asa baixa - Academia do Ar

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tel.:11 2414-3014
CURSO DE
COMISSÁRIOS DE
VOO
tel.:11 2414-3014
CONHECIMENTOS
GERAIS DE
AERONAVES
CGA
Aerodinâmica
• Ciência que estuda as forças
produzidas pelo movimento
relativo entre o ar e os corpos.
Aeronave
• Qualquer veículo que
voa é chamado de
aeronave.
Aeronave
• Em função do processo que
utilizam para voar as
aeronaves dividem-se em
dois grupos:
Aeróstatos
• São os balões e dirigíveis
chamados de mais leves
que o ar, elevam-se
segundo o Princípio de
Arquimedes.
Aeróstatos
• O Princípio de Arquimedes
diz basicamente que todo
corpo mergulhado num fluido
recebe o empuxo debaixo
para cima equivalente ao peso
do fluido deslocado.
Princípio de Arquimedes
Aeróstatos
Aeróstatos
Aeródinos
• São os mais pesados que
o ar, seu vôo baseia-se na
3ª lei de Newton (ação e
reação) e no Teorema de
Bernoulli;
Aeródinos
• O Teorema de Bernoulli diz:
“quando a velocidade de fluido
aumenta, a pressão dinâmica
também aumenta e a pressão
estática diminui”.
Aeródinos
• Os
aviões,
helicópteros,
planadores,
autogiros
e
ultraleves são exemplos de
aeródinos.
Aeródinos
Aeródinos
Avião
• Para um melhor estudo, o avião e dividido
em cinco partes principais. São elas:
– ASA
– EMPENAGEM
– TREM DE POUSO
– FUSELAGEM
– GRUPO MOTO PROPULSOR (MOTORES)
Avião
Asa
• A função da asa é dar a
sustentação necessária ao vôo.
Quantidade de Planos
• MONOPLANO: um plano de asa
• BIPLANO: dois planos de asa
• TRIPLANO: três planos de asa
• MULTIPLANO: quatro ou mais planos de
asa.
Quantidade de Planos
Posição da Asa
• ASA BAIXA: posicionada na parte inferior da
fuselagem;
• ASA MÉDIA: posicionada na parte central da
fuselagem;
• ASA ALTA: posicionada na parte superior da
fuselagem;
• ASA PÁRASSOL: posicionada acima
fuselagem fixada por montantes (suportes).
da
Posição da Asa
Asa Baixa
Asa Alta
Asa Média
Asa Párassol
Fixação da Asa
• ASA CANTILEVER: asa fixada à
fuselagem sem suportes (montantes)
externos.
• ASA SEMI CANTILEVER: asa fixada à
fuselagem com o auxílio de montantes.
Asa Semi Cantilever
Suporte ou Montante
Asa Cantilever
Elementos da Asa
•
BORDO DE ATAQUE: parte dianteira da asa.
• BORDO DE FUGA: parte traseira da asa.
•
EXTRADORSO OU DORSO: parte superior da asa.
•
INTRADORSO OU VENTRE: parte inferior da asa
•
CORDA: linha reta entre o bordo de ataque e o bordo de fuga.
•
PONTA DA ASA: extremidade lateral da asa.
• RAIZ DA ASA: união entre a asa e a fuselagem.
• ENVERGADURA: distância de uma ponta a outra da asa.
Elementos Estruturais da Asa
• LONGARINAS:
são
os
elementos estruturais da asa;
principais
• NERVURAS: são presas nas longarinas e
dão o formato aerodinâmico a asa;
• TIRANTES (cordas de piano): são cabos
de aço esticados em diagonal para
suportar esforços de tração.
Ponta da Asa
Bordo de Fuga
Bordo de Ataque
Raiz da Asa
Ponta da Asa
Extradorso
Intradorso
Longarinas
Longarinas
Nervuras
Tirantes
Revestimento da Asa
• TELA: tecido impermeabilizado que não auxilia
na resistência estrutural da asa (não
trabalhante).
• MADEIRA:
chapas
de
madeira
impermeabilizadas que auxiliam na resistência
estrutural da asa (trabalhante).
• ALUMÍNIO: chapas de alumínio que auxiliam na
resistência estrutural. É o revestimento
trabalhante mais utilizado atualmente.
Revestimento da Asa
Empenagem
• É todo o conjunto da cauda do
avião e sua função é fornecer a
estabilidade necessária ao vôo.
Elementos da Empenagem
• ESTABILIZADOR VERTICAL: é
superfície vertical da empenagem.
toda
a
• LEME (de direção): É fixado no estabilizador
vertical, movimenta-se lateralmente e destina-se
a fornecer o movimento de guinada.
• COMPENSADOR DO LEME: é fixado no leme
de direção, movimenta-se lateralmente e
destina-se a compensar o movimento de
guinada da aeronave.
• ESTABILIZADOR HORIZONTAL: é toda a
superfície horizontal da empenagem;
• PROFUNDOR(leme de profundidade): É fixado
no estabilizador horizontal, movimenta-se
verticalmente e destina-se a fornecer o
movimento de arfagem da aeronave;
• COMPENSADOR DO PROFUNDOR: é fixado
no profundor, movimenta-se verticalmente e
destina-se a compensar o movimento de
arfagem da aeronave.
Estabilizador
Vertical
Estabilizador
Horizontal
Leme de
Direção
Compensadores
Leme de
Profundidade
Cone da Empenagem
Quanto ao posicionamento dos
estabilizadores, a empenagem
classifica-se em Convencional
e em “T”.
Empenagem Convencional
Empenagem em “T”
Trem de Pouso
• É o dispositivo que serve para
amortecimento
no
pouso,
controle e deslocamento da
aeronave quando não estiver
voando.
Tipos de Operação
• LITOPLANO: o trem de pouso permite operação
em superfícies sólidas como asfalto, grama,
terra, neve, etc;
• HIDROPLANO: o trem de pouso permite
operação na água;
• ANFÍBIOS: o trem de pouso permite operação
em superfícies sólidas ou líquidas.
Hidroplano
Hidroplano
Hidroplano
Litoplano
Anfíbio
Anfíbio
Recolhimento do Trem de Pouso
• TREM FIXO: não se recolhe (aviões pequenos);
• TREM RETRÁTIL: recolhe-se parcialmente;
• TREM ESCAMOTEÁVEL: recolhe-se totalmente.
Trem de Pouso Fixo
Trem de Pouso Retrátil
Trem de Pouso Escamoteável
Posicionamento das Rodas
• TREM CONVENCIONAL: roda direcional
localizada atrás das rodas principais;
• TREM TRICICLO: roda direcional localizada a
frente das rodas principais.
• Obs.: as rodas principais são localizadas abaixo
das asas.
Trem de Pouso Convencional
Bequilha
Trem Principal
Trem de Pouso Triciclo
Fuselagem
• É a parte destinada a acomodação dos
passageiros, tripulação e cargas. Tem
formato cilíndrico e serve também para
fixação das asas, empenagem e motores
(se for o caso).
Quantidade de Lugares
• MONOPLACE: apenas um lugar;
• BIPLACE: dois lugares;
• TRIPLACE: três lugares;
• QUADRIPLACE: quatro lugares;
• MULTIPLACE: mais de quatro lugares.
Fuselagem
CABINE: compartimentos das
aeronaves comerciais destinados
a acomodação dos passageiros.
Cabine
Estrutura da Fuselagem
• TUBULAR: feita de tubos de aço soldados (usadas
apenas em aviões pequenos);
• MONOCOQUE: feita de anéis (cavernas) de alumínio e
revestimento trabalhante de chapas de alumínio (usada
em aviões pequenos);
• SEMIMONOCOQUE: feita de anéis (cavernas) de
alumínio, revestimento de chapas de alumínio
trabalhante e longarinas, que aumentam a resistência
do conjunto (usada nos aviões grandes).
Fuselagem Tubular
Fuselagem Tubular
Fuselagens
Semimonocoque e Monocoque
Longarinas
Revestimento
Aneis ou
Cavernas
Aneis ou
Cavernas
Revestimento
Fuselagem Semimonocoque
Fuselagem Semimonocoque
Grupo Moto Propulsor
• Tem a função de produzir a tração
necessária ao vôo utilizando o princípio
da ação e reação.
Quantidade de Motores
• MONOMOTOR: um motor;
• BIMOTOR: dois motores;
• TRIMOTOR: três motores;
• QUADRIMOTOR: quatro motores;
• MULTIMOTOR: mais de quatro motores.
Dornier DOX - Hidroplano, monoplano, multimotor, asa alta,
semi cantilever , multiplace, estrutura de madeira
Boeing B-707 - Litoplano, monoplano, quadrimotor, asa baixa,
cantilever, triciclo, empenagem convencional , multiplace,
estrutura metálica
Douglas DC-8 - Litoplano, monoplano, quadrimotor, asa baixa,
cantilever, triciclo, empenagem convencional, multiplace,
estrutura metálica
Douglas DC-8 - Litoplano, monoplano, quadrimotor, asa baixa,
estrutura metálica
Vickers VC-10 - Litoplano, monoplano, quadrimotor, asa baixa,
cantilever, triciclo, empenagem em T, multiplace, estrutura
metálica
Vickers VC-10 - Litoplano, monoplano, quadrimotor, asa baixa,
metálica
Iliyushin IL-62 - Litoplano, monoplano, quadrimotor, asa baixa,
metálica
Boeing B-737 - Litoplano, monoplano, bimotor, asa baixa,
estrutura metálica
Douglas DC-9 - Litoplano, monoplano, bimotor, asa baixa,
metálica
Boeing B-727 - Litoplano, monoplano, trimotor, asa baixa,
metálica
Boeing B-727 - Litoplano, monoplano, trimotor, asa baixa,
metálica
Tupolev TU-154 - Litoplano, monoplano, trimotor, asa baixa,
metálica
Douglas DC-10 - Litoplano, monoplano, trimotor, asa baixa,
estrutura metálica
Douglas DC-10 - Litoplano, monoplano, trimotor, asa baixa,
estrutura metálica
Douglas MD-11 - Litoplano, monoplano, trimotor, asa baixa,
estrutura metálica
Lockheed L1011 – TriStar - Litoplano, monoplano, trimotor, asa
baixa, cantilever, triciclo, empenagem convencional , multiplace,
estrutura metálica
Fokker - F100 - Litoplano, monoplano, bimotor, asa baixa,
metálica
Fokker - F100 - Litoplano, monoplano, bimotor, asa baixa,
metálica
estrutura metálica
estrutura metálica
estrutura metálica
estrutura metálica
estrutura metálica
estrutura metálica
Boeing B-747 ”Jumbo” - Litoplano, monoplano, quadrimotor, asa
baixa, cantilever, triciclo, empenagem convencional, multiplace,
estrutura metálica
Boeing B-747 ”Jumbo” - Litoplano, monoplano, quadrimotor, asa
baixa, cantilever, triciclo, empenagem convencional, multiplace,
estrutura metálica
Airbus A 380 - Litoplano, monoplano, quadrimotor, asa baixa,
estrutura metálica
Airbus A 380 - Litoplano, monoplano, quadrimotor, asa baixa,
estrutura metálica
Embraer E-175 - Litoplano, monoplano, bimotor, asa baixa,
estrutura metálica
Embraer E-175 - Litoplano, monoplano, bimotor, asa baixa,
estrutura metálica
Boeing B-787 “DreamLiner” - Litoplano, monoplano, bimotor,
asa baixa, cantilever, triciclo, empenagem convencional ,
multiplace, estrutura plástica em materiais compostos
Boeing B-787 “DreamLiner” - Litoplano, monoplano, bimotor,
asa baixa, cantilever, triciclo, empenagem convencional ,
multiplace, estrutura plástica em materiais compostos
Antonov AN 124 - Litoplano, monoplano, quadrimotor, asa alta,
estrutura metálica
Antonov AN 225 - Litoplano, monoplano, multimotor, asa
alta, cantilever, triciclo, empenagem especial, multiplace,
estrutura metálica
Beriev A-40 - Anfíbio, monoplano, bimotor, asa alta, cantilever,
triciclo, empenagem em T, multiplace, estrutura metálica
Definições e Termos Utilizados
• FORÇA: aquilo que produz ou
modifica o movimento ou causa
deformações físicas.
• FLUIDO: qualquer matéria que se
encontre no estado líquido ou
gasoso, isto é, não possui forma
definida.
• ESCOAMENTO: o movimento de um fluido é
chamado escoamento. Pode ser de dois tipos:
• TURBULENTO
ou
turbilhonado:
neste
escoamento as partículas se deslocam de forma
irregular, com velocidades e direções diferentes.
• LAMINAR ou Lamelar: neste escoamento as
partículas se deslocam de forma regular, com
velocidade direção uniformes.
• VELOCIDADE:
distância
percorrida
determinado tempo.
• Velocidade = distância / tempo.
em
• MASSA: quantidade de matéria contida num
corpo. Não varia.
• GRAVIDADE: força de atração entre as
massas. Na Terra, todos os corpos que
possuem massa são atraídos para o seu centro
a 9,8 m/seg2 aproximadamente.
• PESO: nome que se a ação da força da
gravidade sobre as massas.
• Peso = Massa. Gravidade.
• ÁREA: tamanho do espaço na superfície
• PRESSÃO: força exercida numa área.
Pressão = Força
Área
• VOLUME:Tamanho do espaço ocupado
em três dimensões;
• DENSIDADE: massa contida num volume.
Densidade = Massa / Volume
• ESTÁTICO: parado, sem movimento.
• DINÂMICO: em movimento.
• ATMOSFERA: camada
circunda a Terra.
de
ar
que
• VENTO RELATIVO: movimento
do ar em relação a um ponto. Ex.:
quando
estamos
em
um
automóvel em alta velocidade ao
colocarmos a mão para fora
sentimos a pressão de um vento
causado pelo deslocamento.
• O Vento Relativo tem sempre, em
relação à trajetória, mesma velocidade,
mesma direção e sentido oposto.
• PRESSÃO ESTÁTICA: e a pressão que o
ar parado exerce sobre os corpos na
atmosfera;
• PRESSÃO DINÂMICA: e a pressão que o
ar em movimento exerce sobre os corpos
na atmosfera.
• TEOREMA DE BERNOULLI: num dado
escoamento,
quando
a
velocidade
aumenta, a pressão dinâmica também
aumenta e a pressão estática diminui.
Quando a velocidade diminui, a pressão
dinâmica também diminui e a pressão
estática aumenta. Quando não há
movimento a pressão dinâmica é zero e a
pressão estática é a máxima.
TEOREMA DE BERNOULLI
• ARRASTO: ou resistência ao avanço,
dificuldade que um corpo encontra para se
deslocar através de um fluido. Sempre paralelo
ao deslocamento;
• SUSTENTAÇÃO: reação útil gerada pelos
aerofólios. É sempre perpendicular (90°) ao
deslocamento.
• SUPERFÍCIE AERODINÂMICA: superfície cujo
formato produz pouco arrasto;
• AEROFÓLIO: superfície aerodinâmica que,
além de produzir pouco arrasto, produz
reações aerodinâmicas úteis ao vôo.
Formatos Aerodinâmicos
• EIXO: centro de um movimento giratório. Todo
giro é em torno de um eixo.
• ÂNGULO: abertura entre duas linhas ou planos
que se unem em um ponto.
• VETOR: grandeza que possui intensidade,
direção e sentido.
• DIREÇÃO: posição de um vetor.
Ex.: horizontal, vertical, inclinado, etc.
• SENTIDO: indica de onde vem e para onde vai
o vetor. É representado por uma seta.
• TUBO DE VENTURI: tubo de escoamento
que possui um estreitamento. Nele é
possível comprovar o Teorema de
Bernoulli.
Tubo de Venturi
Tubo de Venturi
Tubo de Venturi
Forças Atuantes no Voo
• A asa tem a função de gerar a
sustentação necessária ao vôo, para isso
é preciso que haja velocidade. O desenho
especial da asa tem maior curvatura no
extradorso que no intradorso;
• Com a curvatura maior, o ar percorre, no
mesmo tempo, uma maior distância no
extradorso que no intradorso.
• Portanto, a velocidade do ar no extradorso
é maior que no intradorso;
• Conforme o Teorema de Bernoulli, quando
a velocidade aumenta, a pressão
dinâmica aumenta e a pressão estática
diminui;
• O intradorso com menos velocidade tem
uma pressão estática maior, que empurra
a asa para cima.
• Conclui-se que a sustentação é gerada
pela diferença entre as pressões
estáticas do extradorso e do intradorso
da asa.
• Esta força é chamada de Resultante
Aerodinâmica (RA) e tem origem num
ponto chamado Centro de Pressão (CP).
Forças que Atuantes no Voo
• A Resultante Aerodinâmica (RA) tem esse
nome, pois resulta das componentes:
Sustentação (que empurra a asa para
cima) e Arrasto (que empurra a asa para
trás).
• Logo é uma força inclinada para cima e
para trás.
• Além da Sustentação e do
Arrasto, temos também as forças
de Tração (que empurra o avião
para frente) e Peso (que empurra
o avião para baixo).
Então podemos afirmar que as
quatro forças que atuam numa
aeronave em vôo são:
•
•
•
•
SUSTENTAÇÃO
PESO
TRAÇÃO
ARRASTO
L (LIFT)
W (WEIGHT)
T (THRUST)
D (DRAG)
• Em uma aeronave com a velocidade
constante, temos a:
TRAÇÃO IGUAL AO ARRASTO ou
T=D.
• Em uma aeronave com a altitude
constante (reto e nivelada), temos a:
SUSTENTAÇÃO IGUAL AO PESO ou
L=W.
• T=D
• T>D
• T<D
VELOCIDADE CONSTANTE
ACELERA
DESACELERA
• L=W
• L>W
• L<W
ALTITUDE CONSTANTE
SOBE
DESCE
A sustentação depende
basicamente de cinco fatores:
•
•
•
•
•
Formato do perfil da asa;
Ângulo de ataque;
Densidade do ar;
Velocidade;
Área da asa.
• Formato do perfil da asa;
• Quanto mais curvo o extradorso do perfil maior
é a sustentação e maior também o arrasto;
L1
D1
Vel. Estol
Vel. Cruzeiro
>
>
<
<
L2
D2
Vel.Estol
Vel.Cruzeiro
• Ângulo de ataque(α);
• A sustentação aumenta com o aumento
do ângulo de ataque até o ângulo de estol;
• Após o ângulo de estol a asa entra em
estol, ou seja, perde sustentação
rapidamente.
Ângulo de Estol
Ângulo de Estol
Ângulo de Estol
Ângulo de Estol
Ângulo de Estol
• Densidade do ar;
• A sustentação é diretamente proporcional ao
aumento da densidade do ar.
Densidade
Condição ideal
Pressão sobe
Sobe
Alta Pressão
Umidade sobe
Cai
Seco
Altitude sobe
Cai
Baixo
Temperatura sobe
Cai
Frio
• Velocidade;
• A sustentação da asa é diretamente proporcional ao
quadrado da velocidade;
• Pequenos aumentos de velocidade causam grandes
aumentos de sustentação. Ex.:
Velocidade 100 1002 = 10000
200 2002 = 40000
Duplicar a velocidade faz com que a sustentação quadruplique!
• Área da asa;
• A sustentação da asa é diretamente
proporcional a área da asa.
Os Três Eixos
• EIXO LONGITUDINAL: linha imaginária que vai
do nariz à empenagem da aeronave;
• EIXO LATERAL OU TRANSVERSAL: linha
imaginária que vai da ponta de uma asa à ponta
da outra asa;
• EIXO VERTICAL: linha imaginária que passa
pela aeronave verticalmente.
Os três eixos se cruzam no Centro de Gravidade – CG
Eixo Longitudinal
Eixo Vertical
Eixo Lateral ou Transversal
Os Três Eixos
ÂNGULOS
• Ataque
• Estol
• Incidência
• Diedro
• Enflechamento
• Atitude
Ângulo de Ataque - (alfa)
• É o ângulo formado entre a corda da asa e o
vento relativo (ou trajetória);
• O valor deste ângulo varia em função da
velocidade. Em altas velocidades é muito
pequeno, mas em baixas velocidades precisa
ser aumentado para aumentar, também, a
sustentação.
• corda da asa x vento relativo.
Ângulo de Ataque
Vento Relativo
Ângulo de Estol
• É o ângulo de ataque no qual a asa produz a
máxima sustentação.
• Quando ultrapassado, produz um fenômeno
conhecido como Estol, que á a diminuição
rápida da sustentação devida ao descolamento
do fluxo de ar no extradorso. Também é
chamado de:
ÂNGULO CRÍTICO
ÂNGULO DE PERDA
ÂNGULO DE SUSTENTAÇÃO MÁXIMA
Ângulo de Estol
Ângulo de Estol
Ângulo de Estol
Ângulo de Estol
Ângulo de Estol
Ângulo de Incidência
• é um ângulo invariável formado pela corda
da asa e o eixo longitudinal do avião;
• corda da asa x eixo longitudinal do avião.
Ângulo de Diedro
• É o ângulo formado entre o eixo lateral (ou
transversal) e o plano da asa. Pode ser
positivo (para cima) ou negativo (para
baixo). Influi na estabilidade da aeronave.
•
•
•
•
eixo lateral ou transversal x plano da asa
Negativo= ponta abaixo da raiz
Neutro= ponta nivelada com a raiz
Positivo= ponta acima da raiz
Ângulo de Diedro
•
Ex. de Diedro negativo
eixo lateral ou transversal
Ângulo de Enflechamento
• É o ângulo formado entre o eixo lateral (ou
transversal) e o bordo de ataque da asa.
Também influi na estabilidade da
aeronave.
• eixo lateral ou transversal x bordo de ataque da asa
• Negativo= ponta na frente da raiz
• Neutro= ponta nivelada com a raiz
• Positivo= ponta atrás da raiz
Ângulo de Enflechamento
• eixo lateral ou transversal x bordo de ataque da asa
•
Ex. de Enflechamento positivo
Ângulos
Ângulo de Atitude
• É o ângulo formado entre o eixo
longitudinal da aeronave e a linha do
horizonte da Terra. Indica a posição (ou
atitude) da aeronave em relação ao
horizonte.
• eixo longitudinal x linha do horizonte da Terra
• Negativo= nariz apontado pra baixo
• Neutro= nariz nivelado
• Positivo= nariz apontado pra cima
Ângulo de Atitude
Ex. de Atitude positiva
linha do horizonte
ÂNGULOS
Ataque
Corda da Asa x Vento Relativo
Estol
Ângulo de Ataque de Máxima Sustentação
Incidência
Corda da Asa x Eixo longitudinal
Diedro
Plano da Asa x Eixo Lateral ou Transversal
Enflechamento
Bordo de Ataque x Eixo Lateral ou Transversal
Atitude
Eixo Longitudinal x Linha do Horizonte
Dispositivos Hipersustentadores
• São dispositivos que aumentam a
curvatura da asa, aumentando a
sustentação. Com isso permitem
que a aeronave pouse e decole
mais lentamente, utilizando um
menor comprimento de pista.
• FLAP: localizado no bordo de fuga,
próximo a raiz.
• SLAT: localizado no bordo de ataque, é
móvel.
• SLOT: localizado no bordo de ataque, é
fixo.
• O tipo mais eficiente de flap é o Fowler,
que além de aumentar a curvatura,
aumenta também a área da asa;
• Os
dispositivos
hipersustentadores
servem
também
como
Freio
Aerodinâmico, pois aumentam muito o
arrasto.
Slats
Flaps
Os Comandos
• O controle da aeronave em torno dos
três eixos é conseguido através dos
Comandos internos que atuam as
Superfícies de Comando externas,
localizadas nas asas e empenagem.
Os Comandos
• localizados no cockpit, são:
• MANCHE: bastão ou volante que se
movimenta para frente, para trás e para os
lados, empurrando e puxando o nariz e
inclinando as asas, respectivamente.
• PEDAIS: movimentam o nariz para o lado
em que se pisa.
Cockpit Clássico: DC-10
Cockpit Clássico: DC-10
Cockpit Clássico: L-1011
Cockpit Clássico: F-86 Sabre
Cockpit Moderno: Monomotor
As Superfícies de Comando
• PRIMÁRIAS:
Aileron
Profundor (Leme de Profundidade)
Leme (de direção)
• SECUNDÁRIAS:
Compensador do Aileron
Compensador do Profundor
Compensador do Leme
As Superfícies Primárias
Leme de Direção
Superfícies Secundárias
(Compensadores)
Leme de Profundidade
Ailerons
• localizam-se nos bordos de fuga próximos as
pontas das asas e produzem o movimento de
inclinação das asas chamado de rolamento,
rolagem, inclinação lateral ou bancagem. O
avião gira em torno do eixo longitudinal. Para
acionar-se os ailerons, o piloto movimenta o
manche lateralmente.
• EX.: manche para direita, aileron esquerdo
desce, direito sobe, inclinação para direita.
Profundor
• Também
conhecido
como
Leme
de
Profundidade, localiza-se no bordo de fuga do
estabilizador horizontal e produz os movimentos
de subir (cabrar) ou descer (picar) chamados
de arfagem ou tangagem. O avião gira em
torno do eixo lateral ou transversal. Para
acionar-se o profundor, o piloto puxa ou
empurra o manche.
• Ex.: manche para frente, profundor desce, nariz
desce. Manche para trás, profundor sobe, nariz
sobe.
Leme de Direção
• Ou simplesmente leme, localiza-se no
bordo de fuga do estabilizador vertical e
produz o movimento para esquerda ou
direita chamado guinada. O avião gira
em torno do eixo vertical. Para acionarse o leme, o piloto aplica o pedal para o
lado em que quer virar.
• Ex.: pedal para direita, leme para direita,
nariz para direita.
Comando: Manche p/ trás
Superfície de Comando: Profundor
Profundor ou
Manche p/ Trás
Profundor sobe
Arfagem ou Tangagem
p/ cima: Cabrar
Comando: Manche p/ frente
Superfície de Comando: Profundor
Profundor ou
Arfagem ou Tangagem
p/ baixo: Picar
Manche p/ Frente
Profundor desce
Comando: Manche Lateralmente
Superfície de Comando: Ailerons
Aileron Esquerdo sobe
Direito desce
Ailerons
Manche p/ Esquerda
Rolamento p/ Esquerda
Eixo Longitudinal
Comando: Manche Lateralmente
Superfície de Comando: Ailerons
Aileron Esquerdo desce
Direito sobe
Ailerons
Manche p/ Direita
Rolamento p/ Direita
Eixo Longitudinal
Comando: Pedais
Superfície de Comando: Leme de Direção
Leme p/ Esquerda
Leme de Direção
Pedal p/ Esquerda
Guinada p/ Esquerda
Eixo Vertical
Comando: Pedais
Superfície de Comando: Leme de Direção
Leme p/ Direita
Leme de Direção
Pedal p/ Direita
Guinada p/ Direita
Eixo
EixoVertical
Vertical
Tabela de Comandos
Comando
Superfície de
Comando
Nome do Movimento
Eixo
Manche
Frente
Trás
Profundor
Desce, nariz desce
Sobe, nariz sobe
Arfagem ou Tangagem
Picar
Cabrar
Lateral ou
Transversal
Manche
Esquerda
Direita
Ailerons
Esq. sobe, Dir. desce
Esq. desce, Dir sobe
Rolamento, Rolagem,
Inclinação Lateral ou
Bancagem
Longitudinal
Pedais
Esquerda
Direita
Leme de Direção
Esq., nariz p/ Esq.
Dir., nariz p/ Dir.
Guinada
Esquerda
Direita
Vertical
As Superfícies Secundárias
• COMPENSADORES: estão instalados
nas superfícies primárias de controle e
destinam-se a aliviar as pressões nos
comandos de vôo (subida prolongada)
ou tirar tendências indesejáveis (vento
de través).
Podem ser Fixos (Estáticos), Automáticos
e/ou Comandáveis (Dinâmicos).
As Superfícies Secundárias
Comando dos
Compensadores
Grupo Moto Propulsor
• O Grupo Moto-Propulsor é formado pelo motor (ou
motores) e sistemas de hélices (se for o caso);
• Sua finalidade é produzir a tração necessária para se
vencer o arrasto utilizando-se para isso a 3ª Lei de
Newton: Ação e Reação;
• O motor empurra o ar para trás que reage
empurrando o avião para frente;
• O grupo moto-propulsor é utilizado para movimentar a
aeronave tanto em vôo como no solo (taxiamento).
Quantidade de Motores
• MONOMOTOR: um motor;
• BIMOTOR: dois motores;
• TRIMOTOR: três motores;
• QUADRIMOTOR: quatro motores;
• MULTIMOTOR: mais de quatro motores.
Classificação das aeronaves
quanto ao processo que
utilizam para produzir tração
Motor Convencional
• A tração é conseguida através da
hélice, que é acionada por um eixo de
manivelas. Esse eixo transforma o
movimento alternativo de pistões em
movimento giratório para a hélice, por
isso também é chamado de Motor a
Pistão. É utilizado em aeronaves de
pequeno porte e seu combustível é a
gasolina de aviação (azul).
Motor Convencional
Comandos de Válvulas
Válvulas
Pistões
Eixo de Manivelas
Motor Convencional
1 - Admissão
Válvulas de
Admissão Abertas
Pistão Desce
Mistura Entra
2 - Compressão
Todas as Válvulas
Fechadas
Pistão Sobe
Mistura é Comprimida
Motor Convencional
3 - Expansão
Todas as Válvulas
Fechadas
Pistão Desce c/
Potência
4 - Escapamento
Válvula de
Escapamento Aberta
Pistão Sobe
Mistura queimada
é liberada
Motor Turbo Jato
• a tração é conseguida através da reação causada
pela expansão dos gases dentro de uma câmara
de combustão;
• O ar é admitido e comprimido pelo compressor, vai
para a câmara de combustão, onde é misturado
com combustível pulverizado;
• Velas de ignição produzem faísca para que a reação
comece lançando violentamente
os gases
queimados para trás e a aeronave para frente;
• A velocidade de saída dos gases é aproveitada por
um cata vento ou turbina que gira ligada ao
compressor, fazendo-o girar e captar mais ar.
Motor Turbo Jato
• Os turbo jatos utilizam querosene
de aviação e apesar de produzirem
muita velocidade, são barulhentos
e pouco econômicos, não sendo
mais utilizados pela aviação
comercial;
• Deram origem a outras versões
como os turbo hélice e turbo fan
Motor Turbo Jato
Compressor
Câmara de
Combustão
Turbina
Motor Turbo Hélice
• Um pequeno motor turbo jato aciona
uma grande hélice, unindo a economia
do motor pequeno com a força da
grande hélice;
• É limitado em velocidade e tem maior
índice de vibração;
• Utiliza querosene de aviação.
Motor Turbo Hélice
Hélice
Compressor
Caixa de Redução
Turbina da Hélice
Turbina do
Compressor
Motor Turbo Hélice
Motor Turbo Hélice
Motor Turbo Fan
• É um aperfeiçoamento do motor turbo-jato,
nele, existe um enorme ventilador (FAN)
localizado na parte dianteira;
• Este FAN aspira uma grande quantidade de ar,
uma parte deste ar penetra no compressor e é
queimada, a outra passa por fora (by-pass)
refrigerando
a
câmara
de
combustão,
aumentando a eficiência da combustão;
• Produzem alta tração, são econômicos e
silenciosos, sendo os mais utilizados
atualmente.
Motor Turbo Fan
Fan
Compressor de Alta Pressão
Turbina do Fan
Ar frio (by pass)
Ar quente
Ar quente
Ar frio (by pass)
Turbina do
Compressor
Motor como Freio
• Os motores podem funcionar como freio
invertendo-se o sentido da tração. Esse
sistema é conhecido como Reverso;
• Nos motores a hélice, basta inverter o
ângulo das pás e nos motores turbo-jato,
basta fechar o escapamento através de
conchas defletoras e direcionar o fluxo
do jato para frente.
Motor como Freio - Reverso
Embandeiramento de Hélice
• Quando um motor a hélice falha, suas pás
ficam numa posição que tende a produzir
giro devido ao ar de impacto semelhante a
um cata-vento, o que produz muito
arrasto;
• O grande arrasto produzido é reduzido ao
se alinhar às pás na mesma direção do
vento relativo, como uma bandeira, daí o
nome embandeiramento de hélice.
Embandeiramento de Hélice
Pá da Hélice alinhada
com o vento
(Embandeirada)
Pressurização e Ar Condicionado
• As aeronaves modernas voam a altitudes
acima de vinte mil pés (seis mil
metros), porém o organismo humano tem
dificuldades acima de doze mil pés
(quatro mil metros), pois a pressão
atmosférica é muito baixa tornando
necessária a utilização da chamada
PRESSURIZAÇÃO, que é o aumento da
pressão interna do avião através da
vedação hermética e controle da entrada
e saída do ar.
Pressurização e Ar Condicionado
• A pressurização é conseguida aproveitando-se uma
parte do ar captado pelos motores e enviando-o para
dentro da cabine cuja pressão interna é controlada
através de válvulas de saída de fluxo chamadas
outflow;
• Havendo falha e as outflow emperrarem na posição
fechada, a pressão irá subir além do limite estrutural
da aeronave, para isso existem as safety valves, que
se abrem aliviando a pressão entre a cabine e a
atmosfera.
• Caso a pressão de fora da aeronave fique maior que a
pressão interna entra em ação a vacuum relief.
Válvulas de Pressurização
Out flow
Safety Valve
Painel de Pressurização
Ar Condicionado
• É o responsável pela pressurização,
ventilação e climatização da cabine e
cockpit da aeronave;
• Nele, o ar quente sangrado (bleed air) dos
motores é resfriado e distribuído aos
compartimentos da aeronave através de
dutos.
Ar Condicionado
Auxiliar Power Unit - APU
• Esta Unidade Auxiliar de Energia é um
pequeno gerador turbo jato cuja função é
servir como fonte de energia elétrica,
hidráulica (pressão líquida) e pneumática
(pressão de ar) quando os motores ainda
não estiverem funcionando;
• A energia elétrica ou pneumática do APU
também pode servir para acionar os motores
ou complementá-los.
Auxiliar Power Unit - APU
Estabilidade, Peso e Balanceamento
• Um avião, quando afastado da condição de
equilíbrio (numa turbulência, por exemplo), pode
comportar-se de três diferentes maneiras:
• ESTÁVEL
• INSTÁVEL
• INDIFERENTE
• ESTÁVEL: tende a retornar a posição inicial
sem auxílio dos comandos. É a condição
desejável.
• INSTÁVEL: tende a afastar-se cada vez mais da
posição inicial. Não é aceitável na aviação
comercial.
• INDIFERENTE: sem tendência alguma, não se
afasta nem retorna ao ponto inicial. Também
não aceitável.
Estável
Instável
Indiferente
A parte da aeronave responsável por
manter a estabilidade é a empenagem, mas
outros fatores, também influenciam, como:
Os ângulos de Diedro e Enflechamento,
quando
positivos,
aumentam
a
estabilidade
lateral
(oscilação
da
inclinação das asas) e direcional (oscilação
do nariz para direita e esquerda) do avião; e
quando negativos, as diminuem.
O posicionamento do centro de
gravidade também influencia na
estabilidade longitudinal (oscilação do
nariz para cima e para baixo) da
aeronave.
Ex.: com o nariz pesado a aeronave
torna-se mais estável e com a cauda
pesada, menos estável.
A estabilidade longitudinal é
mais importante que lateral e
direcional, pois as forças
horizontais são pequenas se
comparadas com as forças
verticais aplicadas a aeronave.
Centro de Gravidade - CG
• É o ponto onde está aplicada a força
peso de qualquer objeto. Ao se
suspender este objeto pelo CG ele
apresentará equilíbrio. É no CG que
os três eixos se cruzam.
Deslocamento do CG
• Seria impossível sustentar uma aeronave
sempre pelo CG, pois qualquer variação
de posicionamento de passageiros ou
consumo de combustível já iria tirá-la do
equilíbrio. Por isso o CG sempre ficará a
frente do Centro de Pressão – CP,
produzindo um momento de picada (nariz
para baixo) anulado pela sustentação
negativa do estabilizador horizontal.
Balanceamento
• Seu funcionamento é idêntico a uma balança. O
ponto de apoio é o CP, o peso de um lado é o CG e
do outro é a sustentação negativa do estabilizador
horizontal;
• Porém na balança, as distâncias dos pesos ao
ponto de apoio são iguais, na aeronave a distância
do CP ao estabilizador horizontal é fixa, variando
somente a força aplicada em função do peso da
aeronave e distância do CG ao CP.
Balanceamento
• Ex.:Peso = 100 toneladas (valor variável)
• Distância do CG ao CP = 2 metros (valor variável,
pois depende da distribuição da carga, passageiros
e combustível);
• Distância do CP ao Estabilizador Horizontal = 10
metros (valor fixo que varia somente em função do
modelo da aeronave);
• Força necessária para Equilibrar o Avião aplicado
através da Variação do ângulo de Inclinação do
Estabilizador Horizontal = ?
Balanceamento
10 metros
•
•
•
2 metros •
L
20 ton
CG
100 ton
100.2=10.X
200 = 10X
X=200:10
X=20 toneladas
Limites do CG
• Toda a aeronave possui um envelope
aerodinâmico, que são os limites de
peso e posição máxima dianteira e
traseira do CG;
• Esses limites
ultrapassados.
nunca
poderão
ser
Limites do CG
• Toda a aeronave possui um envelope
aerodinâmico, que são os limites de
peso e posição máxima dianteira e
traseira do CG;
• Esses limites
ultrapassados.
nunca
poderão
ser
Corda Média Aerodinâmica
• Tamanho de corda existente na asa usado
como referência nos cálculos de peso e
balanceamento. Independente de seu
tamanho, será expressa em 100%;
• O posicionamento do CG sempre será
expresso em % da CMA.
Limites do CG
FWD
CG
LIMIT
AFT
CG
LIMIT
CG Range
CMA
CG Range
FWD AFT
CG
CG
LIMIT LIMIT
CG ENVELOPE
100% CMA
% CMA
Efeitos de um mau Balanceamento
CG A FRENTE DO LIMITE DIANTEIRO:
• Aumento do consumo.
• Comandos Pesados na decolagem.
• Dificuldade de manter a cauda baixa no pouso.
• Sobrecarga na roda de nariz.
CG ATRÁS DO LIMITE TRASEIRO:
• Aumento de velocidade de estol.
• Instabilidade após a decolagem.
• Tendência de o avião sair do chão antes antes
do comando do piloto
Definições de Pesos
• PESO BÁSICO: peso da aeronave + equipamentos
fixos;
• PESO BÁSICO OPERACIONAL: peso da aeronave
+ equipamentos fixos + equipamentos removíveis +
tripulação + comissária;
• PESO DE DECOLAGEM: Peso Básico Operacional +
passageiros + carga + combustível;
• PESO MÁXIMO DE DECOLAGEM: é o máximo peso
permitido para decolagem.
Definições de Pesos
• PESO DE POUSO: peso
combustível consumido;
de
decolagem
–
• PESO MÁXIMO DE POUSO: é o máximo peso de
pouso suportado pela aeronave, geralmente é
menor que o PMD;
• PESO MÁXIMO ZERO COMBUSTÍVEL: é o peso
máximo suportado pela aeronave sem contar o peso
do combustível.
tel.:11 2414-3014

asa baixa - Academia do Ar

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