sábado, 13 de agosto de 2011

Túnel de Vento


Túnel de vento

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Túnel de vento na Alemanha em 1935.
Túnel de vento da NASA.
Tunel de vento - é uma instalação que tem por objetivo simular para estudos o efeito do movimento de ar sobre ou ao redor de objetos sólidos.
Túneis de vento são muito utilizados em laboratórios de modelos físicos para a determinação de parâmetros nos projetos de aviões,automóveiscápsulas espaciaisedifíciospontesantenas e outras estruturas de construções civis.
A construção de modelos físicos, em escalas reduzidas, embora tentada anteriormente por ArquimedesLeonardo Da Vinci e outros estudiosos só foi possível após a descoberta da Teoria da Semelhança Mecânica por Isaac Newton e do Teorema de Bridgman.
Nos modelos aerodinâmicos a semelhança mecânica aplicada é a de Mach, nos modelos hidrodinâmicos de escoamentos em condutos forçados utiliza-se a chamada Semelhança de Reynolds e nos condutos livres ( canaisusinas hidrelétricasvertedores) utiliza-se a chamada Semelhança Mecânica de Froude.
No Brasil, túneis de vento subsônicos pequenos e médios podem ser encontrados em algumas instituições de ensino e pesquisa. EmSão paulo, no IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas) existe o maior túnel de vento subsônico de toda a América Latina, que permite aos meteorologistas, por exemplo, simular catástrofes como o Furacão Catarina e, observar como uma construção reage no quesito daaerodinâmica.
Além destes, túneis de ventos supersônicos, para estudos aeroespaciais, podem ser encontrados no ITA[1], em São José dos Campos, e na UFABC, em Santo André[2].
Estes são modelos de tuneis horizontais. Outro modelo de túnel do vento são os Tuneis de vento vertical. Estes equipamentos podem utilizar o princípio de propulsão ou de sucção. o vento dentro dele pode atingir velocidades superiores a 250km/h fazendo com que qualquer pessoa possa flutuar dentro dele. São utilizados para simular a queda livre e servem para treinamento de paraquedistas em diversas situações ou posições.
Nos Túneis de Sucção o Ar que circula pelo seu interior pode ou não ser reaproveitado, os que reaproveitam o ar são conhecidos como recirculados e são mais econômicos. Já existem varios túneis verticais instalados pelo mundo. Onde um dos mais conhecidos fica emOrlando, sendo um dos primeiros. Na área de Paraquedismo do Arizona onde esta o Time de paraquedismo Arizona AirSpeed (Atuais Campeões do Mundo na modalidade FQL 4) [3] também esta instalado um Túnel do vento Com a disponibilidade deste equipamento, tornou-se mais produtivo fazer treinamentos combinados entre horas de túnel e saltos, pois no túnel se utiliza todo o tempo que se esta exposto ao vento e durante os saltos o tempo de queda livre utilizado é menor, pois os paraquedistas precisão se separar para poderem comandar seus paraquedas. [4]

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Referências
  1.  (em portuguêsITA - Inaugurado o Túnel de Vento de Ensino e Pesquisa do ITA
  2.  (em portuguêsMEC - Jornal francês destaca investimento do Brasil
  3.  (em portuguêsInema - Conheca a modalidade de Paraquedismo FQL
  4.  (em inglêsSkyventure - SkyVenture Corporate Website

Commons
Commons possui multimídias sobreTúnel de vento

CONCEITOS FUNDAMENTAIS DE BALÍSTICA




  Balística é a ciência que estuda o movimento dos projéteis, especialmente das armas de fogo, seu comportamento no interior destas e também no seu exterior, como a trajetória, impacto, marcas, explosão, etc., utilizando-se de técnicas próprias e conhecimentos de física e química, além de servir a outras ciências.   ( in WIKIPÉDIA).

    Sendo esta a definição de Balística, então estamos em presença de uma Ciência que estuda os movimentos dos projecteis que utilizamos nas nossas armas de fogo, seja para desporto seja para Caça. Os conhecimentos básicos destes conceitos parecem ser importantes para que todo o caçador compreenda como os seus projecteis se deslocam e qual o efeito que terão sobre os animais a caçar.
    Para isso esta Ciência divide-se em quatro grandes áreas: a Balística Interna, que estuda  os fenómenos que ocorrem dentro do cano de uma arma de fogo durante o seu disparo; mais especificamente estuda as variações de pressão dentro do cano, as acelerações sofridas pelos projécteis, a vibração do cano, entre outras coisas. A Balística Intermédia que estuda os fenómenos que acontecem os projécteis desde o momento em que saem do cano da arma até o momento em que deixam de estar influenciados pelos gases remanescentes à boca da arma. Ainda a Balística Externa que estuda as forças que actuam sobre os projécteis e correspondentes movimentos destes durante a sua travessia da atmosfera, desde que ficaram livres das influências dos gases do propelente, até aos presumíveis impactos com os seus alvos. E finalmente a Balística Terminal ou de Efeitos que estuda a interacção entre os vários tipos de projécteis e os seus alvos.
    Tratando-se da apresentação de apenas alguns conceitos básicos desta Ciência, vamos referir apenas os fenômenos relativos à Balística Externa, por ser esta aquela que mais condiciona o eficaz resultado dos nossos tiros uma vez que, no que se refere às restantes áreas, é sempre possível alterar e melhorar os resultados desejados.
    Mas antes de entrarmos no assunto em pormenor convém dar uma ideia das possibilidades de alcance dos nossos projecteis  e bem assim do perigo que representa a realização de tiros de carabina, sem que por detrás do nosso alvo, haja uma estrutura ou inclinação de terreno designado por "pára balas". Atente-se na imagem seguinte.
    Em coluna encontramos a referência aos calibres mais usuais, desde o pequeno .22 LR até ao pesado e enorme .458 W.Mg, passando pelos conhecidos 30.06, .300 W.MG e .375 Holland&Holland Mg. Os alcances mencionados para cada calibre referem-se ao alcance letal e não ao ponto de queda do projéctil, no chão.
    O minúsculo . 22 LR apresenta-nos um incrível alcance de cerca de 1 800 metros, enquanto o campeão da longa distância é o nosso conhecido .300 Winchester Magnum com um alcance letal de 5 mil e 400 metros. Parece incrível, não é ?
    É por este motivo que se recomenda o maior cuidado na realização de tiros rasantes (que não se devem fazer em terreno plano ou para o topo dos cabeços).
    Passemos então à análise do que acontece ao nosso projéctil, a partir do momento em que apertamos o gatilho.
    Num primeiro momento o nosso projéctil (bala) percorre (para nós quase instantaneamente) o espaço do cano da nossa arma, o qual sendo estriado (provido se linhas de saliências mais ou menos largas) lhe incute um determinado movimento de rotação, cuja finalidade principal é a de estabilizar o "vôo" da bala.
Trajetória da bala dentro do cano
     Quando sai do cano, o nosso projéctil fica completamente influenciado por um conjunto de forças, que facilmente nos passam despercebidas (por acontecerem a velocidades incrivelmente elevadas e por não serem observáveis  a olho nu). São elas, numa primeira e permanente instância a Força da Gravidade, força esta que todos conhecemos como sendo aquela que atraí todos os objectos livres para o centro da Terra. Um exemplo elementar desta força é o facto que provoca a queda de qualquer objecto quando livre.
    Outra é a Força Gravitacional, devida à rotação da bala a alta velocidade e que lhe provoca um movimento de oscilação e um outro movimento de translação em torno de um eixo imaginário. A título de exemplo elementar e grosseiro podemos referir as irregularidade de trajecto que uma bola de futebol evidencia, quando chutada com efeito e observada em câmara lenta.
                     
                                                       A                                                                                     B
C
Os movimentos de uma bala durante o seu voo: A - Rotação ; B - Oscilação ; C - Translação
     E finalmente a terceira e última força de influência é a atrito com o próprio ar atmosférico, que mais não provoca á nossa bala do que a progressiva perda de velocidade e (conjuntamente com a influência de todas as outras forças já mencionadas) a perda de precisão.
Imagem de computador mostrando como uma bala em deslocação "corta" o ar.
    Todas estas forças de influência são invisíveis e mesmo utilizando imagens de câmara lenta são praticamente imperceptíveis devido á enormíssima velocidade a que acontecem. Basta pensarmos num projéctil de calibre médio que, no seu voo, facilmente alcança velocidade das ordem dos 800 metros por segundo...
     É por isso que a construção de um projéctil de carabina é objecto de grandes estudos e de imensos testes de fábrica, até se conseguirem os resultados pretendidos, que no caso presente são a máxima estabilidade de projéctil durante o seu voo, uma trajectória de voo o mais rectilínea possível, a garantia de que o projéctil irá impactar no alvo com a sua ponta dianteira, e um aerodinamismo
    É também por isso que a forma de nosso projéctil se reveste da maior importância, bem como os diferentes materiais que o compõem  e bem assim o seu peso. E, neste momento entramos com um novo conceito que é o de COEFICIENTE BALÍSTICO.
    coeficiente balístico (CB) é definido como a "facilidade" com que o  projéctil  "corta o ar", e  obtém-se através de uma fórmula matemática que conjuga vários dados tais como o seu peso, a velocidade e o factor fixo relativo à sua forma aerodinâmica (previamente determinado este último), representado por um número decimal. Para quem tem possibilidade de o fazer pode igualmente ser determinado pela comparação entre o tempo de voo, numa determinada distância de um projéctil padrão, e a diferença (demora) obtida no projéctil de teste, na mesma distância e à mesma velocidade. Mais sinteticamente definiremos o CB como a relação existente entre o calibre, o peso e o perfil de uma bala.
    Ora não sendo este um processo de cálculo fácil para o mais comum dos mortais - por requerer cálculos matemáticos complexos - será preferível utilizar um programa informático para este efeito (no qual se introduzem os valores necessários e conhecidos sobre o projéctil) ou então consultar os valores predeterminados pelo fabricante e constantes da embalagem da nossa munição.
    Por sua vez, e face a muitas experiências efectuadas, considera-se que  uma bala tem um bom CB quando o valor obtido for da ordem dos 0,4. Por outro lado quanto maior for este valor melhor a forma como "voa" e mais precisa a sua trajectória a largas distâncias, por sofrer menos influência das forças referenciadas. Torna-se igualmente evidente que se alterarmos um único parâmetro neste cálculo (mantendo inalterados os restantes) o valor do CB altera-se inexoravelmente.
     A seguir apresentam-se alguns modelos de projecteis de marca Norma, em calibre 30.06, e todos do mesmo peso (180grs) a fim de, conhecendo os respectivos coeficientes balísticos, nos apercebermos quais revelam melhores condições de voo, logo quais poderão ser mais precisos.



PROJÉTIL
            MODELO    CALIBRE   PESO DE BALA
COEFICIENTE    BALÍSTICO
 ALASKA
30.06
180 GRS.
0,257
 NOSLER PARTITION30.06180 GRS.0,474
  PLASTIC POINT30.06180 GRS.0,366
  ORIX30.06180 GRS.0,288
  NOSLER ACCUBOND30.06180 GRS.0,507


    Se repararmos atentamente nos valores apresentados, facilmente nos apercebemos que dentro do mesmo calibre e igual peso de bala, os coeficientes balísticos podem apresentar diferenças abismais, pelo que devemos ter o máximo cuidado na escolha dos projecteis face às distâncias máximas de tiro que pretendemos. Igualmente é fácil perceber que para tiros de larga distância se recomendam as "pontas" com maior CF e que se por outro lado pretendemos maior poder de parada a curtas e médias distâncias então devemos utilizar projécteis com pior (menor) CB.
    Finalmente e compreendendo agora um pouco melhor como se comportam os nossos projecteis, concluímos, seguramente, que pouco podemos intervir, ou seja corrigir, a influência das forças naturais. Sendo que a maior parte do trabalho de "compensação" já foi feito no laboratório de testes do fabricante da nossa munição, então a única compensação que nos é destinada é apenas a de corrigir o efeito da força da gravidade.
    E esta é feita (deve ser feita) pelo próprio atirador, através da prévia determinação do ângulo de convergência entre a linha de mira e a linha de tiro, ou de voo, da nossa bala. Mas... não nos assustemos quando se fala em  determinar o ângulo de convergência, pois este processo já foi descrito em anterior referência - A Regulação das Miras Telescópicas, na página das Armas de Fogo.
Comparação entre linha de mira e linha de tiro: A - Óptica paralela á linha de tiro : impacto baixo a curta distância. B - Ângulo de convergência correto: impacto   no local correcto.
     É por todos estes motivos, que a regulação de miras ópticas, a utilizar em tiros de larga distância e de grande precisão, toma agora a sua maior importância.    
    Sobre a Balística Terminal ou de Efeitos, penso ser desnecessário proceder a extensas descrições sobre o tema uma vez que a maioria dos fabricantes de munições apresentam nos seus catálogos (impressos e on-line) as deformações observadas em cada tipo de projéctil, segundo a sua forma, dureza, peso e velocidade. No entanto e para encerrarmos este tema se disponibilizam a seguir dois "links" para sites interessantes. O primeiro proveniente de uma "armeria" do país vizinho, mostra-nos as características técnicas de alguns projecteis mais conhecidos, enquanto o segundo nos encaminha para um site da América do Norte que nos facilita o cálculo (aproximado, pois despreza o comprimento do cano e o passo das estrias) das trajectórias de QUALQUER projéctil, bem como a definição, metro a metro, da sua velocidade, energia e queda na trajectória.


Munição e conceitos básicos

Cartucho é o conjunto do projétil e os componentes necessários para lançá-lo, no disparo.
Munição é o conjunto de cartuchos necessários ou disponíveis para uma arma ou uma ação qualquer em que serão usadas armas de fogo.
O cartucho para arma de defesa contém um tubo oco, geralmente de metal, com um propelente no seu interior; em sua parte aberta fica preso o projétil e na sua base encontra-se o elemento de inicação. Este tubo, chamado estojo, além de unir mecanicamente as outras partes do cartucho, tem formato externo apropriado para que a arma possa realizar suas diversas operações, como carregamento e disparo.
O projétil é uma massa, em geral de liga de chumbo, que é arremessada a frente quando da detonação, é a única parte do cartucho que passa pelo cano da arma e atinge o alvo.
Para arremessar o projétil é necessária uma grande quantidade de energia, que é obtida pelo propelente, durante sua queima. O propelente utilizado nos cartuchos é a pólvora, que, ao queimar, produz um grande volume de gases, gerando um aumento de pressão no interior do estojo, suficiente para expelir o projétil.
Como a pólvora é relativamente estável, isto é, sua queima só ocorre quando sujeita a certa quantidade de calor; o cartucho dispõe de um elemento iniciador, que é sensível ao atrito e gera energia suficiente para dar início à queima do propelente. O elemento iniciador geralmente está contido dentro da espoleta.
Um cartucho completo é composto de:




1 - projétil2 - estojo
3 - propelente
4 - espoleta


1 - Projétil

Projétil é qualquer sólido que pode ser ou foi arremessado, lançado. No universo das armas de defesa, o projétil é a parte do cartucho que será lançada através do cano.
O projétil pode ser dividido em três partes:
Ponta: parte superior do projétil, fica quase sempre exposta, fora do estojo;
Base: parte inferior do projétil, fica presa no estojo e está sujeita à ação dos gases resultantes da queima da pólvora.
Corpo: cilíndrico, geralmente contém canaletas destinadas a receber graxa ou para aumentar a fixação do projétil ao estojo.
Projéteis de Chumbo

Como o nome indica, são projéteis construídos exclusivamente com ligas desse metal. 
Podem ser encontrados diversos tipos de projéteis, destinados aos mais diversos usos, os quais podemos classificar de acordo com o tipo de ponta e tipo de base.
Tipos de pontas:
Ogival: uso geral, muito comum;
Canto-vivo: uso exclusivo para tiro ao alvo; tem carga reduzida e perfura o papel de forma mais nítida;
Semi canto-vivo: uso geral;
Ogival ponta plana: uso geral; muito usado no tiro prático (IPSC) por provocar menor número de "engasgos" com a pistola;
Cone truncado: mesmo uso acima.
Semi-ogival: também muito usado em tiro prático;
Ponta oca: capaz de aumentar de diâmetro ao atingir um alvo humano (expansivo), produzindo assim maior destruição de tecidos.


Projéteis encamisados 


São projéteis construídos por um núcleo recoberto por uma capa externa chamada camisa ou jaqueta. A camisa é normalmente fabricada com ligas metálicas como: cobre e níquel; cobre, níquel e zinco; cobre e zinco; cobre, zinco e estanho ou aço. O núcleo é constituído geralmente de chumbo praticamente puro, conferindo o peso necessário e um bom desempenho balístico.
Os projéteis encamisados podem ter sua capa externa aberta na base e fechada na ponta (projéteis sólidos) ou fechada na base e aberta na ponta (projéteis expansivos). Os projéteis sólidos têm destinação militar, para defesa pessoal ou para competições esportivas. Destaca-se sua maior capacidade de penetração e alcance.
Os projéteis expansivos destinam-se à defesa pessoal, pois ao atingir um alvo humano é capaz de amassar-se e aumentar seu diâmetro, obtendo maior capacidade lesiva. Esse tipo de projétil teve seu uso proibido para fins militares pela Convenção de Genebra.
Os projéteis expansivos podem ser classificados em totalmente encamisados (a camisa recobre todo o corpo do projétil) e semi-encamisados (a camisa recobre parcialmente o corpo, deixando sua parte posterior exposta. Os tipos de pontas e tipos de bases são os mesmos que os anteriormente citados para os projéteis de chumbo.


2 - Estojo

O estojo é o componente de união mecânica do cartucho, apesar de não ser essencial ao disparo, já que algumas armas de fogo mais antigas dispensavam seu uso, trata-se de um componente indispensável às armas modernas. O estojo possibilita que todos os componentes necessários ao disparo fiquem unidos em uma peça, facilitando o manejo da arma e acelera o intervalo em cada disparo.
Atualmente a maioria dos estojos são construídos em metais não-ferrosos, principalmente o latão (liga de cobre e zinco), mas também são encontrados estojos construídos com diversos tipos de materiais como plásticos (munição de treinamento e de espingardas), papelão (espingardas) e outros.
A forma do estojo é muito importante, pois as armas modernas são construídas de forma a aproveitar as suas características físicas.
Para fins didáticos, o estojo será classificado nos seguintes tipos:
Quanto à forma do corpo:

Cilíndrico: o estojo mantém seu diâmetro por toda sua extensão;

Cônico: o estojo tem diâmetro menor na boca, é pouco comum; e
Garrafa: o estojo tem um estrangulamento (gargalo).
Cabe ressaltar que, na prática, não existe estojo totalmente cilíndrico, sempre haverá uma pequena conicidade para facilitar o processo de extração.
Os estojos tipo garrafa foram criados com o fim de conter grande quantidade de pólvora, sem ser excessivamente longo ou ter um diâmetro grande. Esta forma é comumente encontrada em cartuchos de fuzis, que geram grande quantidade de energia e, muitas vezes, têm projéteis de pequeno calibre.
Quanto aos tipos de base:

Com aro: com ressalto na base (aro ou gola);

Com semi-aro: com ressalto de pequenas proporções e uma ranhura(virola);
Sem aro: tem apenas a virola; e
Rebatido:A base tem diâmetro menor que o corpo do estojo.
A base do estojo é importante para o processo de carregamento e extração, sua forma determina o ponto de apoio do cartucho na câmara ou tambor (headspace), além de possibilitar a ação do extrator sobre o estojo.
Quanto ao tipo de iniciação:




Fogo Circular:A mistura detonante é colocada no interior do estojo, dentro do aro, e detona quando este é amassado pelo percursor;


Fogo Central:A mistura detonante está disposta em uma espoleta, fixada no centro da base do estojo.

Cabe lembrar que alguns tipos de estojos nos diversos itens da classificação dos estojos não foram citados por serem pouco comuns e não facilitarem o estudo. 





3 - Propelente

Propelente ou carga de projeção é a fonte de energia química capaz de arremessar o projétil a frente, imprimindo-lhe grande velocidade. A energia é produzida pelos gases resultantes da queima do propelente, que possuem volume muito maior que o sólido original. O rápido aumento de volume de matéria no interior do estojo gera grande pressão para impulsionar o projétil.
A queima do propelente no interior do estojo, apesar de mais lenta que a velocidade dos explosivos, gera pressão suficiente para causar danos na arma, isso não ocorre porque o projétil se destaca e avança pelo cano, consumindo grande parte da energia produzida.
Atualmente, o propelente usado nos cartuchos de armas de defesa é a pólvora química ou pólvora sem fumaça. Desenvolvida no final do século passado, substituiu com grande eficiência a pólvora negra, que hoje é usada apenas em velhas armas de caça e réplicas para tiro esportivo. A pólvora química produz pouca fumaça e muito menos resíduos que a pólvora negra, além de ser capaz de gerar muito mais pressão, com pequenas quantidades.
Dois tipos de pólvoras sem fumaça são utilizadas atualmente em armas de defesa:
Pólvora de base simples: fabricada a base de nitrocelulose, gera menos calor durante a queima, aumentando a durabilidade da arma; e
Pólvora de base dupla: fabricada com nitrocelulose e nitroglicerina, tem maior conteúdo energético.
O uso de ambos tipos de pólvora é muito difundido e a munição de um mesmo calibre pode ser fabricada com um ou outro tipo.


4 - Espoleta

A espoleta é um recipiente que contém a mistura detonante e uma bigorna, utilizado em cartuchos de fogo central.
A mistura detonante, é um composto que queima com facilidade, bastando o atrito gerado pelo amassamento da espoleta contra a bigorna, provocada pelo percursor; A queima dessa mistura gera calor, que passa para o propelente, através de pequenos furos no estojo, chamados eventos.
Os tipos mais comuns de espoletas são:




Boxer: muito usada atualmente, tem a bigorna presa à espoleta e se utiliza de apenas um evento central, facilitando o desespoletamento do estojo, na recarga;




Berdan: utilizada principalmente em armas de uso militar, a bigorna é um pequeno ressalto no centro da base do estojo estando a sua volta dois ou mais eventos; e




Bateria: utilizada em cartuchos de caça, tem a bateria incorporada na espoleta de forma a ser impossível cair, facilitando o processo de recarga do estojo.


Outros tipos de espoletas foram fabricados no passado, mas hoje são raros de serem encontrados. 



COMBATE VELADO | SAQUE VELADO | LADO R FT ANDRADE COMBAT | PARTE 1-25

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