mergulho apenas para velocidade de cruzeiro ou manobra de projeto, com um pull up gradual assim que a velocidade no ar estiver seguramente acima do estol, pode ser efetuada com um fator de carga não superior a 2 ou 2,5 Gs. Um fator de carga mais alto nunca deve ser necessário, a menos que a recuperação tenha sido efetuada com o nariz da aeronave próximo ou além da atitude vertical ou em altitudes extremamente baixas para evitar mergulhar no solo.

Rotaciona

Um giro estabilizado não é diferente de um estol em qualquer elemento que não seja a rotação e as mesmas considerações de fator de carga se aplicam à recuperação de giro que se aplicam à recuperação de estol. Como as recuperações de spin geralmente são efetuadas com o nariz muito mais baixo do que é comum em recuperações de estol, velocidades mais altas e, consequentemente, fatores de carga mais altos são esperados. O fator de carga em uma recuperação de rotação adequada geralmente é de cerca de 2,5 Gs. 

O fator de carga durante um giro varia com as características de giro de cada aeronave, mas geralmente encontra-se ligeiramente acima de 1 G de vôo nivelado. Há duas razões para isso:

1. A velocidade do ar em um giro é muito baixa, geralmente dentro de 2 nós das velocidades de estol não aceleradas. 

2. Uma aeronave gira, em vez de girar, enquanto está girando. 

Barracas de alta velocidade   

O avião leve médio não é construído para suportar a aplicação repetida de fatores de carga comuns a estol de alta velocidade. O fator de carga necessário para essas manobras produz um estresse nas asas e na estrutura da cauda, ​​o que não deixa uma margem razoável de segurança na maioria das aeronaves leves. 

A única maneira que este estol pode ser induzido a uma velocidade acima do estol normal envolve a imposição de um fator de carga adicional, que pode ser obtido por uma forte tração no controle do profundor. Uma velocidade de 1,7 vezes a velocidade de estol (cerca de 102 nós em uma aeronave leve com velocidade de estol de 60 nós) produz um fator de carga de 3 Gs. Apenas uma margem de erro muito estreita pode ser permitida para acrobacias em aeronaves leves. Para ilustrar a rapidez com que o fator de carga aumenta com a velocidade do ar, um estol de alta velocidade a 112 nós na mesma aeronave produziria um fator de carga de 4 Gs.

Chandelles e oito preguiçosos 

Um Chandelle é uma curva de escalada de desempenho máximo começando com um vôo aproximadamente reto e nivelado e terminando na conclusão de uma curva precisa de 180 ° em uma atitude de nariz alto e no nível das asas na velocidade mínima controlável. Nesta manobra de voo, a aeronave está em uma curva de subida íngreme e quase estola para ganhar altitude ao mudar de direção. Um oito preguiçoso deriva seu nome da maneira como o eixo longitudinal estendido da aeronave é feito para traçar um padrão de voo na forma de uma figura “8” deitada de lado. Seria difícil fazer uma declaração definitiva sobre os fatores de carga nessas manobras, pois ambas envolvem mergulhos suaves e rasos e pull-ups. Os fatores de carga incorridos dependem diretamente da velocidade dos mergulhos e da brusquidão das flexões durante essas manobras.

Geralmente, quanto melhor a manobra é realizada, menos extremo é o fator de carga induzido. Um candelabro ou um oito preguiçoso no qual o pull-up produz um fator de carga maior que 2 Gs não resultará em um ganho de altitude tão grande; em aeronaves de baixa potência, pode resultar em uma perda líquida de altitude.

O pull-up mais suave possível, com um fator de carga moderado, oferece o maior ganho de altitude em um candelabro e resulta em um melhor desempenho geral em ambos os candelabros e oitos preguiçosos. A velocidade de entrada recomendada para essas manobras é geralmente próxima à velocidade de manobra projetada pelo fabricante, o que permite o desenvolvimento máximo dos fatores de carga sem ultrapassar os limites de carga. 

Ar áspero  

Todas as aeronaves certificadas padrão são projetadas para suportar cargas impostas por rajadas de intensidade considerável. Os fatores de carga de rajada aumentam com o aumento da velocidade do ar, e a força usada para fins de projeto geralmente corresponde à velocidade de vôo de nível mais alto. Em ar extremamente agitado, como em tempestades ou condições frontais, é aconselhável reduzir a velocidade para a velocidade de manobra do projeto. Independentemente da velocidade mantida, podem ocorrer rajadas que podem produzir cargas que ultrapassam os limites de carga. 

Cada aeronave específica é projetada com uma carga G específica que pode ser imposta à aeronave sem causar danos estruturais. Existem dois tipos de fatores de carga considerados no projeto da aeronave: carga limite e carga final. A carga limite é uma força aplicada a uma aeronave que causa uma flexão da estrutura da aeronave que não retorna à forma original. A carga final é o fator de carga aplicado à aeronave além da carga limite e no ponto em que o material da aeronave sofre falha estrutural (quebra). Fatores de carga inferiores à carga limite podem ser sustentados sem comprometer a integridade da estrutura da aeronave.

Velocidades até, mas não excedendo, a velocidade de manobra permitem que uma aeronave estole antes de experimentar um aumento no fator de carga que excederia a carga limite da aeronave.

A maioria dos AFM/POH agora inclui informações de penetração de ar turbulento, que ajudam os pilotos de hoje a pilotar com segurança aeronaves capazes de uma ampla gama de velocidades e altitudes. É importante que o piloto lembre-se de que as velocidades máximas de mergulho de placa de “nunca excedidas” são determinadas apenas para ar suave. Mergulhos de alta velocidade ou acrobacias envolvendo velocidade acima da velocidade de manobra conhecida nunca devem ser praticados em ar agitado ou turbulento.  

Diagrama Vg

A força operacional de voo de uma aeronave é apresentada em um gráfico cuja escala vertical é baseada no fator de carga. O diagrama é chamado de diagrama Vg - velocidade versus cargas G ou fator de carga. Cada aeronave tem seu próprio diagrama Vg que é válido para um certo peso e altitude. 

As linhas de capacidade máxima de sustentação (linhas curvas) são os primeiros itens de importância no diagrama Vg. A aeronave na Figura é capaz de desenvolver não mais que +1 G a 64 mph, a velocidade de estol no nível da asa da aeronave. Como o fator de carga máximo varia com o quadrado da velocidade no ar, a capacidade máxima de sustentação positiva dessa aeronave é 2 G a 92 mph, 3 G a 112 mph, 4,4 G a 137 mph e assim por diante. Qualquer fator de carga acima desta linha não está disponível aerodinamicamente (ou seja, a aeronave não pode voar acima da linha de capacidade máxima de sustentação porque ela estola). A mesma situação existe para o voo de sustentação negativa, exceto que a velocidade necessária para produzir um determinado fator de carga negativo é maior do que para produzir o mesmo fator de carga positivo. 

Se a aeronave voar com um fator de carga positivo maior do que o fator de carga limite positivo de 4,4, são possíveis danos estruturais. Quando a aeronave é operada nesta região, pode ocorrer deformação permanente censurável da estrutura primária e uma alta taxa de dano por fadiga é incorrida. A operação acima do fator de carga limite deve ser evitada em operação normal.

Há dois outros pontos importantes no diagrama Vg. Um ponto é a interseção do fator de carga limite positivo e a linha de capacidade de elevação positiva máxima. A velocidade no ar neste ponto é a velocidade mínima na qual a carga limite pode ser desenvolvida aerodinamicamente. Qualquer velocidade do ar maior que esta fornece uma capacidade de sustentação positiva suficiente para danificar a aeronave. Por outro lado, qualquer velocidade no ar menor que esta não fornece capacidade de sustentação positiva suficiente para causar danos devido a cargas de voo excessivas. O termo usual dado a esta velocidade é “velocidade de manobra”, uma vez que a consideração da aerodinâmica subsônica poderia prever o raio de curva mínimo utilizável ou manobrabilidade para ocorrer nesta condição. A velocidade de manobra é um ponto de referência valioso, pois uma aeronave operando abaixo deste ponto não pode produzir uma carga de voo positiva prejudicial.

O outro ponto importante no diagrama Vg é a interseção do fator de carga limite negativo e a linha de capacidade máxima de sustentação negativa. Qualquer velocidade no ar maior que esta fornece uma capacidade de sustentação negativa suficiente para danificar a aeronave; qualquer velocidade do ar menor que esta não fornece capacidade de sustentação negativa suficiente para danificar a aeronave devido a cargas de voo excessivas. 

A velocidade limite (ou velocidade de linha vermelha) é um ponto de referência de projeto para a aeronave - esta aeronave está limitada a 225 mph. Se o vôo for tentado além da velocidade limite, danos estruturais ou falhas estruturais podem resultar de uma variedade de fenômenos.

A aeronave em voo está limitada a um regime de velocidades no ar e Gs que não excedem a velocidade limite (ou redline), não excedem o fator de carga limite e não podem exceder a capacidade máxima de sustentação. A aeronave deve ser operada dentro deste “envelope” para evitar danos estruturais e garantir que o elevador de serviço previsto da aeronave seja obtido. O piloto deve apreciar o diagrama Vg como descrevendo a combinação permitida de velocidades no ar e fatores de carga para uma operação segura. Qualquer manobra, rajada ou rajada mais manobra fora do envelope estrutural pode causar danos estruturais e reduzir efetivamente a vida útil da aeronave.

Taxa de giro 

A taxa de giro (ROT) é o número de graus (expresso em graus por segundo) de mudança de rumo que uma aeronave faz. O ROT pode ser determinado tomando a constante de 1.091, multiplicando-a pela tangente de qualquer ângulo de inclinação e dividindo esse produto por uma determinada velocidade no ar em nós, conforme ilustrado na Figura. Se a velocidade do ar for aumentada e o ROT desejado for constante, o ângulo de inclinação deve ser aumentado, caso contrário, o ROT diminui. Da mesma forma, se a velocidade do ar for mantida constante, o ROT de uma aeronave aumenta se o ângulo de inclinação for aumentado. A fórmula nas Figuras mostra a relação entre o ângulo de inclinação e a velocidade no ar, uma vez que afetam o ROT. 

NOTA: Todas as velocidades discutidas nesta seção são verdadeiras (TAS).

A velocidade do ar afeta significativamente o ROT de uma aeronave. Se a velocidade do ar for aumentada, o ROT será reduzido se estiver usando o mesmo ângulo de inclinação usado na velocidade mais baixa. Portanto, se a velocidade do ar for aumentada conforme ilustrado na Figura, pode-se inferir que o ângulo de inclinação deve ser aumentado para atingir o mesmo ROT obtido na Figura.

O que isso significa em um lado praticável? Se uma determinada velocidade e ângulo de inclinação produzir um ROT específico, conclusões adicionais podem ser feitas. Sabendo que o ROT é um determinado número de graus de variação por segundo, o número de segundos que leva para percorrer 360° (um círculo) pode ser determinado por simples divisão. Por exemplo, se estiver se movendo a 120 nós com um ângulo de inclinação de 30°, o ROT é de 5,25° por segundo e leva 68,6 segundos (360° dividido por 5,25 = 68,6 segundos) para fazer um círculo completo. Da mesma forma, se estiver voando a 240 nós TAS e usando um ângulo de inclinação de 30°, o ROT é apenas cerca de 2,63° por segundo e leva cerca de 137 segundos para completar um círculo de 360°. Olhando para a fórmula, qualquer aumento na velocidade do ar é diretamente proporcional ao tempo que a aeronave leva para percorrer um arco.

Então, por que isso é importante para entender? Uma vez que o ROT é entendido, um piloto pode determinar a distância necessária para fazer aquela curva em particular, que é explicada em raio de curva.

Raio de curva

O raio de giro está diretamente ligado ao ROT, que explicado anteriormente é uma função do ângulo de inclinação e da velocidade do ar. Se o ângulo de inclinação for mantido constante e a velocidade do ar for aumentada, o raio da curva muda (aumenta). Uma velocidade mais alta faz com que a aeronave percorra um arco mais longo devido a uma velocidade maior. Uma aeronave viajando a 120 nós é capaz de girar um círculo de 360° em um raio mais estreito do que uma aeronave viajando a 240 nós. Para compensar o aumento da velocidade do ar, o ângulo de inclinação precisaria ser aumentado.

O raio de giro (R) pode ser calculado usando uma fórmula simples. O raio de giro é igual ao quadrado da velocidade (V2) dividido por 11,26 vezes a tangente do ângulo de inclinação. R=V²/11,26 × tangente do ângulo de inclinação 

Usando os exemplos fornecidos nas Figuras, o raio de giro para cada uma das duas velocidades pode ser calculado. 

Observe que se a velocidade for dobrada, o raio quadruplicará.

Outra maneira de determinar o raio de giro é a velocidade usando pés por segundo (fps), π (3,1415) e o ROT. Em um dos exemplos anteriores, foi determinado que uma aeronave com ROT de 5,25 graus por segundo precisava de 68,6 segundos para fazer um círculo completo. A velocidade de uma aeronave (em nós) pode ser convertida em fps multiplicando-a por uma constante de 1,69. Portanto, uma aeronave viajando a 120 nós (TAS) viaja a 202,8 fps. Saber a velocidade em fps (202,8) multiplicada pelo tempo que uma aeronave leva para completar um círculo (68,6 segundos) pode determinar o tamanho do círculo; 202,8 vezes 68,6 é igual a 13.912 pés. A divisão por π resulta em um diâmetro de 4.428 pés, que quando dividido por 2 é igual a um raio de 2.214 pés, um pé dentro daquele determinado pelo uso da fórmula na Figura.

Na Figura, o piloto entra em um cânion e decide virar 180° para sair. O piloto usa um ângulo de inclinação de 30° em seu turno.