A massa não afeta a distância máxima, apenas a resistência máxima.

Por exemplo, imagine dois planos idênticos A e B: A pesa 50 kg menos que B. Supondo sem vento (horizontal / vertical) e velocidade de melhor planeio, ambos os planadores pousarão exatamente no mesmo local.

O avião mais leve A, entretanto, chegará depois de B, pois a velocidade de melhor planeio é menor que para B. Em conclusão, você pode dizer que a massa adicional apenas aumenta a velocidade de cruzeiro, mas não a distância de viagem.

As competições de planadores são, na maioria das vezes, uma rota que você precisa voar no menor tempo possível. Isso significa que, se você tem uma velocidade maior de planeio, você pode voar mais rápido nas competições.

A única desvantagem de ter um peso maior é que sua taxa de vida nas térmicas será reduzida e devido ao em uma velocidade mais alta, é mais difícil centralizar as térmicas.

Em certa medida, também é possível mudar o centro de gravidade (CG) com a carga adicionada. Quanto mais longe estiver do limite da popa, maior será a distância máxima. Isso ocorre porque você terá menos força descendente necessária do estabilizador. (Se o CG estiver no limite frontal, você precisará puxar o manche para nivelar o vôo, portanto, você terá mais resistência). No entanto, acho que este é um efeito colateral positivo e na maioria das vezes a água é usada para voar mais rápido.

Fonte: Eu sou um piloto de planador e atualmente estou fazendo meu treinamento ATPL.

Além das outras respostas, vamos olhar para este diagrama L / D (= E) do atraente DG-1000 do DG Flugzeugbau (mas não tema, é verdade para todos planadores):

A melhor relação L / D é igual para diferentes cargas de asas, mas ocorre em velocidades diferentes - quanto maior a carga, maior a velocidade. Você também pode ver que a velocidade mínima / estol também é maior para cargas mais altas.

O próximo diagrama mostra a curva polar:

Você pode ver que a taxa de afundamento mínima ocorre na carga mais leve. Quanto mais pesada a carga, mais tempo você terá que circular na mesma térmica para um determinado ganho de altura.

A carga é uma troca entre velocidade média mais alta e escalada menos eficiente. No caso de térmicas fortes e / ou longos intervalos de planeio, o ótimo se move para mais, em condições fracas para menos ou nenhum lastro. A coisa boa é que você pode despejar água bem rápido (também parcialmente), de modo que em uma competição você geralmente tende a encher (e despejar no caso) ao invés de começar leve (o Quintus, por exemplo, pode levar até 250 litros!)

O lastro de popa no painel traseiro vertical é às vezes usado para equilibrar um CG dianteiro causado pela água nas asas - dependendo do seu navio, pode haver descarga parcial problemático.

É claro que existem muitas filosofias e debates táticos sobre a disputa "água ou sem água", mas quando você ultrapassa um navio idêntico mais leve com asas completas e sem perda de altura, veja o quanto o lastro pode ser divertido (isto é, até a próxima térmica).

Estou sintonizando com mais de 3 anos de atraso porque não estou totalmente satisfeito com as respostas aqui. Sim, Lnafziger, quando você quiser ficar acordado o máximo possível, o avião deve ser o mais leve possível. Mas às vezes você precisa descer rápido: é quando o lastro de água é adicionado.

Força certa: o lastro de água acelera tudo. Mas há mais do que isso.

Além disso, o StallSpin tem um bom ponto: maior carga alar é igual a menos perturbação por rajadas.

Mas há dois pontos que também devem ser considerados:

1. Maior velocidade significa maior número de Reynolds. Uma vez que este número mostra a relação entre as forças inerciais e viscosas, significa que o arrasto de atrito é relativamente menor. A conseqüência é que o planador com a maior carga alar realmente voa um pouco mais longe do que o planador leve quando ambos voam em sua melhor velocidade L / D. A diferença não é grande, mas dá ao navio mais pesado outra vantagem de velocidade quando ele pode deixar a última curva térmica antes do planador mais leve.

   Mas o número de Reynolds mais alto faz uma diferença ainda maior em baixa velocidade: Roll o controle é muito melhorado com lastro de água. Na faixa de números de Reynolds típica para a asa externa de um planador em baixa velocidade (muito menos de um milhão), o aumento da velocidade melhora a resistência de estol e o controle de potência de forma marcante.

_{Coeficiente de arrasto de fricção de uma placa plana sobre o número de Reynolds (imagem fonte). A curva para um planador está entre o totalmente laminar e o totalmente turbulento. Observe os eixos logarítmicos duplos.}

2. Táticas: O lastro de água é usado principalmente em competições, e quando várias aeronaves compartilham uma térmica, cada piloto espera que os outros voem para a próxima térmica. Observar os outros diz a ele qual é a melhor rota para a perda mínima de altitude. Isso até faz com que os pilotos mais altos da térmica abram seus freios de velocidade, apenas para evitar sair da térmica primeiro. Com lastro de água, a velocidade de subida é reduzida (afundamento mais alto mais raio de giro maior conspiram para reduzir significativamente a taxa de subida do planador), portanto, o piloto com lastro de água terá até uma vantagem tática na fase de subida voando em um navio mais pesado.

A resposta da Força é basicamente a resposta, mas também considere que massa = inércia. Se você pesa mais, é menos provável que seja perturbado por qualquer força externa (turbulência). Um avião mais leve é ​​mais manobrável, mas também vai quicar muito.

Não posso comentar sobre o efeito que os reatores em questão têm sobre isso para um planador.

Forçar é muito boa. Mas a afirmação "massa adicional só aumenta a velocidade de cruzeiro, mas não a distância de viagem", verdadeira para qualquer planeio, não leva em consideração o fato de que as condições adequadas para o vôo normalmente existem por um tempo limitado a cada dia - aumentando a velocidade de cruzeiro definitivamente aumenta a distância.

O ponto do StallSpin sobre a redução do efeito da turbulência em um planador com lastro é significativo. Isso é melhor visto ao voar uma crista, que com vento forte pode ser muito violenta. O planador com lastro, sofrendo menos aceleração imposta pelo ar agitado, pode voar mais rápido e mais baixo, onde o componente do vento horizontal é menor, exigindo um ângulo de caranguejo menor.

Outro fator que as respostas existentes não mencionam: se você estiver voando sozinho em um planador de dois lugares, convém adicionar lastro para corrigir o seu centro de gravidade.

Os planadores são leves, então um pessoa desaparecida pode ter um efeito significativo no centro de gravidade. Os dois lugares são otimizados para voar com duas pessoas a bordo. Eu até vi lastro de chumbo sendo usado no nariz de um planador quando um estagiário muito magro e pequeno estava voando com um instrutor pesado no banco de trás.

Além de todo o bom conteúdo em todas as outras boas respostas, mais um ponto deve ser feito: quando a massa de ar está se movendo horizontalmente e / ou verticalmente, a razão de planeio sobre o solo é diferente da razão de planeio através da massa de ar e, portanto, a razão de planeio sobre o solo é diferente da razão L / D.

Ao planar com vento contrário, a razão de planeio máxima obtida em relação ao solo é maior quando o planador é pesado do que quando é leve . Você pode verificar isso facilmente: começando com o segundo diagrama nesta resposta relacionada, estenda o eixo horizontal para a esquerda o suficiente para incluir a origem do gráfico. Agora coloque seu lápis no ponto (x = 50 kph, y = 0). A partir deste ponto (x = 50 kph, y = 0), a inclinação de uma linha traçada tangente à curva da velocidade no ar versus taxa de afundamento é a maior razão de planeio obtida em um vento contrário de 50 km / h no ar que não está aumentando nem afundando. Você pode ver que a linha desenhada tangente à curva com lastro é mais plana (ou seja, tem menos inclinação) do que a linha desenhada tangente à curva sem lastro.

Quando consideramos que quando um planador voa uma tarefa que retorna para o ponto de partida em um dia de vento, invariavelmente passa mais tempo voando com um componente de vento contrário do que com um componente de vento de cauda, ​​este não é um ponto trivial.

Naturalmente, este efeito é ainda mais pronunciado se desenharmos nosso linha tangente de (x = 100 km / h, y = 0), representando a melhor razão de planeio alcançável ao voar contra um vento contrário de 100 km / h.

Ao elevar em declive um planador em miniatura controlado por rádio com vento forte, não é incomum encontrar condições em que um planador com carga leve tem dificuldade em fazer qualquer progresso para a frente e apenas afunda quase verticalmente no solo, enquanto uma versão com carga pesada da mesma aeronave pode voar muito mais perto do L / máximo D ângulo de ataque e, portanto, pode correr para frente em alta velocidade, mantendo a altitude ou escalada.

Da mesma forma, se pegarmos o gráfico discutido acima e estendermos o eixo y para cima de forma que se estenda em valores positivos para y, e começarmos a desenhar nossa linha tangente a partir do ponto (x = 0, y = 0,2 m / s), podemos encontrar a maior razão de planeio obtida em relação ao solo na presença de uma corrente descendente de 0,2 m / s e vento contrário / cauda zero. Novamente, a linha desenhada tangente à curva com lastro é mais plana (ou seja, tem menos inclinação) do que a linha desenhada tangente à curva sem lastro. Em uma corrente descendente, a razão de planeio máxima obtida em relação ao solo é maior quando o planador é pesado do que quando é leve. Já que o ar entre as térmicas muitas vezes está caindo para alguns grau, este também não é um ponto trivial. Um caso em que um piloto de planador tem mais probabilidade de se interessar em maximizar sua razão de planeio sobre o solo é quando ele ou ela está voando no ar, e nesta situação o lastro ajuda.

O mesmo método pode ser usado para encontrar a razão de planeio máxima obtida em relação ao solo no ar que está afundando e inclui um componente de vento contrário. Neste caso, o lastro realmente ajuda muito - a razão de planeio máxima obtida em relação ao solo será muito maior no planador com lastro do que no planador sem lastro.

Um ponto não mencionado explicitamente em outras respostas é que em um dia de forte alta, ninguém voa na melhor das hipóteses L / D. Suponha que a sustentação seja forte e escalar não seja problema. Lastro até o máximo bruto. Cruzeiro entre térmicas a 100 nós. A taxa de afundamento na mesma velocidade no ar será muito maior se nenhum lastro for carregado.

Você pode ver isso facilmente verificando os diagramas polares fornecidos nesta resposta relacionada. Observe o segundo diagrama - o gráfico da taxa de afundamento versus velocidade no ar para três diferentes cargas de asas. 100 nós é cerca de 180 km / h. No carregamento mais pesado, a taxa de afundamento nessa velocidade no ar é de 1,8 m / s, e no carregamento mais leve, a taxa de afundamento nessa velocidade no ar é 3 m / s. Essa é uma taxa de afundamento 66% maior.

Ao voar a uma determinada velocidade no ar que está bem acima da melhor velocidade L / D, o lastro de fato aumenta a distância compensada para a mesma perda de altitude.