E18 Treinamento de Aerodinâmica

Tópico

A física do voo em formação descreve como a mera presença de outras aves voando nas proximidades modifica o campo de fluxo aerodinâmico do ar e como uma ave que segue pode aproveitar essa modificação para reduzir seu próprio custo energético de voo.

O mecanismo central dessa economia de energia é o vórtice de ponta de asa: cada asa que gera sustentação produz, em sua própria ponta, um vórtice helicoidal contendo um fluxo de ar ascendente em sua superfície externa e um fluxo de ar descendente em sua superfície interna.

Uma ave voando na posição correta em relação à ave à sua frente pode se posicionar dentro do fluxo ascendente externo do vórtice de ponta de asa gerado pela ave líder e usá-lo para reduzir o ângulo de ataque induzido necessário para sustentar sua própria sustentação e, assim, reduzir o arrasto induzido imposto por esse ângulo de ataque.

Essa economia de energia na formação em V foi medida diretamente em duas espécies: pelicanos, usando cardiotacômetros implantados para registrar a frequência cardíaca, e íbis-calvos-do-norte, usando GPS de alta precisão e acelerômetros para registrar a trajetória de voo e a frequência de batimento das asas. Em ambos os casos, os indivíduos voando em formação — dentro da corrente ascendente da ave líder — apresentam uma frequência cardíaca e de batimento de asas significativamente menores do que aqueles na frente da formação.

A economia máxima de energia prevista pela teoria do vórtice de ponta de asa, entre 20 e 30 por cento em comparação com o custo energético de voar na frente, coincide com o que essas medições diretas da frequência cardíaca e do batimento de asas registram em pelicanos e íbis-calvos.

Esse mesmo mecanismo de vórtice de ponta de asa é precisamente o que uma ave seguidora perde repentinamente quando uma perturbação externa a tira de sua posição correta dentro de uma formação de voo coletivo: a economia de energia entre 20 e 30 por cento que a posição correta proporcionava se torna, naquele mesmo instante, um aumento na potência necessária da mesma magnitude, porque é exatamente o mesmo fluxo ascendente do vórtice de ponta de asa que ela deixa de aproveitar.

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