Por que os aviões vibram na decolagem?

A corrida de decolagem leva um avião comercial, em cerca de quarenta segundos, do repouso até aos 270 km/h (145 kt), e durante quase todo esse tempo o avião é um veículo de 200 toneladas sobre pneus de borracha com um trem de aterragem muito rígido. As pistas não são lisas. As placas de betão encontram-se a cada poucos metros em juntas de dilatação, muitas superfícies têm ranhuras transversais para escoar a água, e as luzes do eixo da pista sobressaem em relação ao pavimento. A roda do nariz encontra primeiro cada uma destas irregularidades, um instante depois segue-se o trem principal, e os choques propagam-se directamente para a fuselagem. A baixa velocidade, o efeito é um solavanco rítmico; à medida que a velocidade aumenta, a frequência entra na gama em que os painéis da cabine, os compartimentos de bagagem e os encostos dos bancos entram em ressonância, e a viagem transforma-se num tremor contínuo. Os passageiros que já experimentaram uma decolagem suave numa pista recém-asfaltada e uma áspera numa pista de betão mais antiga conhecem a diferença que o pavimento faz.

Por baixo, os motores adicionam a sua própria assinatura. Com potência de decolagem, as ventoinhas giram, dependendo do motor, entre cerca de 2.500 e 5.000 rpm, e toda a gôndola transmite um ronco profundo através do pilone e da asa. A própria asa está na sua configuração menos limpa, com slats e flaps estendidos para gerar sustentação a baixa velocidade; o ar que passa pelas bordas dos flaps e pelas fendas gera turbulência que os faz vibrar e produz um ruído surdo, sentido nos bancos atrás da asa. Os pneus, que giram a mais de 1.000 rpm e apresentam algum desequilíbrio, bem como a roda do nariz, que em alguns modelos pode desenvolver um shimmy, adicionam componentes de frequência mais elevada. Tudo isto atinge o seu máximo nos últimos segundos antes da rotação, quando a velocidade é mais alta e as rodas ainda suportam a maior parte do peso.

No momento em que o trem principal deixa o solo, a influência da pista desaparece, e o avião passa a ser um corpo suspenso num fluido que amortece as vibrações em vez de as transmitir. O trem de aterragem é recolhido, os flaps e slats são retraídos progressivamente à medida que a velocidade aumenta, e os motores são reduzidos para potência de subida dentro de um a dois minutos. O que resta é um nível de vibração bastante menor, proveniente dos motores e da camada limite, em grande parte filtrado pela estrutura da asa e pela fixação da cabine. Nenhum dos tremores da decolagem é sinal de problema: a certificação exige que a estrutura da célula resista a cargas muito superiores às que uma pista irregular pode gerar, e o trem de aterragem é concebido para absorver, em cada voo, uma aterragem com uma taxa de descida de 3 m/s (10 ft/s). Uma vibração que persista depois de o trem ser recolhido, ou que mude subitamente de carácter, é o que as tripulações são treinadas a detectar; o tremor comum da corrida de decolagem apenas indica como está o pavimento.