Autogiro

Um autogiro é uma aeronave sustentada por um rotor que nenhum motor faz girar em voo: o ar que o atravessa de baixo para cima mantém-no a rodar, enquanto uma hélice comum puxa ou empurra a máquina para a frente. O C.4 de Juan de la Cierva fez o primeiro voo de autogiro em Getafe, perto de Madrid, em janeiro de 1923, graças a pás articuladas que podiam bater.

O que é

Um autogiro, ou girocóptero, é uma aeronave sustentada por um rotor que gira livremente por cima dela. Nenhum motor move esse rotor depois de o aparelho estar em voo. O motor faz girar uma hélice comum que puxa ou empurra a máquina para a frente, e o ar que o rotor encontra ao avançar mantém as pás a rodar. As pás a girar funcionam como asas e suportam o peso. O seu inventor espanhol, Juan de la Cierva, chamou à sua máquina Autogiro.

Um autogiro parece um helicóptero, mas comporta-se mais como um avião. Precisa de velocidade para se sustentar e não consegue pairar no ar calmo. Em contrapartida, pode voar muito devagar sem entrar em perda, e se o motor parar, o rotor continua a girar e o aparelho desce devagar debaixo dele. A maioria dos autogiros descola depois de uma corrida curta, mas os que foram feitos para a descolagem em salto conseguem sair do chão na vertical.

O Cierva C.30A é um biplace dos anos 1930, construído sob licença pela empresa britânica Avro. A fuselagem leva no nariz um motor radial e uma hélice de tração, dois postos abertos e, por cima, um pilone com um rotor de três pás. Não tem asas nem ailerons, e o seu estabilizador horizontal fixo não tem leme de profundidade. O piloto governa-o inclinando a cabeça do rotor com uma manche que desce suspensa da cabeça até ao posto.

Como funciona

Uma asa de avião só sustenta se o ar correr sobre ela, por isso as pás de um rotor têm de continuar a mover-se no ar. Num helicóptero, é o motor que as faz girar. Num autogiro, o disco do rotor vai um pouco inclinado para trás, de modo que, quando a máquina avança, parte do ar que chega entra no disco por baixo e atravessa-o para cima. É esse fluxo ascendente que impulsiona as pás. Um helicóptero com o motor avariado usa o mesmo efeito para aterrar em segurança, e chama-se autorrotação.

O ar atravessa por baixo o rotor inclinado, e numa parte de cada pá a força que produz inclina-se para a frente e mantém a rotação.

Ao longo de cada pá, o ar ataca o perfil com um ângulo que muda da raiz à ponta. Numa parte média da pá, a força aerodinâmica total inclina-se ligeiramente à frente do eixo de rotação e puxa a pá. Perto da ponta e perto da raiz, inclina-se para trás e trava. O rotor acelera ou abranda até as partes que impulsionam e as que travam se equilibrarem, e passa então a girar a velocidade constante enquanto sustenta. A energia vem da velocidade dada pela hélice, ou da altitude se o aparelho descer em voo planado.

Um rotor que avança tem um segundo problema. A pá que vai para a frente encontra o ar mais depressa do que a que vai para trás, e por isso sustenta mais. Com as pás fixas rigidamente ao cubo, esta diferença tomba o aparelho para o lado. A resposta de Cierva foi uma articulação na raiz de cada pá que a deixa bater para cima e para baixo. A pá que avança sobe, o que reduz o seu ângulo de ataque e a sua sustentação; a que recua desce, o que os aumenta. A sustentação iguala-se em todo o disco. Uma segunda articulação, acrescentada mais tarde, deixa cada pá adiantar-se e atrasar-se um pouco no seu plano de rotação e alivia os esforços na raiz.

O rotor tem de girar antes da descolagem. Os primeiros autogiros rolavam no chão até o ar o pôr a girar, ou puxava-se uma corda enrolada no veio do rotor. Aparelhos posteriores desviavam para cima, através do rotor, o sopro da hélice, e desde o início dos anos 1930 uma transmissão com embraiagem lançava o rotor no chão e era desembraiada para a descolagem. Os primeiros autogiros governavam-se como aviões, com ailerons em asas pequenas e leme de profundidade na cauda. A partir de 1933, o C.30 dispensou estes comandos e manteve um estabilizador horizontal fixo: o piloto inclinava toda a cabeça do rotor, e o aparelho ia para onde o rotor o puxava.

Como fazer

Ao cair, a maqueta de papel é posta a girar pelo ar que sobe junto às pás, como uma semente de ácer ou o rotor de um autogiro.

Uma maqueta de papel mostra a autorrotação em poucos minutos. É preciso uma folha de papel, de preferência rígido, uma tesoura e um clipe. Corte uma tira da folha. Corte a tira ao meio, de cima até mais ou menos metade, para obter duas abas. Dobre uma aba para si e a outra para trás: são as pás. Dobre para dentro os dois lados da metade de baixo para formar um corpo estreito, dobre a ponta para cima e prenda-a com o clipe, que dá à maqueta o seu peso em baixo.

De pé, segure a maqueta pelo corpo tão alto quanto o braço chegar e largue-a. Começa a girar depois de uma queda curta e desce muito mais devagar do que uma folha amarrotada. Ao cair, o ar sobe junto às pás, e a inclinação delas transforma esse fluxo em rotação, tal como o fluxo ascendente através do rotor de um autogiro o mantém a girar. Dobre as pás ao contrário e a maqueta gira ao contrário. Mude o clipe de sítio, junte-lhe outro ou encurve ligeiramente as pás, e compare as quedas. Uma semente de ácer faz o mesmo com uma só pá.

Segurança: tenha cuidado com a tesoura e mantenha o clipe longe das crianças pequenas. Largue a maqueta de pé no chão: nunca suba a uma cadeira ou a uma mesa, nem se debruce de uma janela ou de uma varanda para ganhar altura. Um autogiro a sério é uma aeronave: tem de estar em condições de aeronavegabilidade e ser pilotado por uma pessoa com formação e a licença adequada, e um autogiro montado a partir de um kit só é tão fiável quanto o trabalho de quem o montou e o mantém.

História e evolução

Nos anos à volta de 1910, o engenheiro russo Boris Iuriev verificou que um rotor sustentador, em certas condições de descida, girava por si próprio e permitia uma aterragem planada. O engenheiro espanhol Juan de la Cierva chegou ao mesmo efeito por outro caminho. Depois de um grande biplano que desenhara para um concurso militar se ter despenhado, procurou uma aeronave que não pudesse perder o controlo a baixa velocidade, e imaginou um rotor a girar livremente que continuasse a sustentar por mais devagar que a máquina voasse. O seu primeiro autogiro, o C.1 de 1920, tinha dois rotores a girar em sentidos opostos no mesmo veio, mas estorvavam-se, giravam a velocidades diferentes e inclinavam o aparelho para um lado. O C.2 e o C.3 que se seguiram tinham um só rotor cada um, ainda sem articulações. Ambos falharam, o C.3 depois de alguns saltos curtos, porque a pá que avançava sustentava mais do que a que recuava e o aparelho tombava.

O quarto, o C.4, tinha articulações de batimento. Voou cerca de duzentos metros em linha reta em Getafe, perto de Madrid, a 9 de janeiro de 1923, data dada pelo Guinness World Records e pela FAA; a ficha de sítio histórico da AIAA situa o primeiro voo oficial a 17 de janeiro. Cierva continuou o trabalho na Grã-Bretanha, onde os seus projetos foram construídos sobretudo pela Avro. Mais tarde acrescentou uma segunda articulação para que cada pá pudesse adiantar-se e atrasar-se, e em 1928 um autogiro C.8 atravessou o canal da Mancha.

Nos Estados Unidos, Harold Pitcairn construiu autogiros com licença de Cierva, e o seu PCA-2 foi a primeira aeronave de asa rotativa certificada nesse país. O C.30 de Cierva, de 1933, trouxe o comando direto pela cabeça do rotor inclinável e eliminou as asas. A Avro construiu-o sob licença, e a Royal Air Force usou-o durante a Segunda Guerra Mundial para calibrar radares, porque conseguia voar suficientemente devagar. Cierva trabalhou depois na descolagem em salto: o rotor era lançado no chão mais depressa do que o necessário, com as pás sem passo, e depois dava-se passo às pás de uma só vez, e o aparelho saltava no ar. Morreu a 9 de dezembro de 1936, quando o avião de passageiros em que viajava se despenhou na descolagem em Croydon. A partir de 1939, o helicóptero, capaz de pairar, desviou do autogiro o interesse e as encomendas.

Os autogiros ligeiros com hélice propulsora atrás do piloto trouxeram o autogiro de volta como aparelho desportivo.

O autogiro voltou nos anos 1950 e 1960 numa forma mais simples. O engenheiro norte-americano de origem russa Igor Bensen desenhou pequenos autogiros abertos de tubo de aço ou de alumínio, com o motor e a hélice atrás do piloto, e muitos amadores construíram-nos em casa. Nos Estados Unidos também se fabricaram alguns autogiros em pequenas séries: o Umbaugh U-18, certificado em 1961 e construído até 1966 como Air & Space 18A, e o McCulloch J-2, que voou pela primeira vez em 1962 e foi fabricado de 1971 a 1973. Ainda hoje se constroem e voam autogiros, uns montados a partir de kits e outros saídos de fábrica, e em todos eles as pás do rotor batem, como as do C.4 de Cierva fizeram pela primeira vez em 1923.