Compreendendo o Arrasto Induzido

O arrasto induzido é uma componente inevitável do arrasto total que atua sobre uma aeronave, drone ou qualquer veículo voador. Ele surge como uma "contrapartida" da produção de sustentação.

Como Ele Surge?

Para gerar sustentação, as asas de uma aeronave desviam o ar para baixo. Esse movimento do ar cria vórtices nas pontas das asas, que resultam em uma força aerodinâmica ligeiramente inclinada para trás. Essa inclinação da força de sustentação é o que chamamos de arrasto induzido. É importante notar que este tipo de arrasto é proporcional ao quadrado do coeficiente de sustentação (C_L²) e, portanto, é mais significativo em velocidades baixas, onde altos valores de C_L são necessários para manter o voo.

Fórmula Básica

O coeficiente de arrasto induzido (C_Di) é dado por:

C_Di = C_L² / (π * AR * e)

Onde:

• C_L: Coeficiente de sustentação.
• π (Pi): Aproximadamente 3.14159.
• AR: Alongamento (Aspect Ratio) da asa, que é a relação entre a envergadura ao quadrado e a área da asa (b²/S). Asas com maior AR (mais longas e finas) geram menos arrasto induzido.
• e: Fator de Eficiência de Oswald, um fator de correção que leva em conta a distribuição de sustentação não elíptica. Para uma asa elíptica ideal, e=1. Para a maioria das aeronaves, varia entre 0.7 e 0.95.

O arrasto induzido (D_i) em Newtons é então calculado por:

D_i = 0.5 * ρ * V² * S * C_Di

Onde:

• ρ (rho): Densidade do ar.
• V: Velocidade do ar.
• S: Área da asa.

Importância no Design

Minimizar o arrasto induzido é crucial para a eficiência do combustível e para o alcance de aeronaves. Projetistas utilizam asas com alto alongamento (como em planadores) ou dispositivos como winglets para reduzir os efeitos dos vórtices de ponta de asa, diminuindo assim o arrasto induzido.