How do flaps affect the lift and the drag of wings?

Passo 1

O enunciado pergunta “How do flaps affect the lift and the drag of wings?” – ou seja, queremos entender o efeito dos flaps (aquelas abas na borda de fuga da asa) sobre a sustentação (lift) e o arrasto (drag). O conteúdo é Aerodinâmica de asas, e para resolver precisamos recordar as fórmulas básicas de sustentação e arrasto e como o coeficiente de cada um muda quando a forma da asa é alterada pelos flaps.

Passo 2

Antes de tudo, vamos à teoria fundamental:
  1. Sustentação (L):
    L = ½·ρ·V²·S·C_L
    onde
    • ρ é a densidade do ar,
    • V é a velocidade do avião,
    • S é a área da asa,
    • C_L é o coeficiente de sustentação.
  2. Arrasto (D):
    D = ½·ρ·V²·S·C_D
    onde
    • C_D é o coeficiente de arrasto.
O que importa aqui é que C_L e C_D dependem do formato da asa: sua curvatura (camber), ângulo de ataque e área.

Passo 3

Quando a gente abaixa os flaps:
  1. Aumenta a curvatura (camber) da asa → C_L sobe (porque uma asa mais curva gera mais sustentação para o mesmo ângulo de ataque).
  2. Aumenta a área efetiva S (pequeno acréscimo) → L cresce um pouco também só por causa disso.
  3. Porém, essa nova forma gera mais turbulência e separação de fluxo → C_D sobe bastante, ou seja, o arrasto aumenta.
Em termos de curvas C_L×α e C_D×α:
  • A curva de C_L desloca pra cima (maior C_L para cada ângulo de ataque).
  • A curva de C_D sobe em todo ponto (maior arrasto mesmo em ângulos baixos).

Passo 4

Por que isso é útil?
  • Na decolagem e pouso você quer voar mais devagar mantendo sustentação alta → flaps levantados dão mais C_L.
  • O porém é mais arrasto, mas isso até ajuda a reduzir a velocidade na aproximação para pouso.

Resposta

Os flaps aumentam o coeficiente de sustentação C_L (logo, a sustentação L cresce) e também aumentam o coeficiente de arrasto C_D (o arrasto D cresce).

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