AERONAVES
AEROSTATOS:
ACFT mais leves que o ar, fazem parte deste grupo os BALÕES E DIRIGIVEIS.
Principio de ARQUIMEDES:
“Todo corpo mergulhado em um fluido recebe um empuxo para cima de igual peso do fluido deslocado”.
AERODINOS:
ACFT mais pesadas que o ar, fazem parte deste grupo, os aviões, helicópteros e planadores.
3º lei de NEWTON, lei da ação e reação:
“A toda ação corresponde a uma ação de igual intensidade, em sentido contrario”.
FUSELAGEM
FINALIDADE:
Transportar tripulantes, passageiros e carga.
NACELE:
Palavra genérica que significa guardar coisas. Exemplo:
a) Pessoas nacele seria a cabine.
b) Coisas nacele seria o bagageiro ou o porão da ACFT.
ESTRUTURA DA FUSELAGEM:
A fuselagem esta dividida em alguns tipos, que segue a baixo:
a) Monocoque formado por cavernas.
b) Semi-Monocoque formado por cavernas, revestimentos e longarinas.
c) Tubular formado de tubos de aço soldados.
NOTA:
Alclad liga de alumínio e cobre que reveste o avião.
EMPENAGEM
No avião existem dois planos, vertical e o horizontal.
SUPERFICIE HORIZONTAL:
Opõe-se a tendência de levantar ou baixar a calda da ACFT, formado por um ESTABILIZADOR HORIZONTAL FIXO E UM PROFUNDOR MÓVEL.
SUPERFICIE VERTICAL:
Opõe-se a tendência de guinar (desvio para a direita ou para a esquerda), constituída por um ESTABILIZADOR VERTICAL FIXO (deriva) E UM LEME DE DIREÇÃO MOVEL.
TIPOS DE ESTABILIZADOR:
Padrão; Duplo; Triplo; Borboleta; “T” ou calda alta
Canard estabilizador na parte da frente do avião.
ASAS
Finalidade de produzir a sustentação necessário ao vôo.
QUANTO AO NÚMERO:
Monoplano; biplano; triplano; multi.
QUANTO AO FORMATO:
Reta; Elíptica; Trapesoidal; Enflexada; Dalta; Goemetrica variavel
QUANTO A FIXAÇÃO:
Cantilever direto na fuselagem.
Semi-cantilever direto na fuselagem com estatais e mantantes.
Ubanada somente montantes.
NOTA:
Montantes suportam o efeito de compreensão.
Estatais cabo de aço, que liga a asa na fuselagem.
QUANTO A POSIÇÃO DO PLANO:
Baixa; Média; Alta; Parasol
DIEDRO:
Ângulo formado entre o EIXO LATERAL e a LINHA DO PLANO DA ASA.
QUANTO AO DIEDRO:
Positivo; Nulo; Negativo; Gaivota; Gaivota invertida
ENFLEXAMENTO:
Ângulo formado entre o EIXO LATERAL e a LINHA DO BORDO DE ATAQUE.
QUANTO AO ENFLEXAMENTO:
Positivo; Nulo; Negativo
GEOMETRIA DA ASA:
Envergadura distância de ponta a ponta da asa.
Raiz parte da asa que acopla na fuselagem
Ponta final da asa.
NOTA:
Temos ainda a área da asa (geralmente representada pela letra S), que é igual ao produto da envergadura pela corda, ou seja: S = b.c
Perfil é o formato em corte de aerofólio. Existem dois tipos de perfis.
a) Perfil simétrico pode ser dividido por uma linha reta em duas metades iguais.
b) Perfil assimétrico não pode ser dividido por uma linha reta em duas partes iguais.
ELEMENTOS DE UM PERFIL:
a) Bordo de ataque parte da frente da asa.
b) Bordo de fuga parte traseira da asa.
c) Extradorso superfície superior da asa.
d) Intradorso superfície inferior da asa.
e) Corda linha que liga o bordo de ataque ao bordo de fuga.
f) Linha de curvatura média linha que separa o extradorso do intradorso.
ÂNGULO DE INCIDÊNCIA:
É o ângulo formado entre a CORDA e o EIXO LONGITUDINAL DA ACFT.
ÂNGULO DE ATAQUE:
É o ângulo forma do entre a CORDA e o VENTO RELATIVO.
SUPERFÍCIE DE PONTA DE ASA:
Para diminuir o diminuir o efeito do turbilhonamento de ponta de asa, pode-se usar tanques de ponta de asa (tiptank), ou carenagem de ponta de asa.
CMG (CORDA MÉDIA GEOMÉTRICA):
Utilizado para cálculos geométricos.
ESCOAMENTO
O movimento de um fluido gasoso ou líquido é denominado ESCOAMENTO, que pode ser de dois tipos:
a) laminar ou lamelar
b) turbulento ou turbilhonado
TUBO DE ESCOAMENTO:
É a canalização por onde escoa o fluido, existem dois tipos:
a) Tubo real
b) Tubo imaginário
EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE:
É uma lei do escoamento. Quanto mais estreito for o tubo de escoamento, maior será a velocidade do fluido que escoa.
PRESSÃO DINÂMICA:
Pressão produzida pelo impacto do vento. Ela é tanto maior quanto maior for a densidade ou a velocidade do fluido que escoa.
VELOCÍMETRO:
O velocímetro utilizado nas ACFT são um MANÔMETRO (medidor de pressão), que a partir da PRESSÃO DINÂMICA indica a velocidade do VENTO RELATIVO. Recebe duas entradas de pressão coletadas pelo TUBO DE PITOT. Ele possui uma entrada para pressão estática e uma outra para pressão total (que é igual à pressão estática mais a pressão dinâmica). A pressão estática entra pelos dois tubos e anula-se dentro do instrumento. Sobrando então a pressão dinâmica, que aciona o ponteiro.
VELOCIDADE INDICADA E VELOCIDADE AERODINÂMICA:
A velocidade que o piloto lê no mostrador do velocímetro somente é correta se a ACFT estiver voando na atmosfera padrão, ao nível do mar. Quando a ACFT não está voando ao nível do mar o velocímetro estará mostrando ao piloto uma velocidade incorreta, que chamaremos de VELOCIDADE INDICADA (VI). A velocidade da ACFT em relação ao ar recebe o nome de VELOCIDADE AERODINÂMICA (VA) OU VELOCIDADE VERDADEIRA.
Apesar do nome, a Velocidade Verdadeira ou Aerodinâmica não é realmente a verdadeira, pois falta considerar ainda a velocidade do vento atmosférico. Somente após efetuada essa correção chega-se à velocidade real do avião em relação à terra, que damos o nome de VELOCIDADE DO SOLO (VS).
ALTÍMETRO:
É um MANÔMETRO que indica altitude da ACFT com base na PRESSÃO ESTÁTICA. O valor lido é a ALTITUDE PRESSÃO (AP), mas a altitude real que a ACFT está voando chama-se ALTITUDE VERDADEIRA.
SISTEMA PITOT-ESTÁTICO:
Já vimos que o altímetro funciona através da pressão estática e o velocímetro precisa da pressão estática e da pressão total. Para fazer esses dois instrumentos funcionarem a ACFT possui:
Uma tomada de pressão estática
Uma tomada de pressão total (dinâmica mais estática), que chama-se TUBO DE PITOT.
O conjunto completo, montado na ACFT, chama-se SISTEMA PITOT-ESTÁTICO.
Nas ACFT de pequeno porte, o tubo de Pitot e a tomada de pressão estática podem estar incorporados em um único conjuto conforme mostra a figura.
TREM DE POUSO
QUANTO A FINALIDADE:
Operações no solo; amortecimentos; freios e direção no solo.
QUANTO AO NÚMERO DE PERNAS:
Bi-ciclo; tri-ciclo e multiciclo.
QUANTO AO LOCAL DE LIBERAÇÃO:
a) Litoplano
b) Hidroplano
c) anfíbio
a) litoplano pousa em:
Terra; grama; terra batida; asfalto; concreto asfaltico. Usa roda, esqui e patins.
b) Hidorplano pousa em:
Rios; lagos e mares. Usa flutuador.
c) Anfibio pousa em:
Terra e água. Usa flutuadores, rodas e aerobarcos.
QUANTO AO MOVIMENTO:
Fixo não recolhe
Retratil recolhe mas aparece a roda
Escamoteavel recolhe as rodas e esconde para dentro da fuselagem
FORÇAS AERODINÂMICAS
GENARALIDADES:
Resultante aerodinâmica (RA)
Centro de pressão (CP)
O ar escoa com mais velocidade no extradorso do que no intradorso. É produzida uma força dirigida para cima e inclinada para trás (RA), que pode ser decomposta em SUSTENTAÇÀO E ARRASTO.
Ao aumentar o ângulo de ataque em um perfil assimétrico o CP desloca-se para frente, e em um perfil simétrico o CP mantém-se no mesmo local.
SUSTENTAÇÃO (L):
Quando o ÂNGULO DE ATAQUE é POSITIVO, a SUSTENTAÇÃO também será POSITIVA, qualquer que seja o tipo do perfil. A SUSTENTAÇÃO é POSITIVA quando ela é dirigida do INTRADORSO para o EXTRADORSO. O ÂNGULO DE ATAQUE é NULO quando o VENTO RELATIVO sobra na mesma direção da CORDA DO AEROFOLIO. A SUSTENTAÇÀO poderá ser NULA ou POSITIVA, dependendo do tipo do perfil.
Existe um ÂNGULO DE ATAQUE no qual a asa não produz SUSTENTAÇÃO, esse ângulo chama-se ÂNGULO DE ATAQUE DE SUSTENTAÇÃO NULA. O ÂNGULO DE SUSTENTAÇÃO NULA é sempre igual a ZERO nos PERFIS SIMÉTRICOS e NEGATIVO NOS PERFIS ASSISMÉTRICOS.
Quando o ÂNGULO DE ATAQUE é MENOR QUE O ÂNGULO DE SUSTENTAÇÃO NULA, SUSTENTAÇÃO do aerofolio torna-se NEGATIVA. Essa SUSTENTAÇÃO é usada em acrobacia aérea.
ÂNGULO DE ESTOL:
Quando o ÂNGULO DE ATAQUE é aumentado a SUSTENTAÇÃO também aumenta, até atingir o máximo, o qual é atingido no instante em que um TURBILHONAMENTO está prestes a se iniciar no EXTRADORSO. Com isso a SUSTENTAÇÃO DIMINUI e AUMENTA RAPIDAMENTE O ARRASTO.
Formula da sustentação:
L = CL P/2 S V2
L sustentação
CL coeficiente de sustentação
P densidade do ar
S área da asa
V velocidade
ARRASTO:
O ARRASTO é PEQUENO quando o ÂNGULO DE ATAQUE é PEQUENO, mas quando o ÂNGULO DE ATAQUE é GRANDE o ARRASTO TAMBÉM É GRANDE.
Formula do arrasto:
D = CD P/2 S V2
D arrasto
CD coeficiente de arrasto
P densidade do ar
S área da asa
V velocidade
ARRASTO INDUZIDO:
É o ar que escapa do INTRADOSO em direção ao EXTRADORSO pela ponta das asas, formando um TURBILHONAMENTO EM ESPIRAL. Para diminuir o ARRASTO INDUZIDO, as ACFT de grande rendimento possuem asas com grande alongamento. O ARRASTO INDUZIDO também pode ser reduzido com TANQUES NA PONTA DA ASA (tip tank). O ARRASTO INDUZIDO é maior nas baixas velocidades como no POUSO e na DECOLAGEM, pois o ÂNGULO DE ATAQUE é maior.
ARRASTO PARASITA:
É o arrasto de todas as partes da ACFT que não produz SUSTENTAÇÃO.
Formula do arrasto parasita:
DP = 1,28 P/2 AV2
DP arrasto parasita
P densidade do ar
A área plana equivalente
V velocidade
O ARRASTO PARASITA é praticamente constante para pequenos ÂNGULOS DE ATAQUE.
FLUIDOS E ATMOSFERA
FLUIDO:
É todo corpo que não possui forma fixa.
a) Líquidos água; gasolina
b) Gases ar; oxigênio
PROPRIEDADES DO AR QUE AFETAM O VÔO:
a) Temperatura
b) Densidade
c) pressão
a) Temperatura:
A TEMPERATURA é medida através de TERMÔMETROS, que podem ser graduados em escala CELCIUS e FAHRENHEIT.
Na escala CELCIUS o ZERO dessa escala é a TEMPERATURA DE CONGELAMENTO DA ÁGUA. E 100ºC é a TEMPERATURA DE FERVURA da ÁGUA.
NA escala FAHRENHEIT, a TEMPERATURA DE CONGELAMENTO DA ÁGUA corresponde a 32ºF, e a TEMPERATURA DE FERVURA corresponde a 212ºF.
A escala KELVIN é o ZERO ABSOLUTO que é igual a –273ºC e –460ºF.
b) Densidade:
É a MASSA por unidade de volume do gás. A DENSIDADE AUMENTA quando o VOLUME DIMINUI e vise - versa.
c) Pressão:
PRESSÃO ESTÁTICA:
Sabemos que um gás dentro de um botijão exerce uma pressão sobre as paredes do recipiente, esse tipo de pressão chama-se PRESSÃO ESTÁTICA, porque é exercida por um gás estático, isto é, em repouso.
PRESSÃO ATMOSFÉRICA:
É a pressão exercida pelo ar sobre todas as coisas que estão dentro da atmosfera.
VARIAÇÃO DOS PARÂMETROS ATMOSFÉRICOS:
Os parâmetros atmosféricos mais importantes são a PRESSÃO, a DENSIDADE e a TEMPERATURA DO AR. Como regra geral, os valores destes três parâmetros diminuem quando a altitude aumenta.
ATMOSFERA PADRÃO:
O desempenho da ACFT, ou seja, a velocidade máxima, o comprimento da pista requerida para decolagem, etc, dependem muito dos parâmetros atmosféricos. Como esses parâmetros variam de momento a momento e de acordo com o local, torna-se necessário criar uma ATMOSFERA PADRÃO, a qual nos possibilita:
• Calcular o desempenho de ACFT em diversas condições, a partir de uma condiçào padrão.
• Comparar desempenho de ACFT diferentes
• Padronizar o critérios de aviação dos desempenhos de ACFT pelos diversos fabricantes do mundo.
ATMOSFERA PADRÃO ISA (ICAO STANDARD ATMOSPHERE):
A atmosfera padrão mais conhecida é a ISA, a qual foi definida pela ORGANIZAÇÃO DA AVIAÇÀO CIVIL INTERNACIONAL. São adotados os seguintes parâmetros para o nível do mar:
• Pressão: 1013.25 hPa (760 mm de mercúrio)
• Densidade: 1,225 kg/m3 (0,1249 kgf.s2.m-4)
• Temperatura: 15ºC
ALTIMETRO:
A pressão atmosférica diminui quando a altitude aumenta. O altímetro é um manômetro (medidor de pressao). A altitude indicada pelo altímetro recebe o nome de altitude pressão (ap). E a altitude real q o aviao esta voando chama-se altitude verdadeira.
ALTITUDE DENSIDADE:
A densidade do ar atmosférico diminui com o aumento da altitude. Da mesma forma que acontece com a pressão atmosférica a densidade do ar na atmosfera real também varia de maneira diferente da atmosfera padrão. Portanto a altitude indicada pelo instrumento será quase sempre incorreta, recebe o nome de altitude densidade (AD).
DISPOSITIVOS HIPERSUSTENTADORES
FLAP:
É um dispositivo que serve para aumentar a curvatura do perfil, aumentando o seu coeficiente de sustentação. O ângulo critico do aerofólio diminui um pouco.
TIPOS MAIS COMUNS DE FLAP:
a)flap simplis
b)flap ventral
c)flap com fenda
d)flap tipo flower
Os flaps funcionam também como freios aerodinâmicos porque aumentam o arrasto do aerofólio. O flap tipo flower é o que proporciona o maior aumento no coeficiente de sustentação.
SLOT:
É um dispositivo que aumenta o ângulo de ataque critico do aerofólio. Consiste numa fenda que suaviza o escoamento no extradorso da asas, evitando o turbilhonamento. Isso faz com que a asas possa atingir ângulos de ataque mais elevados, isto é, produzir mais sustentação
GRUPO MOTO-PROPULSORES
É o conjunto dos componentes que fornece a tração necessaria ao vôo.
TIPOS MAIS USADOS:
a)turbo jato
b)turbo fan
c)turbo hélice
d)motor a pistão e helice
POTENCIA EFETIVA:
É a potencia medida no eixo da hélice.
POTENCIA NOMINAL:
É a potencia efetiva máxima para qual o motor foi projetado.
POTENCIA ÚTIL:
É a potencia de tração desenvolvida pela a hélice sobre o avião. Isso significa que a hélice converte a potencia efetiva em potencia de tração. Nos monomotores de pequeno porte o grupo moto-propulsor é geralmente constituído por um motor a pistão e um a hélice. A hélice é um aerofólio rotativo que produz uma força de tração sobre a acft.
PASSO:
Como a helice possui pás torcidas, ele deveria funcionar como se fosse um parafuso, avançando uma determinada distancia a cada rotação completa; essa distancia chama-se passo teórico.
Como o ar é fluido, a distancia que a hélice avança é menor, e recebe o nome de passo efetivo. A distancia que a hélice deixou de percorrer é o recuo.
VÔO HORIZONTAL
Em um voo horizontal em velocidade constante a sustentação é igual ao peso, e a tração é igual ao arrasto.
L=W
T=D
Se diminuirmos a velocidade mantendo o vôo horizontal, será preciso aumentar o ângulo de ataque.
Ultrapassando o ângulo de ataque critico, inicia-se o estol e a sustentação (L) diminuira rapidamente mas é possível manter o vôo horizontal desde que a velocidade seja aumentada para compensar a redução da sustentação (L).
VÔO PLANADO
Um avião pode voar sem a tração do motor, porem em trajetória descendente. Esse tipo de vôo chama-se vôo planado. O ângulo formado entre a trajetória de vôo e a linha do horizonte, chama-se ângulo de planeio.
VELOCIDADE DE MELHOR PLANEIO:
É a velocidade que possibilita ao avião planar a maio distancia possível. É a velocidade que deve ser usada quando ocorre pane no motor.
VELOCIDADE DE MENOR RAZÃO DE DESCIDA:
É a velocidade não qual o avião permanece o maximo tempo em planeio.
VELOCIDADE FINAL:
É a velocidade máxima que o avião pode atingir em um mergulho ou planeio vertical. A sustentação deve ser nula para que a trajetória seja vertical.
RAZÃO DE DESCIDA:
É a autura perdida por unidade de tempo. A razão de descida é indicado por um instrumento chamado variometro (climb).
INFLUENCIA DO PESO:
O peso do avião não influi na distancia e no ângulo de planeio, mas aumenta a sua velocidade e razão de descida.
INFLUENCIA DO VENTO:
O vento de causa aumenta a distancia de planeio e diminui o ângulo de planeio. O vento de proa tem efeito contrario ou seja ele diminuía distancia de planeio e aumenta o ângulo de planeio.
INFLUENCIA DA ALTITUDE:
Imagine dois aviões em altitudes diferentes, o avião mais alto plana mais rapidamente porque a densidade do ar é menor em altitude elevada.
VÔO ASCENDENTE
Num vôo ascendente o avião tem duas componentes de velocidade:
Vh – velocidade horizontal
Rs – razão de subida
O ângulo entre a trajetória ascendente do avião e alinha do horizonte chama-se ângulo de subida. Existem duas velocidades importantes no vôo ascendente:
VELOCIDADE DE MÁXIMA RAZÃO DE SUBIDA:
É a velocidade na qual o avião ganha altura o mais rápido possível.
VELOCIDADE DE MAXIMO ÂNGULO DE SUBIDA:
É a velocidade na qual o avião sobe com maior ângulo de subida e uma velocidade menos que a de máxima razão de subida. A medida que o avião ganha altura, a densidade do ar atmosférico diminui. Por este motivo, a razão de subida máxima diminui gradativamente ate tornar-se nula no teto absoluto.
ESTUDO DA PERFORMACE EM SUBIDA:
Para obter a máxima razão de subida o avião deve voar na velocidade na qual haja a maior sobra de potencia. A razão de subida máxima e o maior ângulo de subida dependem do peso do avião, da altitude do local, da potencia disponível e da área de asas.
O MAIOR ÂNGULO DE SUBIDA É OBTIDO ATRAVES DE:
- baixo peso
- baixa altitude
- alta potencia disponível
- grande área de asa
A MAIOR RAZÃO DE SUBIDA É OBTIDA ATRAVÉS DE:
- baixo peso
- baixa altitude
- alta potencia disponível
- pequena área de asa
Aumentado a altitude, a potencia disponível diminui e a potencia necessária aumenta. No teto absoluto só existe uma velocidade em que o avião pode voar. Essa velocidade é, ao mesmo tempo, a velocidade máxima, velocidade de Maximo alcance, velocidade de máxima autonomia, velocidade mínima e velocidade de estol.
COMANDOS DE VOO
Os comandos de vôo podem ser realizados em torno de 3 eixos imaginários que passam pelo centro de gravidade (CG) do avião.
- eixo longitudinal (rolagem, é produzido pelos ailerons, comandado pelo manche)
O movimento em torno do eixo longitudinal chama-se rolagem, rolamento, bancagem ou inclinação lateral podendo ser efetuado para direita ou esquerda.
- eixo transversal (arfagem ou tangagem, é produzido pelo profundor, comandado pelos manche)
O movimento em torno do eixo transversal chama-se arfagem ou tangagem. Podendo ser efetuado em dois sentidos:
- para cima (cabrar ou arfagem)
- para baixo (picar ou tangagem)
- eixo vertical (guinada, é produzido pelo leme de direção, comandado pelos pedais)
O movimento em torno do eixo vertical chama-se guinada. Podendo ser efetuada para a esquerda ou direita.
Os movimentos de um avião são controlados através de uma superfícies de controle ou superfícies de comando, que são:
a) ailerons, que comanda os movimentos de rolagem
b) profundor, que comanda os movimentos de arfagem ou tangagem
c) leme de direção, que comanda os movimentos de guinada
os comandos usados pelo piloto para comandar a acft são o manche e os pedais. Podendo ser movido em quatro sentidos:
- direita a acft rola para a direita
- esquerda a acft rola para a esquerda
- frente a acft abaixa o nariz
- atrás a acft levanta o nariz
O leme de direção é acionado pelos dois pedais:
- pedal direito produz guinada para a direita
- pedal esquerdo produz guinada para esquerda
As superfícies de comando produzem as forças necessárias para controlar a acft. Ela atuam modificando o ângulo de ataque. Alguns aviões possuem superfícies de comando fixo que fica parado e somente o plano móvel se desloca, girando em torno do eixo. Outras acft possuem superfícies de controle sem planos fixos, com exemplo podemos ter um estabilizador inteiramente móvel.
Nos grandes aviões existem as superfícies de controle compensado , para evitar a força do piloto, e elas podem ser de três tipos:
Tipo I
Compensação por deslocamento do eixo de articulação
Tipo II
Compensação através de saliência na superfície de comando.
Tipo III
Compensação através de compensadores automático.
Os grandes aviões comerciais, às superfícies de controle são movimentadas através de potentes mecanismos hidráulicos. O manche e os pedais simplesmente controlam esses mecanismos.
Os aviões possuem ainda equilibradores (“tabs” ou compensadores), que são pequenas superfícies colocadas nos bordos de fuga das superfícies de controle. Suas finalidades são:
a)Tirar tendências indesejáveis de vôo.
b) Compensar o avião em diferentes altitudes de vôo.
c) Reduzir a força necessária para movimentar os comandos.
TIPOS DE COMPENSADORES:
a) Compensadores fixos só podem ser ajustados no solo
b) Compensadores comandáveis podem ser ajustados pelo piloto durante o vôo.
c) Compensadores automáticos movem-se automaticamente com a superfície de controle, sem ação direta do piloto.
GUINADA ADVERSA:
Ao comandar um rolamento a esquerda, por razões aerodinâmicas, o aileron defletido para baixo (aileron direito) produz arrasto maior do que o aileron defletido para cima (aileron esquerdo). Isso faz o avião guinar para a direita, esse fenômeno chama-se GUINADA ADVERSA, e ocorre sempre no sentido contrário ao do rolamento.
A guinada adversa pode ser evitada por três formas:
a) Aplicar LEME DE DIREÇÃO no sentido contrário ao da guinada adversa.
b) Equipar o avião com AILERONS DIFERENCIAIS, esses ailerons tem movimento para cima maior que para baixo, igualando assim os arrastos que produzem.
c) Equipar o avião com AILERONS TIPO “FRISE”. Esses ailerons tem uma saliência dianteira que provoca maior arrasto quando se movem para cima.
VÔO EM CURVA
Em um movimento de uma bola de chumbo pendurada em um cabo de aço, em movimento circular, existem unicamente duas forças atuando sobre a bola:
a) O peso da bola.
b) A atração do cabo.
O mecanismo da curva de um avião é idêntico.
INCLINANDO AS ASAS do avião e AUMENTANDO O ÂNGULO DE ATAQUE, o piloto produz uma sustentação igual à tração do cabo de aço.
A força de sustentação numa curva deve ser dividida em duas componentes:
a) Componente vertical (-W), que deve ser obrigatoriamente igual ao pelo
b) Componente horizontal (FC) denominada FORÇA CENTRÍPEDA.
A força centrípeta aumenta com o peso e a velocidade, e diminui quando o raio de curva aumenta.
O ângulo de inclinação aumenta quando a velocidade aumenta.
O ângulo de inclinação diminui quando o raio da curva aumenta.
Quanto mais inclinação a curva maior deve ser a sustentação, a fim de garantir uma componente vertical (-W) igual ao peso do avião. Para isso o piloto deve manter o manche puxado durante toda a curva.
ERROS DE PILOTAGEM MAIS COMUNS NOS VÔOS EM CURVA:
GLISSADA: É provocada por uma inclinação exagerada das asas. A componente vertical da sustentação é insuficiente para suportar o peso do avião, o qual escorrega para dentro da curva, perdendo altitude.
DERRAPAGEM: É causada pela inclinação insuficiente das asas, devido à força centrípeta insuficiente, o avião derrapa para fora da curva pretendida. A derrapagem acontece também quando se pisa um dos pedais do leme de direção sem antes inclinar as asas.
RAIO LIMITE: O menor raio possível é chamado de RAIO LIMITE, para o qual a potência aplicada é máxima. Ao nível do mar o ar é denso, e por isso o motor tem muita potência e a avião sustenta-se facilmente no ar. A curva pode ser então bem fechada, e o RAIO LIMITE é o mínimo. Aumentando a altitude o ar fica cada vez mais rarefeito como resultado a potência do motor diminuirá e o avião necessitará de potência cada vez maior para voar.
Consequentemente o RAIO LIMITE irá aumentar até que, quando atingir o TETO ABSOLUTO, o avião mal conseguirá manter o vôo nivelado, ficando assim totalmente incapaz de executar curvas.
COMANDOS DE VÔO EM CURVA:
a) PARA INICIAR UMA CURVA, O PILOTO DEVERÁ :
- Comandar ailerons, para inclinar as asas;
- Aplicar pedal no mesmo sentido da curva para corrigir a GUINADA ADVERSA;
- Puxar o manche, para aumentar a sustentação;
- Aumentar a potência do motor para compensar o aumento do ARRASTO.
b) Depois de iniciada a curva, a asa externa à curva estará voando um pouco mais rapidamente que a asa interna. Para compensar esse efeito, o piloto deverá aplicar levemente os ailerons no sentido contrário à curva.
ESTOL EM CURVA:
A velocidade de estol numa curva é maior que num vôo em linha reta.
CARGAS DINÂMICAS
São os esforços que um avião sofre durante o vôo, devido a manobras, turbulências, etc...
Podendo ser classificadas em HORIZONTAIS E VERTICAIS:
a) As horizontais são geralmente fracas e não afetam a estrutura da acft.
b) As verticais são muito importantes, podendo destruir a acft se forem excessivas.
FATOR DE CARGA:
As cargas dinâmicas verticais são medidas por um instrumento chamado ACELERÔMETRO. Os algarismos marcados no mostrador indicam o FATOR DE CARGA que é a razão entre a sustentação e o peso da acft.
E m vôo nivelado, o fator força de carga é igual a um. Numa cabrada (subir), será superior à um. Ao picar (baixar), o fator de carga torna-se menor que um, podendo chegar a ZERO. O fator de carga poderá ficar NEGATIVO numa picada ainda mais violenta, nesse caso todos os objetos soltos da cabine serão lançados em direção ao teto da acft.
Os fatores de carga e elevados podem ser causados principalmente por:
- Vôos em curva;
- Manobras feitas pelo piloto;
- Rajadas de vento;
- Recuperação de mergulho.
FATOR DE CARGA NAS CURVAS:
O fator de carga numa curva é sempre maior que um (1). Quanto maior a inclinação da curva, maior o fator de carga.
FATOR DE CARGA NAS MANOBRAS:
O piloto pode provocar grandes fatores de carga em manobras. As acfts de acrobacias são construídas para resistirem aos seguintes fatores de carga:
- Fator de carga positivo: 6G
- Fator de carga negativo: -3G
As acfts suportam fatores de carga positivas maiores do que os fatores de carga negativo.
FATORES DE CARGA NAS RAJADAS:
Durante um vôo horizontal nivelado, o vento relativo é horizontal e o ângulo de ataque é pequeno. Quando surge uma rajada de vento ascendente, o ângulo de ataque aumenta repentinamente, porque o vento relativo e a velocidade da rajada formam um vento resultante inclinado. Isso faz com que o fator de carga aumente bruscamente, podendo danificar a acft se ela estiver voando em alta velocidade.
Para evitar fatores de carga elevado em atmosfera turbulenta, é necessário reduzir a velocidade de acordo com as recomendações do fabricante da acft.
FATOR DE CARGA NAS RECUPERAÇÕES:
Após um mergulho, podem ocorrer grandes fatores de carga:
a) A velocidade da acft é muito elevada, devido ao mergulho em que ela se encontra.
b) A asa é obrigada a não somente sustentar o peso da acft , como também a produzir a força centrípeta necessária para recuperar o vôo nivelado.
ESTOL DE VELOCIDADE:
Numa recuperação, o piloto não deve puxar muito bruscamente o manche, porque a asa poderá ultrapassar o ângulo de ataque crítico.
Se isso acontecer a acft entrará em estol, ficando incapaz de produzir sustentação necessária para à recuperação. Esse fenômeno chama-se ESTOL DE VELOCIDADE.
Para corrigir a situação, o piloto deve baixar o nariz da acft e tentar outra vez puxando o manche mais suavemente. Em acft com cauda em “T”, a recuperação do estol de velocidade pode ser impossível, porque a turbulência criada pela asa envolve o profundor, tornando-o inoperante, então neste caso o estol é evitado através de dispositivos que avisam o piloto da proximidade do estol.
DECOLAGENS E POUSOS
DECOLAGEM: Ela é feita com a potência máxima, para aumentar a aceleração. Inicialmente, o recuo da hélice é máximo, e também a tração. Com o aumento da velocidade, o recuo da hélice diminui, e também a tração. A velocidade de rotação da hélice aumenta. Existe ainda a força de atrito dos pneus com o solo que é tanto maior quanto mais rugosa e macia fora pista.
Por motivo de segurança, o piloto deve manter a acft no solo até atingir de 120% à 130% da velocidade de estol e só então deve permitir que a acft alce vôo.
O vento de proa diminui à distância de decolagem e aumenta o ângulo de subida.
CONDIÇÕES IDEAIS PARA DECOLAGEM:
- Baixa altitude;
- Baixa temperatura;
- Pista em declive
- Vento de proa;
- Ar seco
Os flaps facilitam a decolagem, desde que sejam usados de acordo com as instruções do manual de vôo da acft.
Terminada a decolagem inicia-se a fase de subida. Seguindo as instruções do manual de vôo, o piloto deve reduzir a potência e recolher os flaps quando a acft atingir uma determinada altitude.
TECNICAS DE POUSO:
As duas técnicas de pousos são:
- Pouso em três pontos;
- Pouso de pista.
Pouso em ter pontos é utilizado pelas acft com trem convencional. A acft é levada a entrar em estol rente a pista, tocando simultaneamente com o trem principal e a biquilha ( toca o solo com todas as rodas ao mesmo tempo).
Pouso de pista consiste em tocar o solo com uma certa velocidade, sem deixar que ocorra o estol (primeiro as rodas da frente depois com a de trás).
No pouso de pista , as acfts com trem convencional ( duas rodas na frente e uma atrás) tem maior risco de pilonagem e cavalo de pau, pois o centro de gravidade localiza-se atrás do trem principal.
CONDIÇOES IDEAIS PARA POUSO:
- Baixa altitude;
- Baixa temperatura;
- Pista em aclive;
- Vento de proa;
- Ar seco.
Os flaps permitem que as acfts aproximem-se com maiores ângulos de planeio e menores velocidades.
ESTABILIDADE LONGITUDINAL
TIPOS DE EQUILIBRIO:
- Equilíbrio estável;
- Equilíbrio instável;
- Equilíbrio indiferente.
Uma acft afastada da condição de equilíbrio pode comportar-se de três diferentes modos:
Estável A acft tende a voltar ao equilíbrio.
Instável A acft tende a afastar-se mais do equilíbrio.
Indiferente A acft continua fora do equilíbrio.
A asa de uma acft devido ao seu perfil assimétrico, é ESTATICAMENTE INSTÁVEL.
Por exemplo, se o ângulo de ataque aumentar, o centro de pressão (CP) avançará, aumentando ainda mais o ângulo de ataque.
Uma acft torna-se estável graças ao estabilizador, que serve para fazer a acft retornar sempre à sua posição original de equilíbrio. Por exemplo, se ela levantar o nariz, o ângulo de ataque do estabilizador aumentará, forçando a cauda para cima.
Para que uma acft seja ESTATICAMENTE ESTAVEL é necessário que ele tenha NARIZ PESADO, ou seja, o CENTRO DE GRAVIDADE (CG) deve estar localizado à frente do CENTRO DE PRESSÃO (CP).
Com o nariz mais pesado, quando a acft recebe uma RAJADA ASCENDENTE, sua cauda irá subir mais rapidamente que o nariz. Com isso o ângulo de ataque diminui, neutralizando o efeito da rajada.
Se o CENTRO DE GRAVIDADE não estiver nos limites estabelecidos pelo fabricante da acft ele ficará demasiadamente estável, a ponto de não responder adequadamente aos comandos do piloto.
Se o CENTRO DE GRAVIDADE estiver afastado ( cauda muito pesada), a acft terá grande manobrabilidade, mas será pouco estável ou até mesmo instável.
COMPORTAMENTO DE AMA ACFT ESTATICAMENTE ESTAVEL:
Reduzindo a potência do motor, a acft baixa o nariz e inicia uma descida, evitando automaticamente a perda de velocidade, que poderia levar ao estol.
Uma acft deve ser estaticamente estável para poder ser pilotada. Isso pode não ser suficiente, porque uma acft estaticamente estável pode apresentar três tipos de comportamento:
a) ACFT DINAMICAMENTE ESTÁVEL Volta ao equilíbrio e logo se estabiliza com uma ou duas oscilações.
b) ACFT DINAMICAMENTE INSTÁVEL Tenta voltar ao equilíbrio muito fortemente, e por isso as oscilações aumentam cada vez mais.
c) ACFT DINAMICAMENTE INDIFERENTE Tenta voltar ao equilíbrio, mas sempre o ultrapassa, oscilando sem parar.
As possibilidades de equilíbrio longitudinal de uma acft podem ser resumidas:
Uma acft pode ser estaticamente Estável e dinamicamente Estável
Instável Instável
Indiferente Indiferente
ESTABILIDADE LATERAL:
Quando uma acft sofre um desequilíbrio lateral, ela pode apresentar um dos três tipos de comportamento:
Estaticamente estável: A acft tende a retornar ao equilíbrio inicial.
Estaticamente instável: A acft tende a desequilibrar-se ainda mais
Estaticamente indiferente: A acft tende a continuar fora do equilíbrio.
Os esforços laterais na acft são geralmente pequenos, existindo basicamente cinco fatores que influem na estabilidade lateral:
a) DIEDRO
Quando uma acft está com as asas lateralmente desequilibradas, ela glissa na direção da asa mais baixa. Como resultado da glissada, surge um vento lateral sobre a asa. Dependendo do DIEDRO, a acft poderá ser estável ou instável.
b) ENFLEXAMENTO
durante uma glissada ou derrapagem, o enflexamento faz com que uma das asas seja atingida mais diretamente pelo vento lateral, produzido portanto mais sustentação do que a outra. Isso influi na estabilidade lateral.
c) EFEITO DE QUILHA
O vento lateral produz forças sobre as superfícies laterais da acft, podendo torna-la:
Estável quando a área lateral acima do CG é menor do que a área lateral abixo do CG
Instável quando a área lateral abaixo do CG é maior do que a área acima do CG.
d) EFEITO DE FUSELAGEM
o efeito de fuselagem diminui a estabilidade lateral, pois ele prejudica o efeito de DIEDRO.
e) DISTRIBUIÇÃO DE PESO
Nas acfts de asa alta, a fuselagem age como se fosse um pendulo, aumentando a estabilidade lateral. Nas acfts de asa baixa, o peso da fuselagem tende a aumentar o desequilíbrio lateral da acft, reduzindo a estabilidade.
Uma acft não deve ter estabilidade lateral exagerada, porque deixaria de obedecer adequadamente ao comando dos ailerons. Por essa razão, em algumas acft de asa alta, a fuselagem atua como um poderoso pendulo estabilizador, cujo o efeito precisa ser neutralizado através de DIEDRO negativo.
ESTABILIDADE DINÂMICA LATERAL:
Uma acft estaticamente estável tende a voltar ao equilíbrio sempre que for lateralmente inclinado. Existem três componentes possíveis:
Acft dinamicamente estável a acft volta ao equilíbrio, amortecendo as oscilações.
Acft dinamicamente indiferente a acft tenta voltar ao equilíbrio, mas não consegue amortecer as oscilações.
Acft dinamicamente instável a acft tenta voltar ao equilíbrio, mas desequilibra-se cada vez mais.
ESTABILIDADE DIRECIONAL
A estabilidade direcional refere-se ao equilíbrio de uma acft em torno do seu eixo vertical. Se precionar-mos o pedal direito, o nariz da acft desviar-se-a para a direita. Quando a pressão for aliviada, o comportamento da acft apresentará uma das características abaixo:
Estaticamente estável a acft tende a voltar ao equilíbrio.
Estaticamente instável a acft tende a afastar-se do equilíbrio, derrapando cada vez mais.
Estabilidade indiferente a acft tende a permanecer fora do equilíbrio, continuando a derrapar.
A estabilidade direcional é menos importante que a longitudinal. Isso significa que não há risco estrutural imediato quando a acft tem pouca estabilidade direcional, ele será sempre incomodo para o piloto.
Existem dois fatores que influenciam na estabilidade direcional:
a) Enflexamento a asa enflexada de uma acft, sofre um desvio para um dos lados, ficando com uma das asas mais exposta ao vento relativo que a outra, criando mais arrasto. Dessa forma aparecerá uma guinada que pode equilibrar a acft, conforme o enflexamento:
Enflexamento positivo: aumenta a estabilidade
Enflexamento negativo: diminui a estabilidade
b) Efeito de quilha o efeito de quilha é provocado pela ação do vento relativo sobre as áreas laterais da acft. Quanto maior a área lateral atrás do CENTRO DE GRAVIDADE (CG), maior será a estabilidade direcional da acft.
Grande área lateral atrás do CG aumento da estabilidade
Grande área lateral à frente do CG diminui a estabilidade
ESTABILIDADE DINÂMICA DIRECIONAL:
Uma acft dinamicamente estável pode comportar-se de três diferentes maneiras quando tenta voltar ao equilíbrio:
Dinamicamente estável a acft a volta ao equilíbrio, amortecendo as oscilações.
Dinamicamente instável a acft tenta voltar ao equilíbrio, mas não o consegue, oscilando cada vez mais forte.
Dinamicamente indiferente a acft tenta voltar ao equilíbrio,mas não consegue amortecer as oscilações.
PARAFUSOS
Para que uma acft entre em parafuso, o piloto reduz o motor à marcha lenta e ergue gradualmente o nariz da acft.
Este perde velocidade e quando esta prestes a estolar, o piloto preciona um dos pedais à fundo, fazendo a acft derrapar. A derrapagem faz uma das asas estolar, essa asa desse e a acft entra em parafuso.
O parafuso pode também ocorrer acidentalmente, isso ocorre quando a acft entra em estol acimétrico; sob influência de um dos fatores seguintes:
Torque do motor quando a acft está próximo ao ângulo crítico, o torque do motor tende a girar a acft no sentido contrário ao da rotação da hélice. Este efeito é muito mais pronunciado quendo a acft entra em estol ( com motor), ou seja, sem que a potência esteja reduzida.
Asas com incidências diferentes: para compensar a influência do torque dói motor, a acft pode ter sido fabricada com incidências diferentes nas asas. Isso não corrige o efeito do torque no vôo próximo ao estol; pelo contrário, acentua-o ainda mais, porque a asa com incidência maior estola antes da outra,podendo dar inicio a um parafuso.
Uso de ailerons próximo ao estol: Não se deve usar ailerons próximo ao ângulo crítico, pois o aileron que é a baixa pode provocar o estol nesta asa, dando inicio ao parafuso. É mais seguro usar os pedais.
Curvas: Durante uma curva inclinada o piloto entra em estol, a acft estará com excesso de inclinação e pouca sustentação. Aglissada resultante e o efeito de diedro fará a acft entrar em parafuso girando no sentido contrário ao da curva.
Recuperação: O piloto deve primeiramente interromper a rotação, pressionando à fundo o pedal do lado contrário ao da rotação. À seguir, deverá sair do mergulho, puxando progressivamente o manche para evitar o estol de velocidade. Os parafusos não oferecem perigo a acft , exceto quando ocorre próximos ao solo.
TEORIA DE ALTA VELOCIDADE
Os vôo de acft de alta velocidade é afetado pelo aparecimento de diversos fenômenos aerodinâmicos que não ocorrem em baixa velocidade.
VÔO EM BAIXA VELOCIDADE:
A acft desloca as partículas de ar que estão a sua frente. Essa camada de ar, por sua vez, desloca as partículas de ar situadas mais a frente. Essa onda de impulsos em cadeia propagasse sob forma de ondas de pressão esféricas. Essa onda de impulsos do ar atmosférico situado muito a frente da acft desloca-se antecipadamente, preparando-lhe a passagem. O escoamento do ar é, portanto, suave e gera pequeno arrasto.
Quando a acft voa na mesma velocidade do som as ondas de pressão não conseguem afastar-se da acft. Em conseqüência, as ondas de pressão ficam acumuladas no nariz da acft formando uma fina parede de ar comprimido chamado onda de choque, que comprimem as partículas de ar a frente dando o nome de onda de proa, porque se forma a frete do nariz da acft, é perpendicular a direção do vôo. O ar comprimido dentro dessa onda dificulta o avanço da acft criando assim um grande arrasto.
Quando uma acft voa acima da velocidade do som a onda de proa deixa de ser normal e torna-se obliqua, tomando a forma de um cone, que recebe o nome de cone de mach, e abertura do cone forma o ângulo de mach. Quanto maior a velocidade da acft maior será o ângulo de mach.
NUMERO DE MACH:
É a razão entre a velocidade verdadeira da acft e a velocidade do som no mesmo nível de vôo.
M = TAS
a
M – numero de mach
TAS – true air speed
a – velocidade do som
a velocidade do som depende unicamente da temperatura. O numero de mach aumenta com a altitude, isso acontece porque a temperatura diminui com a altitude, tornando menor a velocidade do som, ou seja quanto mais alto menor a temperatura e menor a velocidade do som e vise-versa.
NUMERO DE MACH CRITICO:
O mach critico é quando em algum lugar da acft ele forma uma onda de choque.
Subsônico acft que voa mach critico.
Transsonico acft que voa ate mach 1.
Supersônico acft que voa acima da velocidade mach.
Camada limite:
É uma fina camada de ar de baixa velocidade, a superfície externa da acft mantendo os filetes superiores escoando suavemente. Se a camada limite separar-se das asas, ocorrera um turbilhonamento. Esse turbilhonamento causado pela onda de choque dificulta o avanço da camada limite que podera parar sobre o extradorso.
Portanto a asa deve ser construída de modo que a onda de choque apareça o mais tardiamente possível.
Para aumentar o numero de mach critico, podem ser usados perfis laminares ou perfis chamados supercríticos. Nesses perfis, a curvatura do extradorso é pouco acentuada, evitando grandes aumentos de velocidade; como resultado, a onda de choque so aparecera em velocidades (ou numero de mach) mais elevados.
O numero de mach critico pode também ser aumentado através do uso de asas enflexadas. Nessas asas, a componente da velocidade do ar no sentido perpendicular ao cumprimento da asa é menor do que a velocidade do vento relativo sobre a acft. Isso faz com que a onda de choque no extradorso apareça mais tardiamente.
O deslocamento ou separação da camada limite pode ser evitado através de geradores de vórtice. Esses geradores são laminas inclinadas que funcionam como se fossem pequenas pontas de asas. O turbilhonamento induzido cria um filete de ar em espiral de alta velocidade que chocasse de encontro a camada limite prestes a estaguinar, dando-lhe um novo impulso. A camada limite torna-se turbulenta, mas evitara o deslocamento, porque possui maior velocidade.
CLASSIFICAÇÕES DAS ACFT:
De acordo com a velocidade do vôo, a acft é geralmente considerada de baixa velocidade ate 350kt, e de alta velocidade acima desse limite. Temos ainda outro critério de classificação:
a) acft subsônica quando voa abaixo do numero de mach critico.
b) acft transonica quando voa acima do numero de mach critico, porem abaixo de mach1.
c) acft supersônicas quando voa acima de mach1.
LIMITES DE VELOCIDADES:
As acft de alta velocidade devem respeitar dois limites de velocidade:
VMO velocidade máxima operacional, que é estabelecida pelo fabricante. Acima da VMO a acft pode sofrer danos estruturais.
MMO mach maximo operacional, que é estabelecido pelo fabricante, em função do tipo de operação. Acima de MMO podem aparecer perigosas tendências de vôo causadas pelas ondas de choque.
ENVELOPE AERODINÂMICO:
Serve para indicar rapidamente a velocidade máxima que o piloto pode permitir que a acft desenvolva numa determinada altitude. A VMO devera ser evitada abaixo da altitude de transição. Acima da altitude de transição o piloto devera observar o MMO, evitando que a acft o exceda.
ONDAS DE EXPANSAM:
É o efeito contrario a onda de choque, aparece quando o fluxo de ar em alta velocidade é obrigado a expandir-se, passando através de uma onda de expansão. A densidade e a pressão do ar diminuem bruscamente e a velocidade aumenta.
FLUXO TRANSVERSAL:
A pressa na parte central do perfil é menor do que na região do borde de ataque e do bordo de fuga, devido ao aumento da velocidade do ar. Isso faz com que a linha de fluxo em uma asa enflechada não sigam a direção original do escoamento. No bordo de ataque, o ar se escoa em direção a fuselagem, e no bordo de fuga, ele se escoa em direção às pontas das asas. Esse fluxo curvo chama-se fluxo transversal do escoamento.
FLUXO TRANSVERSAL DA CAMADA LIMITE:
A camada limite numa asa enflechada escoa continuamente da raiz da asa em direção às pontas. Nesse percurso ela perde velocidade devido ao atrito com a superfície da asa e pode descolar próximo às pontas, produzindo o estol nessas áreas. Para evitar este fenômeno causado pelo fluxo transversal da camada limite, são usadas barreiras chamadas Wing fences.
DEFLEXÃO AEROELÁSTICA DAS PONTAS:
Quando uma asa enflechada produz sustentação, ela fica um pouco torcida, de modo tal que as pontas ficam com o ângulo de ataque menor. Como resultado, a parte central da asa, passa a produzir a maior parte da sustentação. O centro de pressão desloca-se para frente, e se esse deslocamento for muito grande, o CP poderá ficar à frente do CG, reduzindo a estabilidade longitudinal da acft.
FENÔMENOS DO VÔO EM ALTA VELOCIDADE:
O vôo em alta velocidade mostra três fenômenos típicos que resultam do descolamento em diferentes regiões de uma asa enflechada, geralmente ocorrendo inesperadamente quando a acft atinge um determinado número de mach.
Exemplos de problemas em alta velocidade:
Pitch up a acft tende a subir
Roll off a acft tende a estolar
Tuck under a acft tende a perder altitude.
AEROSTATOS:
ACFT mais leves que o ar, fazem parte deste grupo os BALÕES E DIRIGIVEIS.
Principio de ARQUIMEDES:
“Todo corpo mergulhado em um fluido recebe um empuxo para cima de igual peso do fluido deslocado”.
AERODINOS:
ACFT mais pesadas que o ar, fazem parte deste grupo, os aviões, helicópteros e planadores.
3º lei de NEWTON, lei da ação e reação:
“A toda ação corresponde a uma ação de igual intensidade, em sentido contrario”.
FUSELAGEM
FINALIDADE:
Transportar tripulantes, passageiros e carga.
NACELE:
Palavra genérica que significa guardar coisas. Exemplo:
a) Pessoas nacele seria a cabine.
b) Coisas nacele seria o bagageiro ou o porão da ACFT.
ESTRUTURA DA FUSELAGEM:
A fuselagem esta dividida em alguns tipos, que segue a baixo:
a) Monocoque formado por cavernas.
b) Semi-Monocoque formado por cavernas, revestimentos e longarinas.
c) Tubular formado de tubos de aço soldados.
NOTA:
Alclad liga de alumínio e cobre que reveste o avião.
EMPENAGEM
No avião existem dois planos, vertical e o horizontal.
SUPERFICIE HORIZONTAL:
Opõe-se a tendência de levantar ou baixar a calda da ACFT, formado por um ESTABILIZADOR HORIZONTAL FIXO E UM PROFUNDOR MÓVEL.
SUPERFICIE VERTICAL:
Opõe-se a tendência de guinar (desvio para a direita ou para a esquerda), constituída por um ESTABILIZADOR VERTICAL FIXO (deriva) E UM LEME DE DIREÇÃO MOVEL.
TIPOS DE ESTABILIZADOR:
Padrão; Duplo; Triplo; Borboleta; “T” ou calda alta
Canard estabilizador na parte da frente do avião.
ASAS
Finalidade de produzir a sustentação necessário ao vôo.
QUANTO AO NÚMERO:
Monoplano; biplano; triplano; multi.
QUANTO AO FORMATO:
Reta; Elíptica; Trapesoidal; Enflexada; Dalta; Goemetrica variavel
QUANTO A FIXAÇÃO:
Cantilever direto na fuselagem.
Semi-cantilever direto na fuselagem com estatais e mantantes.
Ubanada somente montantes.
NOTA:
Montantes suportam o efeito de compreensão.
Estatais cabo de aço, que liga a asa na fuselagem.
QUANTO A POSIÇÃO DO PLANO:
Baixa; Média; Alta; Parasol
DIEDRO:
Ângulo formado entre o EIXO LATERAL e a LINHA DO PLANO DA ASA.
QUANTO AO DIEDRO:
Positivo; Nulo; Negativo; Gaivota; Gaivota invertida
ENFLEXAMENTO:
Ângulo formado entre o EIXO LATERAL e a LINHA DO BORDO DE ATAQUE.
QUANTO AO ENFLEXAMENTO:
Positivo; Nulo; Negativo
GEOMETRIA DA ASA:
Envergadura distância de ponta a ponta da asa.
Raiz parte da asa que acopla na fuselagem
Ponta final da asa.
NOTA:
Temos ainda a área da asa (geralmente representada pela letra S), que é igual ao produto da envergadura pela corda, ou seja: S = b.c
Perfil é o formato em corte de aerofólio. Existem dois tipos de perfis.
a) Perfil simétrico pode ser dividido por uma linha reta em duas metades iguais.
b) Perfil assimétrico não pode ser dividido por uma linha reta em duas partes iguais.
ELEMENTOS DE UM PERFIL:
a) Bordo de ataque parte da frente da asa.
b) Bordo de fuga parte traseira da asa.
c) Extradorso superfície superior da asa.
d) Intradorso superfície inferior da asa.
e) Corda linha que liga o bordo de ataque ao bordo de fuga.
f) Linha de curvatura média linha que separa o extradorso do intradorso.
ÂNGULO DE INCIDÊNCIA:
É o ângulo formado entre a CORDA e o EIXO LONGITUDINAL DA ACFT.
ÂNGULO DE ATAQUE:
É o ângulo forma do entre a CORDA e o VENTO RELATIVO.
SUPERFÍCIE DE PONTA DE ASA:
Para diminuir o diminuir o efeito do turbilhonamento de ponta de asa, pode-se usar tanques de ponta de asa (tiptank), ou carenagem de ponta de asa.
CMG (CORDA MÉDIA GEOMÉTRICA):
Utilizado para cálculos geométricos.
ESCOAMENTO
O movimento de um fluido gasoso ou líquido é denominado ESCOAMENTO, que pode ser de dois tipos:
a) laminar ou lamelar
b) turbulento ou turbilhonado
TUBO DE ESCOAMENTO:
É a canalização por onde escoa o fluido, existem dois tipos:
a) Tubo real
b) Tubo imaginário
EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE:
É uma lei do escoamento. Quanto mais estreito for o tubo de escoamento, maior será a velocidade do fluido que escoa.
PRESSÃO DINÂMICA:
Pressão produzida pelo impacto do vento. Ela é tanto maior quanto maior for a densidade ou a velocidade do fluido que escoa.
VELOCÍMETRO:
O velocímetro utilizado nas ACFT são um MANÔMETRO (medidor de pressão), que a partir da PRESSÃO DINÂMICA indica a velocidade do VENTO RELATIVO. Recebe duas entradas de pressão coletadas pelo TUBO DE PITOT. Ele possui uma entrada para pressão estática e uma outra para pressão total (que é igual à pressão estática mais a pressão dinâmica). A pressão estática entra pelos dois tubos e anula-se dentro do instrumento. Sobrando então a pressão dinâmica, que aciona o ponteiro.
VELOCIDADE INDICADA E VELOCIDADE AERODINÂMICA:
A velocidade que o piloto lê no mostrador do velocímetro somente é correta se a ACFT estiver voando na atmosfera padrão, ao nível do mar. Quando a ACFT não está voando ao nível do mar o velocímetro estará mostrando ao piloto uma velocidade incorreta, que chamaremos de VELOCIDADE INDICADA (VI). A velocidade da ACFT em relação ao ar recebe o nome de VELOCIDADE AERODINÂMICA (VA) OU VELOCIDADE VERDADEIRA.
Apesar do nome, a Velocidade Verdadeira ou Aerodinâmica não é realmente a verdadeira, pois falta considerar ainda a velocidade do vento atmosférico. Somente após efetuada essa correção chega-se à velocidade real do avião em relação à terra, que damos o nome de VELOCIDADE DO SOLO (VS).
ALTÍMETRO:
É um MANÔMETRO que indica altitude da ACFT com base na PRESSÃO ESTÁTICA. O valor lido é a ALTITUDE PRESSÃO (AP), mas a altitude real que a ACFT está voando chama-se ALTITUDE VERDADEIRA.
SISTEMA PITOT-ESTÁTICO:
Já vimos que o altímetro funciona através da pressão estática e o velocímetro precisa da pressão estática e da pressão total. Para fazer esses dois instrumentos funcionarem a ACFT possui:
Uma tomada de pressão estática
Uma tomada de pressão total (dinâmica mais estática), que chama-se TUBO DE PITOT.
O conjunto completo, montado na ACFT, chama-se SISTEMA PITOT-ESTÁTICO.
Nas ACFT de pequeno porte, o tubo de Pitot e a tomada de pressão estática podem estar incorporados em um único conjuto conforme mostra a figura.
TREM DE POUSO
QUANTO A FINALIDADE:
Operações no solo; amortecimentos; freios e direção no solo.
QUANTO AO NÚMERO DE PERNAS:
Bi-ciclo; tri-ciclo e multiciclo.
QUANTO AO LOCAL DE LIBERAÇÃO:
a) Litoplano
b) Hidroplano
c) anfíbio
a) litoplano pousa em:
Terra; grama; terra batida; asfalto; concreto asfaltico. Usa roda, esqui e patins.
b) Hidorplano pousa em:
Rios; lagos e mares. Usa flutuador.
c) Anfibio pousa em:
Terra e água. Usa flutuadores, rodas e aerobarcos.
QUANTO AO MOVIMENTO:
Fixo não recolhe
Retratil recolhe mas aparece a roda
Escamoteavel recolhe as rodas e esconde para dentro da fuselagem
FORÇAS AERODINÂMICAS
GENARALIDADES:
Resultante aerodinâmica (RA)
Centro de pressão (CP)
O ar escoa com mais velocidade no extradorso do que no intradorso. É produzida uma força dirigida para cima e inclinada para trás (RA), que pode ser decomposta em SUSTENTAÇÀO E ARRASTO.
Ao aumentar o ângulo de ataque em um perfil assimétrico o CP desloca-se para frente, e em um perfil simétrico o CP mantém-se no mesmo local.
SUSTENTAÇÃO (L):
Quando o ÂNGULO DE ATAQUE é POSITIVO, a SUSTENTAÇÃO também será POSITIVA, qualquer que seja o tipo do perfil. A SUSTENTAÇÃO é POSITIVA quando ela é dirigida do INTRADORSO para o EXTRADORSO. O ÂNGULO DE ATAQUE é NULO quando o VENTO RELATIVO sobra na mesma direção da CORDA DO AEROFOLIO. A SUSTENTAÇÀO poderá ser NULA ou POSITIVA, dependendo do tipo do perfil.
Existe um ÂNGULO DE ATAQUE no qual a asa não produz SUSTENTAÇÃO, esse ângulo chama-se ÂNGULO DE ATAQUE DE SUSTENTAÇÃO NULA. O ÂNGULO DE SUSTENTAÇÃO NULA é sempre igual a ZERO nos PERFIS SIMÉTRICOS e NEGATIVO NOS PERFIS ASSISMÉTRICOS.
Quando o ÂNGULO DE ATAQUE é MENOR QUE O ÂNGULO DE SUSTENTAÇÃO NULA, SUSTENTAÇÃO do aerofolio torna-se NEGATIVA. Essa SUSTENTAÇÃO é usada em acrobacia aérea.
ÂNGULO DE ESTOL:
Quando o ÂNGULO DE ATAQUE é aumentado a SUSTENTAÇÃO também aumenta, até atingir o máximo, o qual é atingido no instante em que um TURBILHONAMENTO está prestes a se iniciar no EXTRADORSO. Com isso a SUSTENTAÇÃO DIMINUI e AUMENTA RAPIDAMENTE O ARRASTO.
Formula da sustentação:
L = CL P/2 S V2
L sustentação
CL coeficiente de sustentação
P densidade do ar
S área da asa
V velocidade
ARRASTO:
O ARRASTO é PEQUENO quando o ÂNGULO DE ATAQUE é PEQUENO, mas quando o ÂNGULO DE ATAQUE é GRANDE o ARRASTO TAMBÉM É GRANDE.
Formula do arrasto:
D = CD P/2 S V2
D arrasto
CD coeficiente de arrasto
P densidade do ar
S área da asa
V velocidade
ARRASTO INDUZIDO:
É o ar que escapa do INTRADOSO em direção ao EXTRADORSO pela ponta das asas, formando um TURBILHONAMENTO EM ESPIRAL. Para diminuir o ARRASTO INDUZIDO, as ACFT de grande rendimento possuem asas com grande alongamento. O ARRASTO INDUZIDO também pode ser reduzido com TANQUES NA PONTA DA ASA (tip tank). O ARRASTO INDUZIDO é maior nas baixas velocidades como no POUSO e na DECOLAGEM, pois o ÂNGULO DE ATAQUE é maior.
ARRASTO PARASITA:
É o arrasto de todas as partes da ACFT que não produz SUSTENTAÇÃO.
Formula do arrasto parasita:
DP = 1,28 P/2 AV2
DP arrasto parasita
P densidade do ar
A área plana equivalente
V velocidade
O ARRASTO PARASITA é praticamente constante para pequenos ÂNGULOS DE ATAQUE.
FLUIDOS E ATMOSFERA
FLUIDO:
É todo corpo que não possui forma fixa.
a) Líquidos água; gasolina
b) Gases ar; oxigênio
PROPRIEDADES DO AR QUE AFETAM O VÔO:
a) Temperatura
b) Densidade
c) pressão
a) Temperatura:
A TEMPERATURA é medida através de TERMÔMETROS, que podem ser graduados em escala CELCIUS e FAHRENHEIT.
Na escala CELCIUS o ZERO dessa escala é a TEMPERATURA DE CONGELAMENTO DA ÁGUA. E 100ºC é a TEMPERATURA DE FERVURA da ÁGUA.
NA escala FAHRENHEIT, a TEMPERATURA DE CONGELAMENTO DA ÁGUA corresponde a 32ºF, e a TEMPERATURA DE FERVURA corresponde a 212ºF.
A escala KELVIN é o ZERO ABSOLUTO que é igual a –273ºC e –460ºF.
b) Densidade:
É a MASSA por unidade de volume do gás. A DENSIDADE AUMENTA quando o VOLUME DIMINUI e vise - versa.
c) Pressão:
PRESSÃO ESTÁTICA:
Sabemos que um gás dentro de um botijão exerce uma pressão sobre as paredes do recipiente, esse tipo de pressão chama-se PRESSÃO ESTÁTICA, porque é exercida por um gás estático, isto é, em repouso.
PRESSÃO ATMOSFÉRICA:
É a pressão exercida pelo ar sobre todas as coisas que estão dentro da atmosfera.
VARIAÇÃO DOS PARÂMETROS ATMOSFÉRICOS:
Os parâmetros atmosféricos mais importantes são a PRESSÃO, a DENSIDADE e a TEMPERATURA DO AR. Como regra geral, os valores destes três parâmetros diminuem quando a altitude aumenta.
ATMOSFERA PADRÃO:
O desempenho da ACFT, ou seja, a velocidade máxima, o comprimento da pista requerida para decolagem, etc, dependem muito dos parâmetros atmosféricos. Como esses parâmetros variam de momento a momento e de acordo com o local, torna-se necessário criar uma ATMOSFERA PADRÃO, a qual nos possibilita:
• Calcular o desempenho de ACFT em diversas condições, a partir de uma condiçào padrão.
• Comparar desempenho de ACFT diferentes
• Padronizar o critérios de aviação dos desempenhos de ACFT pelos diversos fabricantes do mundo.
ATMOSFERA PADRÃO ISA (ICAO STANDARD ATMOSPHERE):
A atmosfera padrão mais conhecida é a ISA, a qual foi definida pela ORGANIZAÇÃO DA AVIAÇÀO CIVIL INTERNACIONAL. São adotados os seguintes parâmetros para o nível do mar:
• Pressão: 1013.25 hPa (760 mm de mercúrio)
• Densidade: 1,225 kg/m3 (0,1249 kgf.s2.m-4)
• Temperatura: 15ºC
ALTIMETRO:
A pressão atmosférica diminui quando a altitude aumenta. O altímetro é um manômetro (medidor de pressao). A altitude indicada pelo altímetro recebe o nome de altitude pressão (ap). E a altitude real q o aviao esta voando chama-se altitude verdadeira.
ALTITUDE DENSIDADE:
A densidade do ar atmosférico diminui com o aumento da altitude. Da mesma forma que acontece com a pressão atmosférica a densidade do ar na atmosfera real também varia de maneira diferente da atmosfera padrão. Portanto a altitude indicada pelo instrumento será quase sempre incorreta, recebe o nome de altitude densidade (AD).
DISPOSITIVOS HIPERSUSTENTADORES
FLAP:
É um dispositivo que serve para aumentar a curvatura do perfil, aumentando o seu coeficiente de sustentação. O ângulo critico do aerofólio diminui um pouco.
TIPOS MAIS COMUNS DE FLAP:
a)flap simplis
b)flap ventral
c)flap com fenda
d)flap tipo flower
Os flaps funcionam também como freios aerodinâmicos porque aumentam o arrasto do aerofólio. O flap tipo flower é o que proporciona o maior aumento no coeficiente de sustentação.
SLOT:
É um dispositivo que aumenta o ângulo de ataque critico do aerofólio. Consiste numa fenda que suaviza o escoamento no extradorso da asas, evitando o turbilhonamento. Isso faz com que a asas possa atingir ângulos de ataque mais elevados, isto é, produzir mais sustentação
GRUPO MOTO-PROPULSORES
É o conjunto dos componentes que fornece a tração necessaria ao vôo.
TIPOS MAIS USADOS:
a)turbo jato
b)turbo fan
c)turbo hélice
d)motor a pistão e helice
POTENCIA EFETIVA:
É a potencia medida no eixo da hélice.
POTENCIA NOMINAL:
É a potencia efetiva máxima para qual o motor foi projetado.
POTENCIA ÚTIL:
É a potencia de tração desenvolvida pela a hélice sobre o avião. Isso significa que a hélice converte a potencia efetiva em potencia de tração. Nos monomotores de pequeno porte o grupo moto-propulsor é geralmente constituído por um motor a pistão e um a hélice. A hélice é um aerofólio rotativo que produz uma força de tração sobre a acft.
PASSO:
Como a helice possui pás torcidas, ele deveria funcionar como se fosse um parafuso, avançando uma determinada distancia a cada rotação completa; essa distancia chama-se passo teórico.
Como o ar é fluido, a distancia que a hélice avança é menor, e recebe o nome de passo efetivo. A distancia que a hélice deixou de percorrer é o recuo.
VÔO HORIZONTAL
Em um voo horizontal em velocidade constante a sustentação é igual ao peso, e a tração é igual ao arrasto.
L=W
T=D
Se diminuirmos a velocidade mantendo o vôo horizontal, será preciso aumentar o ângulo de ataque.
Ultrapassando o ângulo de ataque critico, inicia-se o estol e a sustentação (L) diminuira rapidamente mas é possível manter o vôo horizontal desde que a velocidade seja aumentada para compensar a redução da sustentação (L).
VÔO PLANADO
Um avião pode voar sem a tração do motor, porem em trajetória descendente. Esse tipo de vôo chama-se vôo planado. O ângulo formado entre a trajetória de vôo e a linha do horizonte, chama-se ângulo de planeio.
VELOCIDADE DE MELHOR PLANEIO:
É a velocidade que possibilita ao avião planar a maio distancia possível. É a velocidade que deve ser usada quando ocorre pane no motor.
VELOCIDADE DE MENOR RAZÃO DE DESCIDA:
É a velocidade não qual o avião permanece o maximo tempo em planeio.
VELOCIDADE FINAL:
É a velocidade máxima que o avião pode atingir em um mergulho ou planeio vertical. A sustentação deve ser nula para que a trajetória seja vertical.
RAZÃO DE DESCIDA:
É a autura perdida por unidade de tempo. A razão de descida é indicado por um instrumento chamado variometro (climb).
INFLUENCIA DO PESO:
O peso do avião não influi na distancia e no ângulo de planeio, mas aumenta a sua velocidade e razão de descida.
INFLUENCIA DO VENTO:
O vento de causa aumenta a distancia de planeio e diminui o ângulo de planeio. O vento de proa tem efeito contrario ou seja ele diminuía distancia de planeio e aumenta o ângulo de planeio.
INFLUENCIA DA ALTITUDE:
Imagine dois aviões em altitudes diferentes, o avião mais alto plana mais rapidamente porque a densidade do ar é menor em altitude elevada.
VÔO ASCENDENTE
Num vôo ascendente o avião tem duas componentes de velocidade:
Vh – velocidade horizontal
Rs – razão de subida
O ângulo entre a trajetória ascendente do avião e alinha do horizonte chama-se ângulo de subida. Existem duas velocidades importantes no vôo ascendente:
VELOCIDADE DE MÁXIMA RAZÃO DE SUBIDA:
É a velocidade na qual o avião ganha altura o mais rápido possível.
VELOCIDADE DE MAXIMO ÂNGULO DE SUBIDA:
É a velocidade na qual o avião sobe com maior ângulo de subida e uma velocidade menos que a de máxima razão de subida. A medida que o avião ganha altura, a densidade do ar atmosférico diminui. Por este motivo, a razão de subida máxima diminui gradativamente ate tornar-se nula no teto absoluto.
ESTUDO DA PERFORMACE EM SUBIDA:
Para obter a máxima razão de subida o avião deve voar na velocidade na qual haja a maior sobra de potencia. A razão de subida máxima e o maior ângulo de subida dependem do peso do avião, da altitude do local, da potencia disponível e da área de asas.
O MAIOR ÂNGULO DE SUBIDA É OBTIDO ATRAVES DE:
- baixo peso
- baixa altitude
- alta potencia disponível
- grande área de asa
A MAIOR RAZÃO DE SUBIDA É OBTIDA ATRAVÉS DE:
- baixo peso
- baixa altitude
- alta potencia disponível
- pequena área de asa
Aumentado a altitude, a potencia disponível diminui e a potencia necessária aumenta. No teto absoluto só existe uma velocidade em que o avião pode voar. Essa velocidade é, ao mesmo tempo, a velocidade máxima, velocidade de Maximo alcance, velocidade de máxima autonomia, velocidade mínima e velocidade de estol.
COMANDOS DE VOO
Os comandos de vôo podem ser realizados em torno de 3 eixos imaginários que passam pelo centro de gravidade (CG) do avião.
- eixo longitudinal (rolagem, é produzido pelos ailerons, comandado pelo manche)
O movimento em torno do eixo longitudinal chama-se rolagem, rolamento, bancagem ou inclinação lateral podendo ser efetuado para direita ou esquerda.
- eixo transversal (arfagem ou tangagem, é produzido pelo profundor, comandado pelos manche)
O movimento em torno do eixo transversal chama-se arfagem ou tangagem. Podendo ser efetuado em dois sentidos:
- para cima (cabrar ou arfagem)
- para baixo (picar ou tangagem)
- eixo vertical (guinada, é produzido pelo leme de direção, comandado pelos pedais)
O movimento em torno do eixo vertical chama-se guinada. Podendo ser efetuada para a esquerda ou direita.
Os movimentos de um avião são controlados através de uma superfícies de controle ou superfícies de comando, que são:
a) ailerons, que comanda os movimentos de rolagem
b) profundor, que comanda os movimentos de arfagem ou tangagem
c) leme de direção, que comanda os movimentos de guinada
os comandos usados pelo piloto para comandar a acft são o manche e os pedais. Podendo ser movido em quatro sentidos:
- direita a acft rola para a direita
- esquerda a acft rola para a esquerda
- frente a acft abaixa o nariz
- atrás a acft levanta o nariz
O leme de direção é acionado pelos dois pedais:
- pedal direito produz guinada para a direita
- pedal esquerdo produz guinada para esquerda
As superfícies de comando produzem as forças necessárias para controlar a acft. Ela atuam modificando o ângulo de ataque. Alguns aviões possuem superfícies de comando fixo que fica parado e somente o plano móvel se desloca, girando em torno do eixo. Outras acft possuem superfícies de controle sem planos fixos, com exemplo podemos ter um estabilizador inteiramente móvel.
Nos grandes aviões existem as superfícies de controle compensado , para evitar a força do piloto, e elas podem ser de três tipos:
Tipo I
Compensação por deslocamento do eixo de articulação
Tipo II
Compensação através de saliência na superfície de comando.
Tipo III
Compensação através de compensadores automático.
Os grandes aviões comerciais, às superfícies de controle são movimentadas através de potentes mecanismos hidráulicos. O manche e os pedais simplesmente controlam esses mecanismos.
Os aviões possuem ainda equilibradores (“tabs” ou compensadores), que são pequenas superfícies colocadas nos bordos de fuga das superfícies de controle. Suas finalidades são:
a)Tirar tendências indesejáveis de vôo.
b) Compensar o avião em diferentes altitudes de vôo.
c) Reduzir a força necessária para movimentar os comandos.
TIPOS DE COMPENSADORES:
a) Compensadores fixos só podem ser ajustados no solo
b) Compensadores comandáveis podem ser ajustados pelo piloto durante o vôo.
c) Compensadores automáticos movem-se automaticamente com a superfície de controle, sem ação direta do piloto.
GUINADA ADVERSA:
Ao comandar um rolamento a esquerda, por razões aerodinâmicas, o aileron defletido para baixo (aileron direito) produz arrasto maior do que o aileron defletido para cima (aileron esquerdo). Isso faz o avião guinar para a direita, esse fenômeno chama-se GUINADA ADVERSA, e ocorre sempre no sentido contrário ao do rolamento.
A guinada adversa pode ser evitada por três formas:
a) Aplicar LEME DE DIREÇÃO no sentido contrário ao da guinada adversa.
b) Equipar o avião com AILERONS DIFERENCIAIS, esses ailerons tem movimento para cima maior que para baixo, igualando assim os arrastos que produzem.
c) Equipar o avião com AILERONS TIPO “FRISE”. Esses ailerons tem uma saliência dianteira que provoca maior arrasto quando se movem para cima.
VÔO EM CURVA
Em um movimento de uma bola de chumbo pendurada em um cabo de aço, em movimento circular, existem unicamente duas forças atuando sobre a bola:
a) O peso da bola.
b) A atração do cabo.
O mecanismo da curva de um avião é idêntico.
INCLINANDO AS ASAS do avião e AUMENTANDO O ÂNGULO DE ATAQUE, o piloto produz uma sustentação igual à tração do cabo de aço.
A força de sustentação numa curva deve ser dividida em duas componentes:
a) Componente vertical (-W), que deve ser obrigatoriamente igual ao pelo
b) Componente horizontal (FC) denominada FORÇA CENTRÍPEDA.
A força centrípeta aumenta com o peso e a velocidade, e diminui quando o raio de curva aumenta.
O ângulo de inclinação aumenta quando a velocidade aumenta.
O ângulo de inclinação diminui quando o raio da curva aumenta.
Quanto mais inclinação a curva maior deve ser a sustentação, a fim de garantir uma componente vertical (-W) igual ao peso do avião. Para isso o piloto deve manter o manche puxado durante toda a curva.
ERROS DE PILOTAGEM MAIS COMUNS NOS VÔOS EM CURVA:
GLISSADA: É provocada por uma inclinação exagerada das asas. A componente vertical da sustentação é insuficiente para suportar o peso do avião, o qual escorrega para dentro da curva, perdendo altitude.
DERRAPAGEM: É causada pela inclinação insuficiente das asas, devido à força centrípeta insuficiente, o avião derrapa para fora da curva pretendida. A derrapagem acontece também quando se pisa um dos pedais do leme de direção sem antes inclinar as asas.
RAIO LIMITE: O menor raio possível é chamado de RAIO LIMITE, para o qual a potência aplicada é máxima. Ao nível do mar o ar é denso, e por isso o motor tem muita potência e a avião sustenta-se facilmente no ar. A curva pode ser então bem fechada, e o RAIO LIMITE é o mínimo. Aumentando a altitude o ar fica cada vez mais rarefeito como resultado a potência do motor diminuirá e o avião necessitará de potência cada vez maior para voar.
Consequentemente o RAIO LIMITE irá aumentar até que, quando atingir o TETO ABSOLUTO, o avião mal conseguirá manter o vôo nivelado, ficando assim totalmente incapaz de executar curvas.
COMANDOS DE VÔO EM CURVA:
a) PARA INICIAR UMA CURVA, O PILOTO DEVERÁ :
- Comandar ailerons, para inclinar as asas;
- Aplicar pedal no mesmo sentido da curva para corrigir a GUINADA ADVERSA;
- Puxar o manche, para aumentar a sustentação;
- Aumentar a potência do motor para compensar o aumento do ARRASTO.
b) Depois de iniciada a curva, a asa externa à curva estará voando um pouco mais rapidamente que a asa interna. Para compensar esse efeito, o piloto deverá aplicar levemente os ailerons no sentido contrário à curva.
ESTOL EM CURVA:
A velocidade de estol numa curva é maior que num vôo em linha reta.
CARGAS DINÂMICAS
São os esforços que um avião sofre durante o vôo, devido a manobras, turbulências, etc...
Podendo ser classificadas em HORIZONTAIS E VERTICAIS:
a) As horizontais são geralmente fracas e não afetam a estrutura da acft.
b) As verticais são muito importantes, podendo destruir a acft se forem excessivas.
FATOR DE CARGA:
As cargas dinâmicas verticais são medidas por um instrumento chamado ACELERÔMETRO. Os algarismos marcados no mostrador indicam o FATOR DE CARGA que é a razão entre a sustentação e o peso da acft.
E m vôo nivelado, o fator força de carga é igual a um. Numa cabrada (subir), será superior à um. Ao picar (baixar), o fator de carga torna-se menor que um, podendo chegar a ZERO. O fator de carga poderá ficar NEGATIVO numa picada ainda mais violenta, nesse caso todos os objetos soltos da cabine serão lançados em direção ao teto da acft.
Os fatores de carga e elevados podem ser causados principalmente por:
- Vôos em curva;
- Manobras feitas pelo piloto;
- Rajadas de vento;
- Recuperação de mergulho.
FATOR DE CARGA NAS CURVAS:
O fator de carga numa curva é sempre maior que um (1). Quanto maior a inclinação da curva, maior o fator de carga.
FATOR DE CARGA NAS MANOBRAS:
O piloto pode provocar grandes fatores de carga em manobras. As acfts de acrobacias são construídas para resistirem aos seguintes fatores de carga:
- Fator de carga positivo: 6G
- Fator de carga negativo: -3G
As acfts suportam fatores de carga positivas maiores do que os fatores de carga negativo.
FATORES DE CARGA NAS RAJADAS:
Durante um vôo horizontal nivelado, o vento relativo é horizontal e o ângulo de ataque é pequeno. Quando surge uma rajada de vento ascendente, o ângulo de ataque aumenta repentinamente, porque o vento relativo e a velocidade da rajada formam um vento resultante inclinado. Isso faz com que o fator de carga aumente bruscamente, podendo danificar a acft se ela estiver voando em alta velocidade.
Para evitar fatores de carga elevado em atmosfera turbulenta, é necessário reduzir a velocidade de acordo com as recomendações do fabricante da acft.
FATOR DE CARGA NAS RECUPERAÇÕES:
Após um mergulho, podem ocorrer grandes fatores de carga:
a) A velocidade da acft é muito elevada, devido ao mergulho em que ela se encontra.
b) A asa é obrigada a não somente sustentar o peso da acft , como também a produzir a força centrípeta necessária para recuperar o vôo nivelado.
ESTOL DE VELOCIDADE:
Numa recuperação, o piloto não deve puxar muito bruscamente o manche, porque a asa poderá ultrapassar o ângulo de ataque crítico.
Se isso acontecer a acft entrará em estol, ficando incapaz de produzir sustentação necessária para à recuperação. Esse fenômeno chama-se ESTOL DE VELOCIDADE.
Para corrigir a situação, o piloto deve baixar o nariz da acft e tentar outra vez puxando o manche mais suavemente. Em acft com cauda em “T”, a recuperação do estol de velocidade pode ser impossível, porque a turbulência criada pela asa envolve o profundor, tornando-o inoperante, então neste caso o estol é evitado através de dispositivos que avisam o piloto da proximidade do estol.
DECOLAGENS E POUSOS
DECOLAGEM: Ela é feita com a potência máxima, para aumentar a aceleração. Inicialmente, o recuo da hélice é máximo, e também a tração. Com o aumento da velocidade, o recuo da hélice diminui, e também a tração. A velocidade de rotação da hélice aumenta. Existe ainda a força de atrito dos pneus com o solo que é tanto maior quanto mais rugosa e macia fora pista.
Por motivo de segurança, o piloto deve manter a acft no solo até atingir de 120% à 130% da velocidade de estol e só então deve permitir que a acft alce vôo.
O vento de proa diminui à distância de decolagem e aumenta o ângulo de subida.
CONDIÇÕES IDEAIS PARA DECOLAGEM:
- Baixa altitude;
- Baixa temperatura;
- Pista em declive
- Vento de proa;
- Ar seco
Os flaps facilitam a decolagem, desde que sejam usados de acordo com as instruções do manual de vôo da acft.
Terminada a decolagem inicia-se a fase de subida. Seguindo as instruções do manual de vôo, o piloto deve reduzir a potência e recolher os flaps quando a acft atingir uma determinada altitude.
TECNICAS DE POUSO:
As duas técnicas de pousos são:
- Pouso em três pontos;
- Pouso de pista.
Pouso em ter pontos é utilizado pelas acft com trem convencional. A acft é levada a entrar em estol rente a pista, tocando simultaneamente com o trem principal e a biquilha ( toca o solo com todas as rodas ao mesmo tempo).
Pouso de pista consiste em tocar o solo com uma certa velocidade, sem deixar que ocorra o estol (primeiro as rodas da frente depois com a de trás).
No pouso de pista , as acfts com trem convencional ( duas rodas na frente e uma atrás) tem maior risco de pilonagem e cavalo de pau, pois o centro de gravidade localiza-se atrás do trem principal.
CONDIÇOES IDEAIS PARA POUSO:
- Baixa altitude;
- Baixa temperatura;
- Pista em aclive;
- Vento de proa;
- Ar seco.
Os flaps permitem que as acfts aproximem-se com maiores ângulos de planeio e menores velocidades.
ESTABILIDADE LONGITUDINAL
TIPOS DE EQUILIBRIO:
- Equilíbrio estável;
- Equilíbrio instável;
- Equilíbrio indiferente.
Uma acft afastada da condição de equilíbrio pode comportar-se de três diferentes modos:
Estável A acft tende a voltar ao equilíbrio.
Instável A acft tende a afastar-se mais do equilíbrio.
Indiferente A acft continua fora do equilíbrio.
A asa de uma acft devido ao seu perfil assimétrico, é ESTATICAMENTE INSTÁVEL.
Por exemplo, se o ângulo de ataque aumentar, o centro de pressão (CP) avançará, aumentando ainda mais o ângulo de ataque.
Uma acft torna-se estável graças ao estabilizador, que serve para fazer a acft retornar sempre à sua posição original de equilíbrio. Por exemplo, se ela levantar o nariz, o ângulo de ataque do estabilizador aumentará, forçando a cauda para cima.
Para que uma acft seja ESTATICAMENTE ESTAVEL é necessário que ele tenha NARIZ PESADO, ou seja, o CENTRO DE GRAVIDADE (CG) deve estar localizado à frente do CENTRO DE PRESSÃO (CP).
Com o nariz mais pesado, quando a acft recebe uma RAJADA ASCENDENTE, sua cauda irá subir mais rapidamente que o nariz. Com isso o ângulo de ataque diminui, neutralizando o efeito da rajada.
Se o CENTRO DE GRAVIDADE não estiver nos limites estabelecidos pelo fabricante da acft ele ficará demasiadamente estável, a ponto de não responder adequadamente aos comandos do piloto.
Se o CENTRO DE GRAVIDADE estiver afastado ( cauda muito pesada), a acft terá grande manobrabilidade, mas será pouco estável ou até mesmo instável.
COMPORTAMENTO DE AMA ACFT ESTATICAMENTE ESTAVEL:
Reduzindo a potência do motor, a acft baixa o nariz e inicia uma descida, evitando automaticamente a perda de velocidade, que poderia levar ao estol.
Uma acft deve ser estaticamente estável para poder ser pilotada. Isso pode não ser suficiente, porque uma acft estaticamente estável pode apresentar três tipos de comportamento:
a) ACFT DINAMICAMENTE ESTÁVEL Volta ao equilíbrio e logo se estabiliza com uma ou duas oscilações.
b) ACFT DINAMICAMENTE INSTÁVEL Tenta voltar ao equilíbrio muito fortemente, e por isso as oscilações aumentam cada vez mais.
c) ACFT DINAMICAMENTE INDIFERENTE Tenta voltar ao equilíbrio, mas sempre o ultrapassa, oscilando sem parar.
As possibilidades de equilíbrio longitudinal de uma acft podem ser resumidas:
Uma acft pode ser estaticamente Estável e dinamicamente Estável
Instável Instável
Indiferente Indiferente
ESTABILIDADE LATERAL:
Quando uma acft sofre um desequilíbrio lateral, ela pode apresentar um dos três tipos de comportamento:
Estaticamente estável: A acft tende a retornar ao equilíbrio inicial.
Estaticamente instável: A acft tende a desequilibrar-se ainda mais
Estaticamente indiferente: A acft tende a continuar fora do equilíbrio.
Os esforços laterais na acft são geralmente pequenos, existindo basicamente cinco fatores que influem na estabilidade lateral:
a) DIEDRO
Quando uma acft está com as asas lateralmente desequilibradas, ela glissa na direção da asa mais baixa. Como resultado da glissada, surge um vento lateral sobre a asa. Dependendo do DIEDRO, a acft poderá ser estável ou instável.
b) ENFLEXAMENTO
durante uma glissada ou derrapagem, o enflexamento faz com que uma das asas seja atingida mais diretamente pelo vento lateral, produzido portanto mais sustentação do que a outra. Isso influi na estabilidade lateral.
c) EFEITO DE QUILHA
O vento lateral produz forças sobre as superfícies laterais da acft, podendo torna-la:
Estável quando a área lateral acima do CG é menor do que a área lateral abixo do CG
Instável quando a área lateral abaixo do CG é maior do que a área acima do CG.
d) EFEITO DE FUSELAGEM
o efeito de fuselagem diminui a estabilidade lateral, pois ele prejudica o efeito de DIEDRO.
e) DISTRIBUIÇÃO DE PESO
Nas acfts de asa alta, a fuselagem age como se fosse um pendulo, aumentando a estabilidade lateral. Nas acfts de asa baixa, o peso da fuselagem tende a aumentar o desequilíbrio lateral da acft, reduzindo a estabilidade.
Uma acft não deve ter estabilidade lateral exagerada, porque deixaria de obedecer adequadamente ao comando dos ailerons. Por essa razão, em algumas acft de asa alta, a fuselagem atua como um poderoso pendulo estabilizador, cujo o efeito precisa ser neutralizado através de DIEDRO negativo.
ESTABILIDADE DINÂMICA LATERAL:
Uma acft estaticamente estável tende a voltar ao equilíbrio sempre que for lateralmente inclinado. Existem três componentes possíveis:
Acft dinamicamente estável a acft volta ao equilíbrio, amortecendo as oscilações.
Acft dinamicamente indiferente a acft tenta voltar ao equilíbrio, mas não consegue amortecer as oscilações.
Acft dinamicamente instável a acft tenta voltar ao equilíbrio, mas desequilibra-se cada vez mais.
ESTABILIDADE DIRECIONAL
A estabilidade direcional refere-se ao equilíbrio de uma acft em torno do seu eixo vertical. Se precionar-mos o pedal direito, o nariz da acft desviar-se-a para a direita. Quando a pressão for aliviada, o comportamento da acft apresentará uma das características abaixo:
Estaticamente estável a acft tende a voltar ao equilíbrio.
Estaticamente instável a acft tende a afastar-se do equilíbrio, derrapando cada vez mais.
Estabilidade indiferente a acft tende a permanecer fora do equilíbrio, continuando a derrapar.
A estabilidade direcional é menos importante que a longitudinal. Isso significa que não há risco estrutural imediato quando a acft tem pouca estabilidade direcional, ele será sempre incomodo para o piloto.
Existem dois fatores que influenciam na estabilidade direcional:
a) Enflexamento a asa enflexada de uma acft, sofre um desvio para um dos lados, ficando com uma das asas mais exposta ao vento relativo que a outra, criando mais arrasto. Dessa forma aparecerá uma guinada que pode equilibrar a acft, conforme o enflexamento:
Enflexamento positivo: aumenta a estabilidade
Enflexamento negativo: diminui a estabilidade
b) Efeito de quilha o efeito de quilha é provocado pela ação do vento relativo sobre as áreas laterais da acft. Quanto maior a área lateral atrás do CENTRO DE GRAVIDADE (CG), maior será a estabilidade direcional da acft.
Grande área lateral atrás do CG aumento da estabilidade
Grande área lateral à frente do CG diminui a estabilidade
ESTABILIDADE DINÂMICA DIRECIONAL:
Uma acft dinamicamente estável pode comportar-se de três diferentes maneiras quando tenta voltar ao equilíbrio:
Dinamicamente estável a acft a volta ao equilíbrio, amortecendo as oscilações.
Dinamicamente instável a acft tenta voltar ao equilíbrio, mas não o consegue, oscilando cada vez mais forte.
Dinamicamente indiferente a acft tenta voltar ao equilíbrio,mas não consegue amortecer as oscilações.
PARAFUSOS
Para que uma acft entre em parafuso, o piloto reduz o motor à marcha lenta e ergue gradualmente o nariz da acft.
Este perde velocidade e quando esta prestes a estolar, o piloto preciona um dos pedais à fundo, fazendo a acft derrapar. A derrapagem faz uma das asas estolar, essa asa desse e a acft entra em parafuso.
O parafuso pode também ocorrer acidentalmente, isso ocorre quando a acft entra em estol acimétrico; sob influência de um dos fatores seguintes:
Torque do motor quando a acft está próximo ao ângulo crítico, o torque do motor tende a girar a acft no sentido contrário ao da rotação da hélice. Este efeito é muito mais pronunciado quendo a acft entra em estol ( com motor), ou seja, sem que a potência esteja reduzida.
Asas com incidências diferentes: para compensar a influência do torque dói motor, a acft pode ter sido fabricada com incidências diferentes nas asas. Isso não corrige o efeito do torque no vôo próximo ao estol; pelo contrário, acentua-o ainda mais, porque a asa com incidência maior estola antes da outra,podendo dar inicio a um parafuso.
Uso de ailerons próximo ao estol: Não se deve usar ailerons próximo ao ângulo crítico, pois o aileron que é a baixa pode provocar o estol nesta asa, dando inicio ao parafuso. É mais seguro usar os pedais.
Curvas: Durante uma curva inclinada o piloto entra em estol, a acft estará com excesso de inclinação e pouca sustentação. Aglissada resultante e o efeito de diedro fará a acft entrar em parafuso girando no sentido contrário ao da curva.
Recuperação: O piloto deve primeiramente interromper a rotação, pressionando à fundo o pedal do lado contrário ao da rotação. À seguir, deverá sair do mergulho, puxando progressivamente o manche para evitar o estol de velocidade. Os parafusos não oferecem perigo a acft , exceto quando ocorre próximos ao solo.
TEORIA DE ALTA VELOCIDADE
Os vôo de acft de alta velocidade é afetado pelo aparecimento de diversos fenômenos aerodinâmicos que não ocorrem em baixa velocidade.
VÔO EM BAIXA VELOCIDADE:
A acft desloca as partículas de ar que estão a sua frente. Essa camada de ar, por sua vez, desloca as partículas de ar situadas mais a frente. Essa onda de impulsos em cadeia propagasse sob forma de ondas de pressão esféricas. Essa onda de impulsos do ar atmosférico situado muito a frente da acft desloca-se antecipadamente, preparando-lhe a passagem. O escoamento do ar é, portanto, suave e gera pequeno arrasto.
Quando a acft voa na mesma velocidade do som as ondas de pressão não conseguem afastar-se da acft. Em conseqüência, as ondas de pressão ficam acumuladas no nariz da acft formando uma fina parede de ar comprimido chamado onda de choque, que comprimem as partículas de ar a frente dando o nome de onda de proa, porque se forma a frete do nariz da acft, é perpendicular a direção do vôo. O ar comprimido dentro dessa onda dificulta o avanço da acft criando assim um grande arrasto.
Quando uma acft voa acima da velocidade do som a onda de proa deixa de ser normal e torna-se obliqua, tomando a forma de um cone, que recebe o nome de cone de mach, e abertura do cone forma o ângulo de mach. Quanto maior a velocidade da acft maior será o ângulo de mach.
NUMERO DE MACH:
É a razão entre a velocidade verdadeira da acft e a velocidade do som no mesmo nível de vôo.
M = TAS
a
M – numero de mach
TAS – true air speed
a – velocidade do som
a velocidade do som depende unicamente da temperatura. O numero de mach aumenta com a altitude, isso acontece porque a temperatura diminui com a altitude, tornando menor a velocidade do som, ou seja quanto mais alto menor a temperatura e menor a velocidade do som e vise-versa.
NUMERO DE MACH CRITICO:
O mach critico é quando em algum lugar da acft ele forma uma onda de choque.
Subsônico acft que voa mach critico.
Transsonico acft que voa ate mach 1.
Supersônico acft que voa acima da velocidade mach.
Camada limite:
É uma fina camada de ar de baixa velocidade, a superfície externa da acft mantendo os filetes superiores escoando suavemente. Se a camada limite separar-se das asas, ocorrera um turbilhonamento. Esse turbilhonamento causado pela onda de choque dificulta o avanço da camada limite que podera parar sobre o extradorso.
Portanto a asa deve ser construída de modo que a onda de choque apareça o mais tardiamente possível.
Para aumentar o numero de mach critico, podem ser usados perfis laminares ou perfis chamados supercríticos. Nesses perfis, a curvatura do extradorso é pouco acentuada, evitando grandes aumentos de velocidade; como resultado, a onda de choque so aparecera em velocidades (ou numero de mach) mais elevados.
O numero de mach critico pode também ser aumentado através do uso de asas enflexadas. Nessas asas, a componente da velocidade do ar no sentido perpendicular ao cumprimento da asa é menor do que a velocidade do vento relativo sobre a acft. Isso faz com que a onda de choque no extradorso apareça mais tardiamente.
O deslocamento ou separação da camada limite pode ser evitado através de geradores de vórtice. Esses geradores são laminas inclinadas que funcionam como se fossem pequenas pontas de asas. O turbilhonamento induzido cria um filete de ar em espiral de alta velocidade que chocasse de encontro a camada limite prestes a estaguinar, dando-lhe um novo impulso. A camada limite torna-se turbulenta, mas evitara o deslocamento, porque possui maior velocidade.
CLASSIFICAÇÕES DAS ACFT:
De acordo com a velocidade do vôo, a acft é geralmente considerada de baixa velocidade ate 350kt, e de alta velocidade acima desse limite. Temos ainda outro critério de classificação:
a) acft subsônica quando voa abaixo do numero de mach critico.
b) acft transonica quando voa acima do numero de mach critico, porem abaixo de mach1.
c) acft supersônicas quando voa acima de mach1.
LIMITES DE VELOCIDADES:
As acft de alta velocidade devem respeitar dois limites de velocidade:
VMO velocidade máxima operacional, que é estabelecida pelo fabricante. Acima da VMO a acft pode sofrer danos estruturais.
MMO mach maximo operacional, que é estabelecido pelo fabricante, em função do tipo de operação. Acima de MMO podem aparecer perigosas tendências de vôo causadas pelas ondas de choque.
ENVELOPE AERODINÂMICO:
Serve para indicar rapidamente a velocidade máxima que o piloto pode permitir que a acft desenvolva numa determinada altitude. A VMO devera ser evitada abaixo da altitude de transição. Acima da altitude de transição o piloto devera observar o MMO, evitando que a acft o exceda.
ONDAS DE EXPANSAM:
É o efeito contrario a onda de choque, aparece quando o fluxo de ar em alta velocidade é obrigado a expandir-se, passando através de uma onda de expansão. A densidade e a pressão do ar diminuem bruscamente e a velocidade aumenta.
FLUXO TRANSVERSAL:
A pressa na parte central do perfil é menor do que na região do borde de ataque e do bordo de fuga, devido ao aumento da velocidade do ar. Isso faz com que a linha de fluxo em uma asa enflechada não sigam a direção original do escoamento. No bordo de ataque, o ar se escoa em direção a fuselagem, e no bordo de fuga, ele se escoa em direção às pontas das asas. Esse fluxo curvo chama-se fluxo transversal do escoamento.
FLUXO TRANSVERSAL DA CAMADA LIMITE:
A camada limite numa asa enflechada escoa continuamente da raiz da asa em direção às pontas. Nesse percurso ela perde velocidade devido ao atrito com a superfície da asa e pode descolar próximo às pontas, produzindo o estol nessas áreas. Para evitar este fenômeno causado pelo fluxo transversal da camada limite, são usadas barreiras chamadas Wing fences.
DEFLEXÃO AEROELÁSTICA DAS PONTAS:
Quando uma asa enflechada produz sustentação, ela fica um pouco torcida, de modo tal que as pontas ficam com o ângulo de ataque menor. Como resultado, a parte central da asa, passa a produzir a maior parte da sustentação. O centro de pressão desloca-se para frente, e se esse deslocamento for muito grande, o CP poderá ficar à frente do CG, reduzindo a estabilidade longitudinal da acft.
FENÔMENOS DO VÔO EM ALTA VELOCIDADE:
O vôo em alta velocidade mostra três fenômenos típicos que resultam do descolamento em diferentes regiões de uma asa enflechada, geralmente ocorrendo inesperadamente quando a acft atinge um determinado número de mach.
Exemplos de problemas em alta velocidade:
Pitch up a acft tende a subir
Roll off a acft tende a estolar
Tuck under a acft tende a perder altitude.
Leandro... Muito obrigado por postar estas informações. Excelentes e com objetividade admirável.
ResponderExcluirBons voos sempre.
Romeo
www.romeoniteroi.blogspot.com
Muito obrigada pelo resumo de Teoria de voo, Regulamentos e METAR, não achei nenhum melhor quanto ao seu.
ResponderExcluirpoderia postar resumo de CT, NAV?