Um Avião Mais Pesado Desce Mais Rápido que um Avião Mais Leve ?

Não é incomum ao controle de tráfego aéreo (CTA) emitir uma ordem de descida a uma determinada velocidade.

Uma pergunta muito interessante aqui é, dados dois aviões idênticos, um carregado com capacidade total e os outros quase vazia, o que seria necessário, uma maior razão de descida para uma dada velocidade?

Considere dois Boeings 737 idênticos, um pesado e o outro completamente leve.

Em qualquer ângulo de ataque, o avião mais pesado teria de voar a uma velocidade maior, a fim de gerar mais sustentação para manter o vôo nivelado. Isto é evidente a partir da equação mostrada abaixo:

Total Lift L = 0,5 * CL * S * p * v ^ 2

Onde:

CL = (ou coeficiente de sustentação) que corresponde a um determinado ângulo de ataque.

p = (ou densidade do meio) neste caso, o ar.

S = (ou área efetiva da asa) que contribui para gerar o planeio.

v = (ou velocidade do fluxo de ar sobre a asa) que pode ser o mesmo que True Air Speed (TAS).

O gradiente de descida ou a distância horizontal adquirida por metro de altitude perdida depende da relação do planeio e o arrasto (dá o intervalo máximo de uma perda de altitude) e será maior quando a relação de planeio tiver arrasto máximo. Essa condição (máxima razão de arrasto) ocorre em um determinado ângulo de ataque, para um determinado tipo de asa e fuselagem, e não depende do peso da aeronave.

No entanto, a velocidade em que esse dado ângulo de ataque acontece varia com o peso da aeronave, como foi constatado que para suportar alta carga (pesos) é necessário uma velocidade maior. Por conseguinte, o ângulo máximo de planeio de um Boeing 737 carregado será o mesmo para o 737 leve, desde que o 737 mais pesado voe a uma velocidade maior para dar o mesmo ângulo de ataque da razão para arrasto máximo. O 737 mais pesados, voando com a velocidade mínima de resistência, vai descer mais rápido que o 737 mais leve, voando com velocidade mais baixa e arrasto menor, mas os dois aviões vão percorrer a mesma distância em relação ao solo, para uma determinada perda de altitude.

Agora, para responder à pergunta. Suponha que o 737 mais pesado tenha a necessidade de uma velocidade de razão de descida de 240 nós e o Boeing 737 mais leve, cerca de 210 nós. Se a ordem do órgão ATC for a de manter a velocidade máxima de 200 nós, então o 737 mais leve seguirá a linha gradiente verde (acima) e o 737 mais pesado vai seguir a linha gradiente vermelha. O 737 mais pesado não vai voar mais distância em relação ao solo em decorrência da perda de altitude do que o 737 mais leve mas vai descer muito mais rápido do que o 737 mais leve.

Por outro lado, se a solicitação do órgão ATC for a de descer a 250 nós (como é mais frequente), o 737 mais pesado vai seguir a linha verde e o 737 mais leve seguirá a linha vermelha. Desta vez, não só a distância do 737 mais pesada será maior em certa descida do que a perda de altitude (ou menor perda de altitude em relação ao solo) do que os 737 mais leve. Esse vai demorar mais para descer.

Pode-se concluir que, em aviões com pesos semelhantes e características diferentes, suas razões de descida são diferentes. O avião cuja velocidade mínima de arrasto mais se aproxima da velocidade de descida será a única que tem a razão de descida mais suave (linha gradiente verde) e vai demorar mais tempo para descer, todos os outros terão uma maior razão de descida (linha vermelho) e descerá mais rápido.