Aerogami: Super Delta


Capa: Super Delta. Acervo pessoal Aline dos Santos Silva.

Bem vindos ao episódio do Super Delta.

Temporada Investigando Aviões de Papel.

Comandante Aline dos Santos Silva. Física. Mediadora Comandante. Orientador Paulo Henrique Colonese. Bolsa Auxílio Espaço Ciência Viva.

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Aerogamis: de aero + gami (origami): Origamis Voadores

O mais incrível sobre um avião de papel é que só precisamos de uma folha de papel e criatividade, nada mais. E, na maioria das vezes, nem precisamos de tesouras, cola, fita ou clipes de papel, exceto para adornos e acréscimos de detalhes especiais. 

Algumas dobras, alguns ajustes e pronto, você tem um incrível avião de papel.

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Avião de Papel com sombra de foguete sobre parede. Licença Freepik Premium. https://br.freepik.com/black-salmon

 As propriedades do papel, sua forma, seu tamanho, sua massa e especialmente suas proporções, fornecem ao avião todos os atributos de que ele precisa para voar e as dobras vão lhe dar características especiais para os tipos de vôo que realizam.

Os tipos de asas dos aviões

Você já parou para observar as asas de um avião?

Se sim, deve ter percebido que elas possuem tamanhos e formatos diferentes. As asas de um avião caça são diferentes das asas de um avião comercial (aquele que usamos para viajar). Isso ocorre porque elas são projetadas para cumprir uma finalidade específica, além da finalidade geral que é a sustentação do avião no ar.

Por exemplo, os aviões caça são projetados para atingir velocidades mais altas que os aviões comerciais. Já os aviões comerciais são projetados para comportar uma quantidade maior de pessoas.

Diversos modelos de asas podem ser projetados, levando em consideração sua finalidade e seu tamanho. Aqui, destacaremos alguns exemplos.

Asa Reta

Possui boa eficiência estrutural e é feita para voos com velocidade relativamente baixa (aproximadamente 217 km/h).

Biplano com asa reta. Imagem de nightowl por Pixabay. Licença CC BY

Asa Trapezoidal

Bem similar à asa reta, porém possui uma eficiência estrutural mais baixa e uma aerodinâmica melhor, sendo feita para voos com velocidade baixa (aproximadamente 713 km/h).

Avião Mustang. Imagem de dayamay por Pixabay. Licença CC BY

Asa elíptica

Possui uma ótima aerodinâmica para baixas velocidades (aproximadamente 594 km/h), porém o custo de produção é mais elevado.

Avião Spitfire. Imagem de Airwolfhound por Wikimedia. Licença CC BY-SA 2.0

Asa em flecha

As mais comuns usadas em voos com velocidades mais elevadas (aproximadamente 950 km/h). Possui uma boa aerodinâmica e é de fácil construção, sendo usada em larga escala para voos comerciais. Apesar de atingir altas velocidades, ela não pode ser usada em voos que quebram a barreira do som.

O som se propaga no ar com uma velocidade de 343 metros por segundo (1234,8 km/h). Quando um avião ultrapassa a velocidade das ondas sonoras, dizemos que ele quebrou a barreira do som. Essa quebra gera uma onda de choque que se torna audível e visível.

Avião quebrando a barreira do som. Imagem de David Mark por Pixabay. Licença CC BY
Aviões quebrando a barreira do som. Canal pessoal de Roberto Capulleto

Asa em delta

Feitas para voos que atingem velocidades supersônicas (aproximadamente 2.460 km/h). Voos desse tipo ultrapassam a barreira do som, gerando ondas de choque. Uma asa que não é projetada para aguentar essas ondas, geraria um desequilíbrio no avião.

Avião SAAB JAS 39 Gripen. Imagem de Tuomo Salonen / SIMFinnish Aviation Museum, via Wikimedia Commons. Licença CC BY-SA 4.0

Agora que você já sabe um pouco mais sobre os formatos das asas dos aviões e suas finalidades, vamos fazer um modelo de avião com asa em delta? O nome desse aerogami é Super Delta.

MATERIAL NECESSÁRIO

  • 1 folha de papel tamanho A4.
  • 1 tesoura.
  • 1 régua (opcional para um dos desafios);
  • Fita adesiva (opcional para um dos desafios).

A folha A4 é de uma família de folhas (A) que possui uma proporção especial entre seu comprimento e sua largura. A folha A “4” possui as medidas: largura de 21 cm e comprimento de 29,7 cm. Estas medidas estão na proporção C/L = 1,4142. Este valor é aproximadamente a raiz quadrada de 2 = 1,4142…

Esta proporção é considerada especial pois relaciona a folha retangular ao retângulo quadrado. Esta proporção é a mesma encontrada entre as medidas do lado e da diagonal de todos os quadrados. Isto significa que se tivermos um quadrado com lado de 21 cm, a sua diagonal tem cerca de 29,7 cm.

Então a família de folhas A tem a mesma proporção que a diagonal D e o lado L de um Quadrado (D/L).

Esta proporção é muito usada em aviões de papel.

Vamos dobrar?

Para fazer o super delta, você precisará de uma folha de papel quadrada. E como transformamos uma folha A4 em uma folha quadrada?

Existem muitas maneiras de fazer isso, mas vejamos um método muito popular entre os Origamigos.

  • Pegue a ponta superior direita do papel e a leve até a lateral oposta, um pouco abaixo da metade do papel.
  • A ideia é que o lado superior da folha A4 (seu lado menor) fique exatamente sobreposta à lateral esquerda do papel.
  • Dobre e marque bem a dobra.
  • Você perceberá que teremos um triângulo retângulo e que “sobrará” um retângulo na parte de baixo do papel. Com uma tesoura (e a ajuda de um responsável), corte esse retângulo.
  • Pronto! Agora é só abrir a dobra feita e você tem uma folha de papel quadrado!

Veja abaixo a demonstração de como fazer.

Como transformar uma folha A4 em um papel quadrado. Acervo pessoal de Aline dos Santos Silva

Depois de transformar seu papel A4 em um quadrado, siga os passos abaixo para montar seu super delta.

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Hora de lançar!

Com o seu super delta pronto, chegou o momento de ver como ele voa!!

Primeiro, veja se o seu aerogami está simétrico, ou seja, se os dois lados estão do mesmo tamanho;

Para lançar, incline levemente as asas traseiras do seu avião para cima e mantenha as asas frontais retas, na horizontal. Segure próximo ao nariz do avião e lance-o com uma pequena angulação para cima, como mostrado na imagem abaixo.

Como lançar o super delta. Acervo pessoal de Aline dos Santos Silva

Criar e Investigar

Vamos aumentar a diversão e explorar algumas mudanças no aerogami? Faça os desafios abaixo e veja o que muda no voo do seu super delta.

DESAFIO 1. Experimente diferentes tipos de lançamento

Faça algumas modificações no modo de lançar seu aerogami. Aqui vão algumas sugestões:

  • Lance-o com mais força e, também com menos força.
  • Segure-o em diferentes pontos: mais próximo do nariz dele, mais próximo da parte de trás dele…
  • Teste lançá-lo inclinando-o para baixo e, também, para a frente (reto).
  • Faça diferente e lance-o com a parte da frente virada para você ou de cabeça para baixo!

Notou alguma diferença no voo de seu avião ao fazer essas mudanças no lançamento? De qual forma ele voou melhor?

DESAFIO 2. Modifique o ângulo das asas traseiras

No modo de lançar o super delta, falamos para inclinar levemente as asas para cima. Que tal, agora, experimentar lançá-lo mudando um pouco o ângulo dessas asas traseiras?

Experimente deixá-las bem inclinadas para cima e, depois, faça o inverso, inclinando-as bem para baixo.

Mudança de inclinação nas asas traseiras. Acervo pessoal de Aline dos Santos Silva

O que você observou ao fazer essas mudanças? O desempenho do aerogami melhorou em alguma delas?

DESAFIO 3. Modifique o ângulo das asas frontais

Vamos mudar agora a angulação das pequenas asas frontais?

Veja como ele voa quando as asas frontais são colocadas para cima. Depois, teste a variação, colocando-as para baixo. Você também pode ir mais além e colocar uma para cima e uma para baixo!!

Mudança de inclinação das asas frontais. Acervo pessoal de Aline dos Santos Silva

DESAFIO 4. Pequenas dobras nas asas traseiras

Com a ajuda da ponta de um dedo, faça uma pequena dobrinha (apenas uma marcação) na parte de trás de cada asa traseira. Essas dobrinhas funcionarão como os profundores (no inglês, elevators) de um avião. Esses profundores ajudam o avião a subir e descer, dependendo de como eles estão orientados.

Pequenas dobras nas asas traseiras. Acervo pessoal de Aline dos Santos Silva

Quando estão para cima, eles fazem o nariz do avião subir. Quando estão para baixo, o nariz do avião descerá.

DESAFIO 5. Brinque com as dobras feitas nas pontas das asas

Sabe aquelas dobrinhas que fizemos no final das asas (D 14 e D 16)? Que tal modificá-las um pouco?

  • Dobre-as para cima e veja se altera o voo dele.
  • Agora, dobre apenas uma delas para baixo e deixe a outra dobrada para cima. Aconteceu algo diferente?
  • E se deixá-las na horizontal? Será que muda o estilo de voo do seu aerogami?
Diferentes formas de posicionar as dobras das asas. Acervo pessoal de Aline dos Santos Silva

DESAFIO 6. Acrescente um estabilizador vertical

Alguns aviões caça possuem estabilizadores verticais, posicionados na parte traseira do avião. Eles auxiliam na estabilidade longitudinal e direcional do avião.

Você pode acrescentar um estabilizador vertical em seu super delta para observar se ocorre alguma mudança em seu voo.

Siga os passos abaixo para acrescentá-lo.

  1. Use o retângulo que foi cortado no início para transformar a folha A4 em quadrado.
  2. Dobre um pedaço do papel, com 4,5 cm de comprimento.
  3. Faça uma linha diagonal, formando um trapézio, com as medidas de 1,0 cm para a parte de cima (base menor do trapézio) e 3,5 cm para a parte de baixo (base maior do trapézio).
  4. Corte o trapézio desenhado e dobre um pouco as partes de baixo;
  5. Fixe, com o auxílio de uma fita adesiva (assim você consegue deixá-lo removível) na parte de trás do avião.
Acrescentando estabilizador vertical. Acervo pessoal de Aline dos Santos Silva

Dinâmica de voo

Como dito no início desse post, as asas de um avião são projetadas para cumprir um objetivo específico. O super delta que fizemos, como o próprio nome sugere, usa a configuração da asa em formato de delta.

Ela recebe esse nome por causa da semelhança do formato da asa com a letra grega Delta (Δ), que também possui esse formato triangular.

Essas asas são usadas em grande escala em aviões do tipo caça, avião militar para combate aéreo. Isso porque esses aviões são projetados para atingir grandes velocidades, podendo até ultrapassar a barreira do som!

Esses valores elevados de velocidade pedem um projeto de asa capaz de manter a estabilidade do avião. A asa em delta cumpre bem essa função pois seu formato permite que toda a sua extensão se mantenha dentro da onda de choque formada com a quebra da barreira do som.

Aviões que utilizam asas em flecha, ao atingirem velocidades acima da do som, correm o risco de perder a estabilidade e há grande possibilidade das asas se quebrarem, visto que elas são mais longas e não ficam com suas pontas dentro da onda de choque.

Outro ponto interessante que podemos observar em nosso super delta é a presença das asas frontais. Essas asas frontais são chamadas de Canards (pato, em francês) e são responsáveis por auxiliar na decolagem, na estabilidade e na mudança de curso do avião com asa em delta. Elas podem ser fixas (como em nosso aerogami) ou móveis.

Exemplo de canards (asas frontais de um avião). Imagem de Peter Fischer por Pixabay. Licença CC BY

Como podemos observar no desafio 2, quando colocamos os canards do super delta para cima ou para baixo, seu tipo de voo é modificado e se assemelha ao voo do avião dardo, perdendo um pouco de sua estabilidade.

No Brasil, essa configuração de asa em delta com canards é usada no caça SAAB Gripen. Ao todo, o Brasil adquiriu 36 caças desse modelo, que desempenharão a função de integrar a linha de frente da defesa do Brasil.

Para se aprofundar mais sobre os canards, assista o vídeo a seguir:

Vídeo explicativo sobre os canards. Canal Aviões & CIA

Nos desafios propostos você deve ter percebido que pequenas mudanças na hora de lançar seu aerogami fazem com que o seu voo mude por completo! Por isso é interessante testarmos vários tipos de lançamentos e arriscarmos algumas mudanças para que consigamos obter o melhor desempenho dos nossos aviões.

Desempenho do Super Delta

As competições mundiais de aviões de papel possuem várias categorias para avaliar e pontuar os diferentes voos dos aviões, gerando uma pontuação para o desempenho de cada avião.

Confira nossa avaliação do super delta, de acordo com as categorias utilizadas nas competições. Vale ressaltar que estamos em um período de pandemia e, seguindo os protocolos de cuidados, estamos realizando nossos testes dentro de casa. Esperamos realizar, em breve, esses testes junto com vocês no nosso espaço!

Avaliação de Desempenho: a pontuação varia de 0 (péssimo) a 100 (fantástico) nas diferentes categorias.

  • Tempo de permanência no ar: 80
  • Velocidade de voo: 75
  • Distância percorrida: 80
  • Acrobacias e efeitos de voo: 20

Confira mais sobre os campeões das competições aqui.

Continue investigando

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Referências aerogamis

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