Teoria de voo.PDF

TEORIA DE VOO TEORIA DE VOO VOLUME ÚNICO BMA CFS IMPRESSO NA GRÁFICA DA EEAR  MINISTÉRIO DA DEFESA COMANDO DA AERONÁUTICA ESCOLA DE ESPECIALISTAS DE AERONÁUTICA TEORIA DE VOO VOLUME ÚNICO Apostila de Disciplina de Teoria...

TEORIA DE VOO TEORIA DE VOO VOLUME ÚNICO BMA CFS IMPRESSO NA GRÁFICA DA EEAR  MINISTÉRIO DA DEFESA COMANDO DA AERONÁUTICA ESCOLA DE ESPECIALISTAS DE AERONÁUTICA TEORIA DE VOO VOLUME ÚNICO Apostila de Disciplina de Teoria de voo, da Especialidade de BMA, do Curso de Formação de Sargento de Aeronáutica. Elaborador(es): SO BMA HAUKE - 2016 Revisor(es) Técnico(s): SO BMA RF Walter Benedito de Carvalho Bueno Revisor(es) Pedagógico(s): SO BMA RF Walter Benedito de Carvalho Bueno Revisor(es) de Diagramação: 1S BFT DINIZ – 2016 S2 SNE BARROS – 2017 S2 SNE ABEL - 2019 Revisor(es) Ortográfico(s): SO BMA RF Walter Benedito de Carvalho Bueno GUARATINGUETÁ - SP 2019  SUMÁRIO INTRODUÇÃO..............................................................................................................................1 1 AERONAVES.............................................................................................................................3 1.1 Conhecimentos Gerais de Aviação.........................................................................................3 1.1.1 Conceitos básicos de aviação...............................................................................................7 1.2 CLASSIFICAÇÃO DAS AERONAVES.............................................................................19 1.2.1 Tipos de aeronaves com base nos princípios de funcionamento:..................................19 1.2.2 Quanto a superfície de pouso............................................................................................27 1.2.3 Quanto ao tipo de pouso e decolagem..............................................................................27 1.2.4 Quanto á quantidade de motores.....................................................................................28 1.2.5 Quanto à quantidade de planos de asa.............................................................................30 1.2.6 Quanto à quantidade de tripulantes, classificam-se em;................................................32 1.3 Identificação das Aeronaves.................................................................................................33 2 ESTRUTURA DOS AVIÕES..................................................................................................38 2.1 Divisão de uma aeronave para fins de estudo....................................................................38 2.1.1 Fuselagem (corpo fuselado )..............................................................................................39 2.1.1.1 Estrutura tubular ou treliça...........................................................................................40 2.1.1.2 Estrutura tipo revestimento trabalhante monocoque.................................................40 2.1.1.3 Estrutura tipo revestimento trabalhante semi-monocoque........................................40 2.1.2 Asa.......................................................................................................................................42 2.1.2.1 Conceitos importantes no estudo de uma asa...............................................................42 2.1.2.2 Nomenclatura interna das asas......................................................................................44 2.1.2.2.1 Classificação das asas..................................................................................................45 2.1.2.2.1.1 Quanto ao formato:..................................................................................................45 2.1.2.2.1.2 Quanto a posição.......................................................................................................46 2.1.2.2.1.3 Quanto à fixação.......................................................................................................47 2.1.2.2.1.4 Quanto ao ângulo diedro..........................................................................................48 2.1.2.2.1.5 Quanto ao ângulo de enflechamento.......................................................................50 2.1.3 Empenagem........................................................................................................................51 2.1.3.1 Tipos de empenagens......................................................................................................52 2.1.4 Trem de pouso....................................................................................................................54 2.1.4.1 Sistema direcional...........................................................................................................55 2.1.4.2 Classificação dos trens de pouso....................................................................................57 2.1.4.2.1 Quanto à retração........................................................................................................57 2.1.4.2.2 Quanto à disposição.....................................................................................................58 2.1.5 Grupo Motopropulsor.......................................................................................................58 2.1.5.1 Classificação dos motores...............................................................................................59 2.2 Superfícies de comando e auxiliares....................................................................................62 2.2.1 Superfícies de controle.......................................................................................................62 2.2.1.1 Superfícies primárias......................................................................................................64 2.2.1.2 Superfícies secundárias..................................................................................................69 2.2.1.3 Superfícies auxiliares......................................................................................................70 2.2.2 Conjugado de reviramento...............................................................................................75 2.2.3 Avanço da superfície..........................................................................................................76 3 AERODINÂMICA...................................................................................................................77 3.1 Conceitos básicos de aerodinâmica.....................................................................................77 3.1.1 Forças que atuam em um avião........................................................................................80 3.1.2 Aerofólio..............................................................................................................................82 3.1.3 Elementos de um perfil......................................................................................................83 3.1.4 Sustentação.........................................................................................................................84 3.1.4.1 Fatores que afetam a sustentação..................................................................................88 3.1.5 Resistência ao avanço (arrasto)........................................................................................92 3.1.5.1 Arrasto parasita..............................................................................................................92 3.1.5.2 Arrasto induzido (DOWNWASH)..................................................................................93 3.1.6 Coeficiente de sustentação (CL), resistência (CD), e eficácia da asa.............................97 3.1.7 Hélice...................................................................................................................................99 3.2 EQUILÍBRIO e ESTABILIDADE....................................................................................100 3.2.1 Equilibrio..........................................................................................................................100 3.2.2 Estabilidade......................................................................................................................101 3.2.2.1 Estabilidade estática.....................................................................................................102 3.2.2.2 Estabilidade dinâmica..................................................................................................102 3.2.2.2.1 Estabilidade longitudinal..........................................................................................103 3.2.2.2.2 Estabilidade lateral....................................................................................................104 3.2.2.2.3 Estabilidade direcional..............................................................................................108 4 CARACTERÍSTICAS OPERACIONAIS DOS AVIÕES..................................................109 4.1 Características operacionais de uma aeronave................................................................109 4.1.1 Decolagem.........................................................................................................................109 4.1.1.1 Fatores que afetam a decolagem..................................................................................111 4.1.1.1.1 Peso do avião:.............................................................................................................111 4.1.1.1.2 Condições meteorológicas..........................................................................................111 4.1.1.1.3 Pista.............................................................................................................................113 4.1.1.1.4 Flaps (posição do flaps)..............................................................................................115 4.1.1.2 Interrupção da decolagem (abortar da decolagem)...................................................115 4.1.2 Voo ascendente (subida)..................................................................................................116 4.1.3 Voo Horizontal (nivelado)................................................................................................118 4.1.4 Voo Planado......................................................................................................................119 4.1.5 Pouso.................................................................................................................................120 4.1.5.1 Condições meteorológicas............................................................................................121 4.1.6 VOO EM CURVA............................................................................................................123 4.1.7 Efeito Solo (ground effect)...............................................................................................127 4.1.8 ESTOL..............................................................................................................................128 4.1.8.1 Tipos de estol:................................................................................................................129 4.1.9 Cargas dinâmicas ou fator carga....................................................................................130 4.2 Manobras de voo ou acrobacias........................................................................................132 CONCLUSÃO............................................................................................................................137 REFERÊNCIA...........................................................................................................................139 EEAR 1 INTRODUÇÃO Prezado aluno. É com satisfação que o cumprimentamos como aluno do curso básico de mecânica de aeronaves. Esta apostila tem por objetivo ajudá-lo a adquirir conhecimentos básicos sobre a Teoria do Voo. É o primeiro passo no aprendizado sobre o funcionamento dos sistemas básicos de controle de uma aeronave. Neste início do Curso BMA, você irá aprender como e por que um avião consegue sustentar-se no em voo, irá verificar que os sistemas de uma aeronave estão interligados e que nada funciona por acaso, e também que todos os equipamentos têm função muito importante durante as diversas etapas do voo. Além disso, os conhecimentos o ajudarão no aprendizado de outras disciplinas aplicadas no decorrer do curso, sempre fundamentados nas principais noções de segurança de voo. Assim sendo, procure ler os textos com bastante atenção, sem deixar de tirar suas dúvidas com o instrutor. Estaremos sempre juntos e prontos para atendê-lo nesta caminhada de estudos. Voar e Fazer Voar DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 3 1 AERONAVES 1.1 Conhecimentos Gerais de Aviação. História da aviação É inegável o fascínio que o desafio da gravidade tem sobre os homens; muitos tentaram se igualar aos pássaros, e fracassaram. Desde a tragédia mitológica de Ícaro, quando o grego, para fugir do labirinto da ilha de Creta, voou usando asas feitas por seu pai com penas de aves coladas com cera, o cenário de derrotas mudaria com a genialidade de Leonardo da Vinci (1452- 1519). Ele realizou estudos que fundamentaram os primeiros “Princípios de Aerodinâmica”, embora muito primitivos. Seus desenhos mostraram ideias avançadas para a época, como rotores semelhantes aos do helicóptero, das hélices e até os princípios de sustentação aerodinâmicas das asas-deltas atuais. Formulou-se também a base científica para o voo humano observando o voo dos pássaros. FIGURA 1: DESENHO DE LEONARDO DA VINCI No século XVIII, o jesuíta brasileiro Bartolomeu de Gusmão, o “Padre Voador”, atingiu 4m de altura com um balão de ar quente pela observação do ar das queimadas que subia. Augusto Severo, político, jornalista, inventor e aeronauta brasileiro, criou o primeiro balão semirrígido conhecido como “PAX”. Severo faleceu durante uma demonstração na França vitima de um acidente devido ao uso do hidrogênio (gás altamente inflamável) no balão. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 4 Conde Zeppelim, alemão, criou uns enormes dirigíveis, que cruzavam os céus do mundo (1937-1940). Favorecido pela política de Adolph Hitler, deu a volta ao mundo em 1938 em 21 dias. O acidente mais marcante foi com o dirigível “HINDENBURG”, que saiu de Frankfurt (Alemanha) com destino a New Jersey (EUA) levando 97 passageiros. Como sua pintura era à base de alumínio, o deslocamento de ar causou o acúmulo de eletricidade estática, e, ao fazer atracação para o pouso, uma descarga causou um arco voltaico, incendiando sete milhões de metros cúbicos de hidrogênio, matando quase todos os ocupantes. FIGURA 2: INVENTO"PAX" DE AUGUSTO SEVERO FIGURA 3: HINDERBURG" DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 5 Outro personagem importante na história foi Otto Lilienthal (1848-1896), que não só projetou como também experimentou seus aparelhos chegando a conclusões importantes sobre o equilíbrio, que conhecemos hoje como centro de gravidade (C.G.). Deduziu que a sustentação deveria ser a principal preocupação, diferente de alguns teóricos da época, que apostavam na propulsão. Ele achava fundamental, mas não sabia como fazê-lo. Registrou dados importantes para a conquista do ar e escreveu alguns livros, como o “Voo das aves”. É considerado o pioneiro do Voo Planado. FIGURA 4: : "OTTO LILIENTHAL" Ao final do Século XIX, Clement Ader, engenheiro francês, construiu dois aeroplanos: o EOLE e o AVION. Ambas as experiências falharam. Os famosos irmãos Wilbur e Oliver Wright fizeram suas pesquisas e lançaram seu aeroplano ao ar por meio de uma catapulta sobre trilhos montados no chão. A experiência dos irmãos Wright teria tido cinco testemunhas. Ninguém da imprensa viu. O segredo seria motivado pela ambição de patentear o invento de modo que ninguém pudesse copiá-lo sem pagar por isso. FIGURA 5: AVION DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 6 FIGURA 6: "IRMÃOS WRIGHT" E SEU EXPERIMENTO Alberto Santos Dumont Foi na tarde do dia 23 de outubro de 1906, no Campo de Bagatelle, em Paris – França, onde hoje uma pequena placa lembra o feito, que se realizou, pela primeira vez em público e de forma documentada, o voo controlado em um aparelho mais pesado que o ar. No comando do consagrado 14 Bis, estava o brasileiro Alberto Santos Dumont, 33 anos, nascido na fazenda de Cabangu, cidade de Palmyra – Minas Gerais, hoje rebatizada com o nome de seu ilustre filho. Ao contrário do que se possa imaginar, o voo do 14 Bis não partiu de uma ideia mirabolante de inventor que, de uma hora para outra, descobre a saída para um enigma que desafiava o homem há dois mil anos. Para chegar lá, Santos Dumont não casou nem teve filhos e quase morreu em mais de um acidente aéreo. Trabalhou pesado desde o fim da adolescência. Aos 24 anos, por exemplo, encomendou a construção de um balão na forma de um charuto com o qual conseguiu sair do chão. No dia 19 de outubro de 1901, os parisienses viram o que parecia inacreditável: nos céus da capital francesa, o brasileiro provou ser possível controlar o voo de um balão, o dirigível número 6. Em 1910, vítima de depressão, Santos Dumont deixou de voar. Não era contrário ao emprego militar do avião desde que para fins pacíficos. Não admitia a ideia do transporte de qualquer armamento. Desejava, sim, que o avião facilitasse o relacionamento entre os povos. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 7 Em 1932, aos 59 anos, foi encontrado morto enforcado por uma de suas gravatas, na cidade de Guarujá - São Paulo. No ano de 1997, o então Presidente dos Estados Unidos, Bill Clinton, referiu-se a Santos Dumont como Pai da Aviação. FIGURA 7: SANTOS DUMONT Como vimos, a aviação passou dos modelos rudimentares como o 14 Bis, o Demoisele, até chegar aos modelos consagrados da EMBRAER: T-27 (TUCANO), AT-29 (SUPER TUCANO), C-95 (BANDEIRANTE) e às aeronaves comerciais ERJ-170 e 190. Sendo assim, é imprescindível que estejamos prontos para experimentar novos conhecimentos, através da formação acadêmica, alicerçando o futuro da aviação. 1.1.1 Conceitos básicos de aviação Aeronave Designação genérica dos aparelhos por meio dos quais se navega no ar (por meios próprios) tendo incorporado ao seu desenho original a possibilidade de ocupação humana. Avião Aeronave que possui superfícies para reagir com o ar, criando as forças necessárias para o voo. Possui ainda um grupo moto-propulsor que possibilita seu deslocamento. Atmosfera Existem algumas considerações quando falamos de atmosfera na aviação: DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 8 - O ar é uma mistura de gases composta principalmente de nitrogênio e oxigênio (21% de oxigênio, 78% de nitrogênio e 1% de outros gases, e também pode conter poeira, vapor d’ água, poluentes, etc.) Uma vez que o ar é uma combinação de gases, ele segue suas próprias leis. - O ar é considerado um fluido; ele define uma substância, que pode fluir ou trocar sua forma através da aplicação de uma pressão moderada. - O ar tem peso, uma vez que qualquer coisa mais leve que ele, como um balão cheio de hélio, irá subir. A atmosfera é uma camada de ar que circunda a Terra. Estende-se até uma altura aproximada de 800 km, sendo dividida em duas regiões: a baixa atmosfera (troposfera) e a alta atmosfera composta de estratosfera e outras camadas. Somente na troposfera, há nuvens. Portanto, todos os eventos meteorológicos mais significativos para a aviação ocorrem nesta camada. É a camada mais intranquila, onde têm origem praticamente todas as massas de ar, as frentes e as tempestades. O vento sopra em qualquer direção, e a temperatura decresce com a altitude, aproximadamente 2°C a cada 1000 pés de altitude. Esse decréscimo é denominado “Gradiente vertical normal ou padrão”, e se mantém até a tropopausa onde há características de Isotermia, ou seja, a temperatura não varia durante toda sua extensão, permanecendo a -55ºC. FIGURA 8: ATMOSFERA TERRESTRE DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 9 - Atmosfera padrão ou ISA (International Standard Atmosphere) As condições atmosféricas variam continuamente e, em geral, não é possível se obter exatamente as mesmas condições em dois dias diferentes, ou semelhanças em dois voos sucessivos. Consequentemente deve ser estabelecidos, um grupo de condições padrão, que pode ser usado arbitrariamente como referência. O conjunto de condições padrão atualmente usado nos Estados Unidos da América é conhecido como “U.S. Standard Atmosphere". A atmosfera padrão aproxima-se das condições médias existentes a 40º de latitude; mais conhecida como ISA, foi definida pela ICAO (Organização da Aviação Civil Internacional). Essa atmosfera supõe certos valores da temperatura e da pressão para determinadas altitudes. Determina-se, então, a densidade absoluta do ar em várias altitudes, de acordo com a pressão e a temperatura considerada. Essa atmosfera "padrão" é inteiramente arbitrária e fictícia, muito embora ela tenha sido baseada em muitas observações e represente a média das condições a 40° de latitude norte, em dias e horas diferentes durante o dia. Sendo uma referência arbitrária, a temperatura e a pressão em uma altitude dada podem ser completamente diferentes das que são indicadas pela atmosfera padrão. Além do mais, a atmosfera padrão supõe que o ar seja perfeitamente seco. Ela é utilizada na aeronáutica nos gráficos de performace (desempenho) de aviões, meteorologia e em outras áreas. Temperatura A variação da temperatura também afeta a atmosfera. O sol envia para a Terra radiações caloríficas e luminosas. Propagam-se a uma velocidade de 300.000 km/s e atravessam as centenas de quilômetros de espessura da atmosfera da Terra rapidamente. A passagem dessas radiações através da atmosfera tem um efeito desprezível no seu aquecimento. A irradiação solar aquece o solo de modo que o torna uma fonte secundária de calor, o qual é devolvido ao ar que está em contato com a sua superfície. Esse ar aquecido não somente aquece a camada de ar imediatamente superior como também, pelo fato de ter menor densidade, eleva-se na atmosfera. Ao se elevar até a região de menor pressão, o ar expande-se. Quando o ar se expande, a temperatura cai, tanto por causa da expansão como também por causa da maior distância da fonte secundária de calor, a Terra. A isso chamamos movimento convectivo do ar. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 10 Desse modo, a temperatura é menor quanto mais elevada forem as altitudes (decresce aproximadamente 2º Celsius para cada 1000 pés. Pressão Existe uma pressão do ar de cima para baixo. Uma coluna de ar, de secção transversal de um centímetro quadrado que se estenda da superfície da Terra até a camada superior da atmosfera, pesa 1,033 kgf. O ar próximo da superfície da Terra está, por isso, sujeito à pressão de 1,033 kgf/cm2, que corresponde à pressão de 1013,2 hPa (hecto-pascal) ou 29,92 polegadas de mercúrio. Essa pressão é, às vezes, referida como uma "atmosfera", e as pressões mais elevadas são expressas em "atmosferas". FIGURA 9: PRESSÃO ATMOSFÉRICA Densidade Densidade é um termo que significa peso por unidade de volume. Uma vez que o ar é uma mistura de gases, ele pode ser comprimido. Se o ar em um recipiente estiver com metade da pressão do ar em outro recipiente idêntico, o ar sob a pressão mais elevada pesa duas vezes mais que aquele do recipiente sob menor pressão. O ar com maior pressão, tem duas vezes a densidade daquele no outro recipiente. Para pesos iguais de ar, aquele com maior pressão ocupa apenas metade do volume do outro, sob metade da pressão. A densidade dos gases é governada pelas seguintes regras: A densidade varia em proporção direta com a pressão. A densidade varia inversamente com relação à temperatura. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 11 Assim, o ar em grandes altitudes é menos denso do que em pequenas altitudes, e a massa de ar quente é menos densa que a massa de ar frio. Mudanças na densidade afetam a performance (desempenho) aerodinâmica da aeronave. Com a mesma potência uma aeronave pode voar mais rápido a grandes altitudes onde a densidade é menor, do que a baixa altitude onde a densidade é alta. Isso se deve ao fato de que o ar oferece menos resistência à aeronave, quando ele contém menor número de partículas por volume. Umidade Umidade é a quantidade de vapor d’água no ar. A quantidade máxima de vapor que o ar pode absorver varia com a temperatura. Quanto mais elevada a temperatura do ar, mais vapor d’água ele pode absorver. O vapor d’água pesa aproximadamente cinco oitavos a mais que a mesma quantidade de ar perfeitamente seco. Considerando-se que a temperatura e a pressão permanecem as mesmas, a densidade do ar varia inversamente com relação à umidade do ar. Nos dias úmidos a densidade do ar é menor que nos dias secos, devido às moléculas de água atrapalharem as de ar. Por essa razão, uma aeronave requer uma pista mais longa para decolagem nos dias úmidos que nos dias secos. - Lei do movimento de NEWTON A primeira lei de Newton é normalmente conhecida como “lei da inércia”. Um corpo em repouso não se moverá, a menos que uma força seja aplicada a ele. Se ele estiver se movendo a uma velocidade uniforme e em linha reta, para que sua velocidade seja alterada, é necessário que uma força a ele seja aplicada. Uma vez que o ar tem massa, ele constitui um “corpo”, de acordo com a lei. Quando uma aeronave está no solo, com os motores parados, a inércia mantém a aeronave em repouso. Uma aeronave sai do seu estado de repouso através da força de empuxo criada pela hélice, pela expansão dos gases de escapamento, ou por ambos. Quando ela está voando em linha reta e à velocidade constante, a inércia tende a mantê-la em movimento. Uma força externa é requerida para mudar a atitude da aeronave. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 12 FIGURA 10: PRIMEIRA LEI DE NEWTON A segunda lei de Newton, aquela da força, também se aplica aos objetos. Essa lei estabelece que, se uma força externa age sobre um corpo, que se move com velocidade constante, a alteração do movimento ocorrerá na direção de atuação da força. Essa lei pode ser representada matematicamente da seguinte forma: Força = massa x aceleração (F=m.a). Se uma aeronave estiver voando com um vento de proa, sua velocidade diminuirá. Se o vento for lateral, haverá uma tendência de empurrar a aeronave para fora do seu curso, a menos que o piloto tome uma ação corretiva contra a direção do vento. FIGURA 11: SEGUNDA LEI DE NEWTON A terceira lei Newton é a “lei da ação e reação”. Essa lei estabelece que para toda ação (força) existe uma reação, igual e contrária (força). Ela é bem ilustrada pela ação das mãos de um nadador. Ele empurra a água para trás, sendo dessa forma impulsionado para frente, uma vez que a água resiste à ação de suas mãos. Quando a força de sustentação sob a asa de uma aeronave se iguala à força da gravidade, a aeronave mantém o seu nível de voo. As três leis de movimento, amplamente discutidas, estão relacionadas e aplicadas à teoria de voo. Em muitos casos, as três leis podem estar atuando ao mesmo tempo em uma aeronave DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 13 FIGURA 12: TERCEIRA LEI DE NEWTON Princípio de Bernoulli O princípio de Bernoulli estabelece que, quando um fluido (ar), passando por um tubo, atinge uma restrição ou um estreitamento desse tubo, a velocidade do fluido que passa por essa restrição é aumentada, e sua pressão é reduzida. O lado arqueado (curva) da superfície de um aerofólio (asa) afeta o fluxo de ar, exatamente como acontece com um estrangulamento em um tubo, o que veremos com mais detalhes nos capítulos seguintes. FIGURA 13: TUBO DE BERNOULLI E O AEROFÓLIO -Velocidade: distância percorrida por unidade de tempo. km/h (quilômetro por hora), mph (milha por hora – 1,609 km/h), kt (“knot” ou nó – 1,852 km/h), V= e/t DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 14 -Velocidade indicada (VI) (indicated airspeed-IAS): velocidade indicada no velocímetro do avião sem correções para variações de densidade atmosférica e sempre que as condições se alteram, erros são introduzidos. É obtida a partir da pressão dinâmica do ar, através do sistema de Tubo de Pitot que será abordado mais tarde na matéria de Instrumentos. -Velocidade aerodinâmica (VA) (true indicated airspeed-TAS): velocidade obtida após as correções de temperatura e altitude da velocidade indicada, (aproximadamente 2% à velocidade indicada em cada 1000 pés (300 metros). -Velocidade sobre o solo (VS):Velocidade corrigida levando em consideração a direção e intensidade do vento. FIGURA 14: TUBO DE PITOT FIGURA 15: INDICAÇÕES E MARCAS NO VELOCÍMETRO DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 15 -Velocidade do som A velocidade do som é a velocidade de propagação das ondas sonoras que uma aeronave produz (1224 km/h ou 340m/s.). Em homenagem ao físico austríaco Ernst Mach, que mediu pela primeira vez a velocidade de propagação do som no ar, convencionou-se que um objeto, deslocando-se à velocidade do som, está a MACH 1. Quando um avião está em velocidade subsônica, as ondas sonoras que ele produz estão à sua frente. Aumentando a velocidade do aparelho, ele alcançará as ondas sonoras produzidas por ele próprio. Se persistir nessa velocidade, as ondas sonoras formarão uma verdadeira muralha de ar no nariz do avião, porque todas as ondas formadas permanecem no mesmo lugar em relação ao avião. Esse fenômeno chama-se Barreira Sônica. Continuando a acelerar, ultrapassará a velocidade do som e deixará para trás as ondas de pressão. No momento em que quebrar a barreira, ocorrerá um barulho de grande proporção chamado Estrondo Sônico (Sonic Boom). FIGURA 16: ONDAS DE CHOQUE As ondas de choque geradas por um avião em velocidade supersônica são mais intensas no nariz, nas partes dianteira e traseira das asas e na parte traseira da fuselagem. Uma pessoa no DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 16 solo verá o avião passar sem ruído algum, e só depois ouvirá o forte estampido. O avião passa antes do seu próprio som! O termo “Mach 1"é igual à velocidade do som. Os números Mach subsônicos são menores do que 1 e os supersônicos são maiores que 1. FIGURA 17: CONDENSAÇÃO NA ÁREA DA ONDA DE CHOQUE -Velocidade máxima: é a maior velocidade possível em voo horizontal. -Velocidade de cruzeiro: corresponde ao rendimento ideal do motor (eficiência e economia) no voo horizontal. -Velocidade mínima: menor velocidade constante possível, com ângulo de ataque maior que o crítico e velocidade maior que a velocidade de estol *Depende do motor, da hélice e do avião. -Velocidade de estol: menor velocidade possível em voo horizontal com ângulo de ataque crítico e sustentação máxima. * Depende apenas das características do avião. Obs: Ângulo de ataque crítico = ângulo de sustentação máxima ou ângulo de estol; acima desse ângulo ocorre, o descolamento dos filetes de ar do aerofólio. -Velocidade relativa: velocidade de um corpo em relação a outro. Numa mesma direção e em sentido oposto, somam-se as velocidades. No mesmo sentido, as velocidades diminuem. -Peso: força da gravidade. O peso é variável. Uma pessoa é mais pesada nos Polos do que no Equador devido à maior proximidade com o centro da Terra. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 17 -Massa: é a quantidade de matéria contida num corpo é invariável. A porção de 1 kg será sempre 1 kg em qualquer parte do Planeta ou no espaço. As unidades para medir massa são kg (quilograma) e lb (libra). -Inércia: tendência natural dos corpos de permanecerem em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Lei da Inércia: “Todo movimento não perturbado persiste indefinidamente em linha reta”. -Vento relativo: vento aparente que sopra quando um corpo se move na atmosfera, normalmente na mesma direção e sentido oposto ao deslocamento do corpo. -Peso vazio: avião sem tripulação, combustível e carga; somente com o equipamento fixo. -Peso máximo de decolagem: máximo de peso que o avião pode suportar no momento da decolagem (equipamento, tripulantes, combustível, carga, passageiros). -Peso máximo de rampa: máximo peso que o avião pode suportar durante o táxi. -Carga útil: peso máximo menos peso vazio. FIGURA 18: BALANCEAMENTO DE CARGA -Alcance: distância máxima de voo sem reabastecer (dobro do raio de ação). -Raio de Ação: distância máxima que uma aeronave pode voar sem reabastecer e com regresso assegurado (metade do alcance). DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 18 -Autonomia: Máxima distância a ser voada para determinada quantidade de combustível. Como exemplo, raio de ação do P-3AM da FAB, 2.070 milhas ou cerca de 3.835km. FIGURA 19: ALCANCE DO P-3 ORION -Potência: é o trabalho produzido por unidade de tempo. Para cálculo, utiliza-se multiplicando Força por velocidade. A unidade de medida de trabalho normalmente utilizada é o HP, mas também o CV (Cavalo vapor): 1 CV = 75 kg/seg. -Lei dos gases: descreve o comportamento dos gases, ou seja, a maneira como variam a pressão, a temperatura e a densidade dos gases. -Aumentando-se a pressão de um gás, a temperatura e a densidade aumentarão. -Aumentando-se a temperatura de um gás, a pressão aumentará, e a densidade diminuirá. -Escoamento: é o movimento dos fluidos. Existem dois tipos de escoamento: o laminar e o turbulento. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 19 FIGURA 20: ESCOAMENTO DE UM GÁS 1.2 CLASSIFICAÇÃO DAS AERONAVES 1.2.1 Tipos de aeronaves com base nos princípios de funcionamento: -Aerostatos São aparelhos mais leves que o ar. Apoiam-se pelo Princípio de Arquimedes: “Todo corpo imerso em um fluido recebe um impulso para cima igual ao peso do fluido deslocado”. Podem ser classificados como: -Balões -Balão livre: aparelho que não tem meios de propulsão; a ascensão e a descida são controladas pelos tripulantes, que, para isso, lançam fora porções de lastro ou abrem válvulas para que escape o gás ou ar quente contido no invólucro. -Balão cativo: aparelho que após sua ascensão, continua preso ao solo ou a um navio, por meio de cabos. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 20 FIGURA 21: BALÃO -Dirigíveis: São aeróstato munido de órgãos de propulsão (motores e hélices), de direção e de estabilização. há três tipos: Dirigíveis flexíveis são aeronaves cujo a forma do envoltório é mantida pela pressão interna do gás. Dirigíveis rígidos são aeronaves que tem estrutura em liga de material leve, formada por grandes anéis ligados entre si por vigas longitudinais e dotada de um revestimento liso para diminuir a resistência ao avanço. O interior é dividido em compartimentos contendo balonetes cheio de gás. Esses dirigíveis são mais pesados do que os flexíveis que possuem o mesmo volume. Entretanto, por serem rígidos, podem transportar mais peso e atingir velocidades maiores. Dirigíveis semirrígidos são aeronaves cujo o envoltório do balão é flexível, mas possui na base uma quilha rígida. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 21 FIGURA 22: DIRIGÍVEIS - Aeródino: São aparelhos mais pesados que o ar. Seu voo baseia-se na 3ª lei de Newton (ação e reação) e no princípio de Bernoulli. Os aviões de asa fixa, helicópteros, planadores, convertiplanos pertencem a essa classe. FIGURA 23: AERÓDINO A-29 -Convertiplano: São aeronave que possui rotores que podem ser inclinados para a decolagem ou pouso vertical gerando diretamente sustentação. A principal vantagem de se usarem rotores inclináveis é que, em voos de cruzeiro, o aparelho se torna um avião, sem as limitações de velocidade de um helicóptero. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 22 FIGURA 24: CONVERTIPLANO V-22 OSPREY -Helicóptero: São aeronaves de asas rotativas capazes de realizar pousos e decolagens verticais. Deslocam-se em todas as direções movimentando seu rotor (es) principal (ais). Os comandos são diferentes dos aviões, como veremos a seguir: a) Controle coletivo: serve para aumentar ou diminuir o ângulo das pás do rotor principal, dando maior ou menor sustentação ao helicóptero. b) Controle Cíclico: semelhante ao manche de uma aeronave de asa fixa, o movimento do cíclico para a direta ou para a esquerda provoca o movimento da aeronave em torno do eixo longitudinal (rolagem) e consequente deslocamento lateral. O movimento do cíclico para a frente e para trás provoca o movimento da aeronave em torno do eixo lateral (arfagem) e consequente deslocamento lateral. Serve para movimentar o rotor principal para frente, para trás e para os lados, fazendo com que o helicóptero tome a direção para a qual o piloto comandou. c) Controle de potência: Feito por um punho instalado no coletivo, que funciona como manete de potência no avião. Acelera ou desacelera o motor. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 23 FIGURA 25: COMANDOS DO HELICÓPTERO d) Controle do rotor de cauda: serve como leme de direção. O movimento feito nos pedais altera o ângulo das pás do rotor de cauda, ajudando a vencer o efeito torque (efeito que será estudado logo à frente). No estudo do Helicóptero existem vários conceitos específicos, mas no momento destacamos: -Efeito torque: Aparece quando aumentamos a potência do motor, e o rotor principal começa a girar com grande força. Nesse momento, o helicóptero terá a tendência de girar no sentido inverso ao do rotor principal. Assim, quando o helicóptero estiver no “pairado”, o rotor de cauda é o único dispositivo capaz de aliviar esse efeito. Quando o helicóptero estiver em movimento, estabilizadores de voo verticais farão o papel do rotor de cauda aliviando o esforço do piloto. Mas, quando a velocidade começa a cair para uma aproximação de pouso, o efeito torque aparece. Atualmente há helicópteros para todos os fins. Alguns deles são enormes, com dois rotores principais contra-rotativos dispensando assim o rotor de cauda. Esses rotores principais, girando em sentido contrário, anulam o efeito torque. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 24 FIGURA 26: CONTROLE DO EFEITO TORQUE PELO ROTOR DE CAUDA -Autorrotação: é uma condição estável de voo em que a força necessária para manter o rotor a rodar não provém do rotor, mas sim do fluxo de ar que passa por ele. Só é possível executar essa manobra perdendo altitude. É comparável ao voo planado. É uma manobra a que se recorre numa situação de falha de motor e que permite aterrar em segurança. FIGURA 27: : AUTORROTAÇÃO -Giroplano ou girocóptero (autogiro): aeronave cuja sustentação em voo é conseguida por meio de pás de rotação livre, isto é, não movidas por motor, mas pelo ar. Esse tipo de aeronave possui um grupo moto propulsor para deslocamento no solo e em voo. É importante salientar que não se trata de um helicóptero, pois, não pode pairar no ar. As pás do rotor são mantidas em funcionamento pelo fato da força aerodinâmica resultante sobre as pás, estar DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 25 sempre um pouco à frente do eixo de rotação, havendo, assim, sempre uma pequena força no plano que passa pelas extremidades das pás, empurrando-as para frente. A diferença deste para o helicóptero é que nele, o rotor tem de fornecer tanto propulsão quanto sustentação e seu eixo estão nitidamente inclinados para frente. A força aerodinâmica resultante faz um ângulo para trás com o eixo de rotação e é necessária grande potência para manter o rotor funcionando. FIGURA 28: GIROCÓPTERO FIGURA 29: DIFERENÇA DE ÂNGULO DE ROTAÇÃO DO HELICÓPTERO E O GIROPLANO -Planadores: são aeronaves leves que usam as massas de ar (princípio da convecção - ar quente sobe, ar frio desce) para manter seu voo. São rebocadas por outro avião, ou podem ser moto-planadores ou ainda serem lançados por veículos preparados para isso. Depois destes lançamentos permanecerão voando apoiadas nas massas de ar convectivas. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 26 FIGURA 30: PLANADOR -Ekranoplanos ou WIGS : os Ekranoplanos, ou Wigs (do inglês wing in ground effect, asa em efeito solo), explora um princípio da aerodinâmica chamado efeito solo. Quando um avião acelera em voo rasante muito próximo a uma superfície lisa, como a de um lago, o ar que passa sob suas asas cria um colchão de alta pressão que dá maior sustentação à aeronave. Assim, ela gasta menos combustível para permanecer em voo e, por conseguinte, tem maior autonomia. O projeto, denominado KM, ficou concluído em 1966. Foi o primeiro e maior veículo de efeito de solo já construído com 100 metros de comprimento e mais de 500 toneladas de peso, impulsionadas por dez potentes turbos reatores FIGURA 31: "KM" PROTOTYPE RUSSO DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 27 1.2.2 Quanto a superfície de pouso A superfície de pouso será determinada pelo emprego da aeronave. Assim, podemos classificá-la nas seguintes categorias: a) Hidroaviões - classe de aeronave que utilizam superfícies líquidas como rios, lagos ou mares nas operações de pouso ou decolagem. A parte inferior da fuselagem é semelhante a um casco de barco, podendo ser construída com flutuadores nas asas chamados aerobotes. b) Litoplanos – classe de aeronave que utilizam superfícies sólidas nas manobras de pouso e decolagem. c) Anfíbios - classe de aeronave bastante eficiente, pois opera tanto em superfície líquida como terrestre. FIGURA 32: SA-16 “ALBATROZ” 1.2.3 Quanto ao tipo de pouso e decolagem a) TTOL (CTOL) - Tangential ou Conventional Take-off and Landing - decolagens e pousos tangenciais ou convencionais. b) STOL - Short Take-off and Landing - decolagens e pousos curtos. c) VTOL - Vertical Take-off and Landing - decolagens e pouso verticais. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 28 FIGURA 33: CLASSES DE POUSO E DECOLAGEM 1.2.4 Quanto á quantidade de motores. d) Monomotor ou Monorreator – aeronave que possui somente um grupo motopropulsor. Ex: A-1M; C-98; T-27 FIGURA 34: C-98 CARAVAN e) Bimotor ou Birreator – aeronave que possui dois grupos motopropulsores. Ex: C-105 e R-99. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 29 FIGURA 35: VC-99 A LEGACE f) Trimotor ou Trirreator - aeronaves que possui três grupos motopropulsores. Ex: B-727, DC-10, MD-11. FIGURA 36: JUNKERS JU-52 TRIMOTOR g) Quadrimotor ou Quadrirreator – aeronaves que possui quatro grupos moto- propulsores. Ex: C-130 e P-3. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 30 FIGURA 37: C-130E HERCULES h) Multimotor – Mais de quatro motores existentes na aeronave. Ex: ANTONOV-AN-225 (avião russo de transporte de carga e tropa) FIGURA 38: ANTONOV -225 1.2.5 Quanto à quantidade de planos de asa As aeronaves são classificadas quanto à quantidade de planos de asa. a) Monoplanos: Utilizam um (01) plano de asa. Essas aeronaves têm somente 01 asa ou 02 semi-asas. b) Biplanos: possuem dois (02) planos de asas. Atualmente são usadas em acrobacias aéreas e voos turísticos. Na 1ª Guerra mundial eram para combate. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 31 c) Triplanos - utilizam três (03) planos de asa. Existem hoje, poucos exemplares destes aviões, mas foram muito usados na 1º Guerra mundial pelos alemães, como o Barão Von Richthofen (Barão vermelho). FIGURA 39: A-1 AMX FIGURA 40: FOKKER DR.I DREIDECKER DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 32 FIGURA 41: BOEING STEARMAN 1.2.6 Quanto à quantidade de tripulantes, classificam-se em; d) Monoplace - Normalmente, um caça ou avião de recreação em que o ocupante é apenas o piloto. e) Biplace - aeronave de treinamento militar ou civil ocupada por um tripulante mais um passageiro ou dois tripulantes. f) Triplace - aeronave que possui 03 assentos ocupados de acordo com o emprego. g) Quadriplace - aeronave para 04 pessoas de acordo com o emprego civil ou militar. FIGURA 42: F-5; U-42; A-1; C-130 DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 33 1.3 Identificação das Aeronaves Toda a aeronave civil e militar recebe uma matrícula. que é a representação sequencial de um conjunto de números, determinado para um tipo e modelo de aeronave específica. Para as aeronaves militares, existe um conjunto de letras e números que identificarão o emprego e o tipo de missão que elas irão realizar. FIGURA 43: MATRÍCULA DA AERONAVE C-98 a) Atividade primária: é o tipo de função principal para a qual uma aeronave foi projetada e destinada, dentro do elenco de missões previstas na Doutrina Básica da FAB. b) Indicador de atividade: é a letra indicativa da atividade primária para a qual a aeronave foi projetada e destinada, tal como Caça, Patrulha, Transporte, entre outros. c) Indicador de tipo: é a sequência numérica que designa, para tipos diferentes de aeronaves, a mesma atividade primária. Esse código vem separado do indicador de atividade por um traço de união. d) Indicador de versão: é a letra que, utilizada após o indicador de tipo, serve para designar uma determinada versão do projeto de uma aeronave já existente na FAB. e) Indicador de modernização: representada pela letra “M”, colocada após o indicador de versão, é a indicação de que a aeronave sofreu um processo de modernização que não modifica a sua essência, mas que introduz uma melhoria expressiva na sua capacidade operacional. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 34 f) Indicador de modificação de atividade: é a letra utilizada para indicar uma das situações apresentadas a seguir: g) Modificação efetuada em um tipo de aeronave normalmente efetivada após a sua saída da linha de produção de modo a afetar a sua capacidade operacional de origem; h) Utilização da aeronave em uma atividade diferente da primária. i) Representação de uma situação especial da aeronave. Exemplo: SC-105 S - Aeronave modificada para a execução de missões de Busca e Resgate; C - Aeronave projetada para transportar carga e/ou passageiros, com capacidade maior do que dez passageiros ou carga superior a uma tonelada; 105 - É o número indicador de tipo de aeronave, na sua atividade primária. Tabela de atividade primária LETRA TÍTULO DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE Aeronave de combate que tem como missão principal o A ATAQUE ataque contra alvos de superfície. Aeronave projetada para transportar carga e/ou C TRANSPORTE passageiros, com capacidade maior do que dez passageiros ou carga superior a uma tonelada. Aeronave projetada para execução de missões de E ELETRÔNICA Controle e Alarme em Voo. Aeronave projetada para interceptar e destruir aeronaves F CAÇA em vôo e atacar alvos de superfície. Aeronave equipada com sistema de reboque para G REBOCADOR aeronaves tipo planador. Aeronave com asas rotativas, cujo movimento horizontal H HELICÓPTERO depende, principalmente, de um ou mais rotores acionados por um sistema motopropulsor. LIGAÇÃO AÉREA E L OBSERVAÇÃO Aeronave projetada para missões de Ligação Aérea e AÉREA Observação Aérea, da tarefa de apoio ao combate. Aeronave projetada para a execução de missões de P PATRULHA Patrulha Marítima e Anti-Submarino. Aeronave pilotada remotamente, empregada para AERONAVE NÃO sobrevoar alvo ou área de interesse, com o objetivo de Q TRIPULADA fornecer, principalmente, informações por intermédio de seu sistema de vigilância eletrônica. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 35 Aeronave projetada para a execução de missões de Reconhecimento Foto, Meteorológico, Visual, R RECONHECIMENTO Eletrônico, por Sistemas Ópticos Digitais e por Radar Imageador. Aeronave destinada ao aprendizado ou treinamento de T TREINAMENTO pilotagem de aeronave, de operação de equipamentos de bordo e de procedimentos operacionais. Aeronave projetada para o transporte de até dez U UTILITÁRIO passageiros ou de carga inferior a uma tonelada. PLANADORES, Aeronaves que não possuem uma missão específica, Z DIRIGÍVEIS OU podendo ser utilizadas para treinamento, para lazer ou para BALÕES a observação aérea. TABELA 1 Exemplo : C-97 C - Aeronave projetada para transportar carga e/ou passageiros, com capacidade maior do que dez passageiros ou carga superior a uma tonelada. 97 - É o número indicador do tipo de aeronave, em sua atividade primária. Tabela de modificação de atividade LETRA TÍTULO DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE Aeronave modificada para o ataque contra alvos de A ATAQUE superfície. Aeronave modificada para o transporte de carga ou C TRANSPORTE passageiro, com capacidade maior do que dez passageiros ou carga superior a uma tonelada. Aeronave modificada para execução de missões de E ELETRÔNICA Controle e Alarme em Voo. Aeronave modificada para reboque de aeronaves tipo G REBOCADOR planador. Aeronave modificada para a execução de missões de I INSPEÇÃO EM VOO Inspeção em Voo. Aeronave modificada, com equipamentos para K TANQUE reabastecimento em voo de outras aeronaves. AERONAVE NÃO Aeronave modificada para ser controlada de um ponto Q TRIPULADA exterior à mesma. Aeronave modificada para a execução de missões de Reconhecimento Foto, Meteorológico, Visual, R RECONHECIMENTO Eletrônico, por Sistemas Ópticos Digitais e por Radar Imageador. Aeronave modificada para a execução de missões de S BUSCA E RESGATE Busca e Resgate. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 36 TRANSPORTE DE Aeronave modificada para execução do transporte de V AUTORIDADES autoridades. Aeronave que se acha em desenvolvimento ou em X EXPERIMENTAL processo de homologação. Aeronave modificada ou construída para o Y PROTÓTIPO desenvolvimento de um projeto específico. TABELA 2 Série Numérica de Matrículas de Aeronaves LETRA TIPO ESPAÇO NUMÉRICO (*) A ATAQUE 5000 A 5999 C TRANSPORTE * 2000 A 2999 E CONTROLE E ALARME EM VOO 6700 A 6749 F CAÇA 4000 A 4999 G REBOCADOR 0150 A 0199 H HELICÓPTERO 8500 A 8999 I INSPEÇÃO EM VOO 6050 A 6099 K TANQUE * 2400 A 2449 L LIGAÇÃO E OBSERVAÇÃO 3000 A 3499 P PATRULHA 7000 A 7799 Q NÃO TRIPULADA 7800 A 7899 R RECONHECIMENTO 6000 A 6049 / 6750 A 6799 S BUSCA E RESGATE 6500 A 6599 T TREINAMENTO 0200 A 1999 U UTILITÁRIO * 2600 A 2700 V TRANSPORTE DE AUTORIDADES * 2550 A 2599 X EXPERIMENTAL 7900 A 7999 Z PLANADOR 8000 A 8499 TABELA 3 Os números de matrícula das aeronaves em operação na FAB deverão se mantidos até a desativação das mesmas, e as aeronaves a serem incorporadas ao acervo da FAB serão numeradas conforme o disposto no DCA400-52 AERONAVES DA FAB NOME A-1 FALCÃO (MONOPOSTO) A-1B FALCÃO (BIPOSTO) A-1BM FALCÃO (BIPOSTO) A-1M FALCÃO MODIFICADO A-29A SUPER TUCANO (MONOPOSTO) A-29B SUPER TUCANO (BIPOSTO) AH-2 SABRE DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 37 AT-26* XAVANTE AT-26A * IMPALA C-105 AMAZONAS C-130E HÉRCULES C-130EM HÉRCULES C-130H HÉRCULES C-130HM HÉRCULES C-95* BANDEIRANTE C-95A BANDEIRANTE C-95B BANDEIRANTE C-95C BANDEIRANTE C-95M BANDEIRANTE C-97 BRASÍLIA C-98 CARAVAN C-98A GRAND CARAVAN C-99A EMBRAER 145 E-99 GUARDIÃO F-2000B MIRAGE 2000B (BIPOSTO) F-2000C MIRAGE 2000C (MONOPOSTO) F-5E TIGER II (MONOPOSTO) F-5EM TIGER II (MONOPOSTO) MOD F-5F TIGER II (BIPOSTO) F-5FM TIGER II (BIPOSTO) MOD G-180 AEROBUERO G-19 IPANEMA G-19A IPANEMA H-1H* IROQUOIS H-34 SUPER PUMA H-36 CARACAL H-50 ESQUILO H-55 ESQUILO BITURBINA H-60L BLACK HAWK IC-95B BANDEIRANTE IC-95C BANDEIRANTE IU-93A HAWKER 800 KC-130H HÉRCULES KC-137 BOEING 707-320C P-3AM ORION P-95A BANDEIRANTE P-95B BANDEIRANTE P-95M BANDEIRANTE R-35A LEARJET 35A R-35AM LEARJET 35A R-95 BANDEIRANTE R-95M BANDEIRANTE R-99 GUARDIÃO DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 38 RA-1 FALCÃO RA-1B FALCÃO (BIPOSTO) RA-1BM FALCÃO (BIPOSTO) RA-1M FALCÃO (MONOPOSTO) SC-105 AMAZONAS SC-95B BANDEIRANTE T-25A UNIVERSAL T-25B UNIVERSAL T-25C UNIVERSAL T-27 TUCANO TZ-13 BLANIK TZ-17 DUODISCUS TZ-23 SUPER BLANIK U-42 REGENTE U-7* SÊNECA U-7A* SÊNECA U-7B* SÊNECA VC-1 AIRBUS 319 VC-2 EMBRAER 190 VC-97 BRASÍLIA VC-99A EMBRAER 145 VC-99B LEGACY VC-99C EMBRAER 135 VH-34 SUPER PUMA VH-35 EC-135 VH-36 CARACAL VH-55 ESQUILO BITURBINA VU-35A LEARJET 35A VU-55C LEARJET 55C Z-15 LIBELLE (planador) Z-17 DISCUS (planador) TABELA 4 2 ESTRUTURA DOS AVIÕES 2.1 Divisão de uma aeronave para fins de estudo Para facilitar o estudo de um avião, vamos dividi-lo em cinco grupos: a) Fuselagem; b) Asa; c) Empenagem; d) Trem de pouso e DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 39 e) Moto-propulsor. FIGURA 44: PARTES DO AVIÃO 2.1.1 Fuselagem (corpo fuselado ) A palavra fuselagem vem do francês “fuselé”, que significa forma aerodinâmica. Ela é responsável, estruturalmente, por todas as partes que a ela estão fixadas, não oferecendo sustentação ao avião. É a estrutura principal ou o corpo da aeronave propriamente dito, provendo espaço para a carga, controles, acessórios, passageiros e outros equipamentos. Em aeronaves monomotoras, é a fuselagem que também abriga o motor. Em aeronaves multimotoras os motores podem estar embutidos na fuselagem, estar fixados à fuselagem ou suspensos pelas asas. Possuem variação, principalmente quanto ao tamanho e ao arranjo dos diferentes compartimentos dependendo do emprego da aeronave. Assim a fuselagem de um avião de transporte é muito diferente da de um caça. Existem basicamente três tipos de fuselagem: a) tubular; b) monocoque e c) semi-monocoque. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 40 2.1.1.1 Estrutura tubular ou treliça A fuselagem do tipo treliça é geralmente construída de tubos de aço, soldados de tal forma, que todos os membros da treliça possam suportar tanto cargas de tensão como compressão. Em algumas aeronaves, principalmente as mais leves, monomotoras, a treliça é construída de tubos de liga de alumínio e podem ser rebitados ou parafusados em uma peça, utilizando varetas sólidas ou tubos. A fuselagem ganha forma com o revestimento final externo, podendo ser de alumínio, magnésio, plástico moldado, fibra de vidro e até tecido. Se for de tela ou tecido, será pintada com “dope”, espécie de verniz, que, ao secar, proporciona resistência e impermeabilização. 2.1.1.2 Estrutura tipo revestimento trabalhante monocoque Monocoque é uma palavra francesa que pode ser traduzida como “casco único”. A verdadeira construção monocoque, lança mão de perfis, cavernas e paredes para dar forma aerodinâmica à fuselagem, porém é o revestimento que suporta os estresses. Uma vez que não há esteios ou estais, o revestimento deve ser forte o bastante para manter a fuselagem rígida. Sendo assim, o maior problema envolvido na construção monocoque é manter uma resistência suficiente, mantendo o peso dentro de limites aceitáveis. Esta estrutura normalmente é mais resistente que a estrutura tubular, mas também não é adequada para grandes esforços, sendo empregada também em aviões de pequeno porte. 2.1.1.3 Estrutura tipo revestimento trabalhante semi-monocoque Para superar o problema resistência/peso da construção monocoque, uma modificação denominada semi-monocoque foi desenvolvida. Em adição aos perfis, cavernas e paredes (do monocoque), a construção semi-monocoque possui membros longitudinais como longarinas e vigas de reforço que, com o revestimento, pode suportar danos consideráveis e ainda ser forte o suficiente para se manter-se unida. É o tipo mais comum, sendo que praticamente todo avião de médio e grande porte construído após a Segunda Guerra tem a fuselagem desse tipo. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 41 FIGURA 45: ESTRUTURAS MONOCOQUE E SEMIMONOCOQUE Obs: A resistência total da estrutura monocoque e semi-monocoque é dada justamente com o revestimento. O termo “trabalhante” é aplicado porque o revestimento não fica exatamente na mesma posição com o movimento do avião. Move-se durante o deslocamento no solo e em voo. “GLARE” No início da aviação, a estrutura dos aviões era feita de madeira e pano. Dos anos 30 até hoje em dia, o material utilizado tem sido um tipo especial de liga de alumínio. Porém, com o projeto do Airbus 380, maior avião de transporte de passageiros do mundo, a engenharia aeronáutica deu um grande passo, desenvolvendo uma estrutura extremamente resistente e leve chamada “GLARE” (acrônimo para laminado de metal e fibra de vidro reforçado (GLAss- REinforced Fibre Metal Laminate). DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 42 Tal estrutura é formada por camadas sobrepostas de liga de alumínio e fibra de vidro, coladas por epóxi. Cada folha possui a espessura, em média, de 1/3 de milímetro. Uma seção estrutural pode ter de 12 a 13 folhas dependendo do esforço aerodinâmico que essa área do avião deverá suportar. No caso do A380, o bordo de ataque das asas, dos estabilizadores e mais a parte superior da fuselagem utilizam o “GLARE”. Esse material é muito mais resistente a rachaduras e tensões. Também diminui o peso total do avião numa faixa de 10% a 15%; considerando o A380, isso equivale a, aproximadamente, 1 tonelada. Consequentemente, com menos peso, o raio de alcance aumenta e o consumo de combustível diminui. 2.1.2 Asa As asas de uma aeronave são superfícies desenhadas para produzir sustentação quando movidas rapidamente no ar. O desenho particular para uma dada aeronave depende de uma série de fatores, tais como: tamanho, peso, aplicação da aeronave, velocidade desejada em voo e no pouso, e razão de subida desejada. Na superfície inferior da asa (intradorso) pode haver janelas de inspeção e portas de acesso e drenos para escoamento da umidade que se condensa ou dos fluidos. Em algumas aeronaves, há até locais onde se pode andar sobre a asa; em outras, pontos para apoio de macacos sob as asas. É na asa, também que se pode localizar o alojamento do trem de pouso, o tanque de combustível, as luzes de navegação, os faróis de pouso e os armamentos, etc. 2.1.2.1 Conceitos importantes no estudo de uma asa a) ENVERGADURA - distância de uma ponta de asa a outra. b) RAIZ DA ASA - extremidade da asa que fica próxima à fuselagem. c) PONTA DA ASA - extremidade externa da asa. d) BORDO DE ATAQUE - parte dianteira da asa. e) BORDO DE FUGA - parte traseira da asa. f) EXTRADORSO - parte superior da asa (cambra superior). g) INTRADORSO - parte inferior da asa (cambra inferior). h) CORDA - linha imaginária que liga o bordo de ataque ao bordo de fuga, em sua menor distância. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 43 i) ÂNGULO DE INCIDÊNCIA - é formado pelo eixo longitudinal e a corda da asa. Não pode ser variado pelo piloto, é calculado e construído na fábrica. j) ÂNGULO DIEDRO – é formado pela linha média do aerofólio e o eixo lateral, transportado para a base da referida linha. k) ÂNGULO DE ENFLECHAMENTO - É formado pela linha do bordo de ataque da asa e o eixo lateral. l) ÂNGULO DE ATAQUE - é formado pelo vento relativo e a corda da asa. m) ÂNGULO DE ATITUDE- é o ângulo formado pelo eixo longitudinal e a linha do horizonte. FIGURA 46: DIVERSOS ANGULOS DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 44 FIGURA 47: ÂNGULO DE ENFLECHAMENTO 2.1.2.2 Nomenclatura interna das asas a) Longarina: estrutura usada com a finalidade de suportar os esforços nas asas causados pelas forças aerodinâmicas. Estendem-se ao longo da raiz até a ponta da asa. b) Nervura: estrutura disposta perpendicularmente à longarina, dando a forma aerodinâmica da asa transmitindo à longarina os esforços que atuam na asa devido as cargas aerodinâmicas durante o voo. Pode ser de madeira ou metal (ligas de alumínio ou aço inoxidável). c) Nervuras falsas: não atravessam o plano da asa de ponta a ponta. Servem para articulação dos ailerons ou outras superfícies de comando, bem como para acomodação interna de equipamentos, tais como tanques de combustível. d) Nervura caixa ou caixão: é mais larga em uma das faces e revestida de madeira formando com a fuselagem um reforço para o piso ou para a junção de seções. e) Nervura de nariz: pequenas nervuras falsas que se encontram internamente no bordo de ataque da asa, para seu reforço, pois nessa área há um grande esforço devido às pressões aerodinâmicas. f) Alívios: orifícios que têm a finalidade de diminuir o peso sem alterar a resistência, dar passagem a cabos de comando e permitir inspeções de manutenção. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 45 FIGURA 48: ESTRUTURA INTERNA DA ASA 2.1.2.2.1 Classificação das asas 2.1.2.2.1.1 Quanto ao formato: a) Retangular: é a mais eficiente do ponto de vista estrutural, entretanto, não tem a aerodinâmica muito boa e nem pode ser usada em voos supersônicos. Ela se destina a voos com velocidade relativamente baixa (subsônica). DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 46 b) Trapezoidal: asa de transição similar à reta, porém é menos eficiente estruturalmente e mais, aerodinamicamente. c) Afilada (ou elíptica): tipo que combina boa sustentação e boa fixação, é a mais aerodinâmica das asas desenvolvidas para voo em baixas velocidades. Entretanto, a construção dela é muito difícil (e, consequentemente, cara). d) Flecha: é a mais utilizada em aviões que desenvolvem grandes velocidades, sem quebrar a barreira do som. Esse tipo de asa é usado em praticamente todos os aviões comerciais atuais. Veremos mais a frente uma classificação para esta asa. e) Delta: é utilizada principalmente, para voos em velocidades supersônicas; seu formato permite que ela fique inteiramente "dentro" da onda de choque e, com isso, permaneça intacta. f) Geometria variável (não confundir com asa dobrável): permite baixas velocidades de pouso e decolagem e altas velocidades de voo. Ela reúne todas as principais características vantajosas das outras asas, sem ter suas desvantagens, pelo menos não permanentemente. Por exemplo, asas com grande poder de sustentação tendem a ter grandes coeficientes de arrasto. Com essa asa, isso não é exceção. Entretanto, basta recolher a asa para diminuir esse coeficiente. FIGURA 49: ALGUNS FORMATOS DE ASA 2.1.2.2.1.2 Quanto a posição a) Baixa: tangencia a parte inferior da fuselagem. b) Média: é fixada no meio da fuselagem. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 47 c) Alta: tangencia a parte superior da fuselagem. d) Para-sol: fica acima da fuselagem. 2.1.2.2.1.3 Quanto à fixação a) Hubanada: asas dotadas de montantes e estais para seu suporte e fixação, usadas em biplanos. b) Cantilever: dispensa montantes e estais externos. Sua fixação é feita com olhais e pinos nas raízes das asas c) Semicantilever: asa de monoplanos cujo suporte é auxiliado por montantes. FIGURA 50: BOEING STEARMAN - ASA HUBANADA FIGURA 51: BANDEIRANTES -ASA CANTILEVER DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 48 FIGURA 52: C-98 CARAVAN- ASA SEMICANTILEVER 2.1.2.2.1.4 Quanto ao ângulo diedro a) Diedro positivo: quando a linha do eixo lateral fica abaixo da asa. b) Diedro negativo: quando a linha do eixo lateral fica acima da asa. FIGURA 53: ÂNGULO DIEDRO DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 49 c) Diedro neutro (ou indiferente): quando a linha do eixo lateral fica no nível da asa. d) Diedro gaivota: dois diedros, um positivo e um negativo. e) Diedro gaivota invertido: Dois Diedros, um negativo e um positivo. FIGURA 54: ANGULO DIEDRO DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 50 2.1.2.2.1.5 Quanto ao ângulo de enflechamento a) Ângulo de enflechamento positivo: é quando a linha do bordo de ataque da asa fica atrás do eixo lateral. Suas principais vantagens são a facilidade de construção e a aerodinâmica. A desvantagem principal é o fato de ela não poder ser usada em aviões supersônicos sem receber profundas alterações no seu projeto. Essas alterações fazem com que ela perca muita sustentação, exigindo grandes velocidades de aterragem e decolagem. b) Ângulo de enflechamento negativo: é quando a projeção da linha do bordo de ataque da asa fica a frente do eixo lateral. Chamada de asa “FSW” (Forward Swept Wing), com sua forma peculiar contribui para uma boa performance. FIGURA 55: ÂNGULO DE ENFLECHAMENTO DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 51 2.1.3 Empenagem A empenagem é também conhecida como seção de cauda, e, na maioria das aeronaves, consiste de um cone de cauda, superfícies fixas e superfícies móveis. A função básica da empenagem é a de estabilizar a aeronave, conferindo-lhe dirigibilidade. As superfícies fixas possibilitam a estabilidade do avião através dos estabilizadores vertical e horizontal. As superfícies móveis e suas funções, veremos mais à frente. FIGURA 56: EMPENAGEM PADRÃO DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 52 2.1.3.1 Tipos de empenagens a) Convencional (ou padrão): é a mais comum. O estabilizador horizontal é localizado na parte inferior do estabilizador vertical. b) Extra: usada em alguns aviões bombardeiros. Os estabilizadores verticais são localizados mais afastados da fuselagem. c) Em “T“: mais usada em aviões de lançamento de carga ou paraquedistas. Esse tipo de empenagem dá ao avião característica de decolagem e pouso curtos. d) Média: Possuem o estabilizador horizontal na parte média do estabilizador vertical. FIGURA 63: TIPOS DE EMPENAGEM DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 53 FIGURA 57: TIPOS DE EMPENAGEM e) Cauda dupla: o avião possui duas estruturas paralelas, ligadas pelo estabilizador horizontal. f) Duplo estabilizador vertical: usada em caças ou quando o projeto exigir. Os estabilizadores verticais são localizados mais próximos à fuselagem. g) Em “V”: os estabilizadores horizontais formam um ângulo, lembrando a letra V. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 54 FIGURA 58: AN 225 ANTONOV (DUPLO) FIGURA 59: DH115.VAMPIRE (CAUDA DUPLA) 2.1.4 Trem de pouso O conjunto do trem de pouso tem por finalidade suportar o peso do avião durante as manobras no solo, a decolagem e ao pouso. É, normalmente, constituído por dois trens principais e 01 trem auxiliar ou secundário (bequilha). Os trens principais são constituídos por (acessórios): rodas, amortecedor, conjunto de freio e atuadores. O trem auxiliar só não possui conjunto de freio. O número e a localização das rodas das pernas principais variam. Múltiplas rodas distribuem o peso da aeronave por uma grande área, além de permitir uma margem de segurança se um dos pneus falhar. Aeronaves pesadas podem usar quatro ou mais rodas. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 55 FIGURA 60: TREM DE POUSO 2.1.4.1 Sistema direcional Dentro dos sistemas de comando das aeronaves temos o comando direcional no solo, que pode ser para: a) Aeronaves leves As aeronaves leves são normalmente equipadas com direção da roda do nariz, através de um sistema simples de ligações mecânicas, conectadas aos pedais do leme de direção. A mais comum das aplicações utiliza hastes rígidas para conectar os pedais nas alavancas, localizadas na porção pivotada da perna de força do nariz. FIGURA 61: AERO BUERO DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 56 b) Aeronaves pesadas As grandes aeronaves, com sua grande massa e uma necessidade de controle positivo, utilizam uma fonte de força para a direção da roda do nariz. Embora os sistemas de direção da roda do nariz das grandes aeronaves sejam diferentes no processo de fabricação, basicamente todos esses sistemas trabalham aproximadamente da mesma maneira, e requerem a mesma espécie de unidades direcionais. Neste o controle fica na cabine dos pilotos e não é escravas aos pedais de acionamento do leme de direção, como são em aeronaves pequenas. É um volante punho, normalmente a esquerda do piloto que quando a aeronave estiver no taxi ele pressiona esse dispositivo e faz movimentos para a esquerda ou direita movimentando o trem de pouso do nariz no avião. Esse sistema conhecido como stilling é alimentado eletricamente ou aciona diretamente o sistema hidráulico. FIGURA 62: C-97 BRASÍLIA Todas as aeronaves que utilizam trens de pousos com rodas dispõem de freios para diminuir o espaço de rolagem no procedimento de pouso, para controlar seu movimento no taxiamento, para cessar a movimentação da aeronave no solo. Este sistema de freio pode ser a tambor ou a disco, com acionamento mecânico, hidráulico ou pneumático. Entretanto, as aeronaves de projeto projetadas atualmente, somente utilizam freios a disco, de acionamento hidráulico. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 57 FIGURA 63: FREIO A DISCO 2.1.4.2 Classificação dos trens de pouso 2.1.4.2.1 Quanto à retração a) Fixo: trem de pouso que não pode ser recolhido. b) Retrátil escamoteável: pode ser recolhido. Ficam totalmente alojados no interior da fuselagem ou asa do avião, sem que nenhuma parte fique visível. c) Retrátil semiescamoteável: pode ser recolhido, mas uma pequena parte fica exposta, normalmente, parte da roda. FIGURA 64: TREM DE POUSO DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 58 2.1.4.2.2 Quanto à disposição a) Convencional: Trem que possui duas pernas de força principais colocadas uma ao lado da outra à frente do C.G. (centro de Gravidade) do avião. Completando o conjunto, encontra-se uma bequilha instalada na cauda do avião. b) Triciclo: os trens principais do avião ficam atrás do C.G. , e o trem do nariz está logo à frente. c) Central: os aviões de grande porte para transporte de carga usam esse tipo de trem de pouso. O alojamento fica na fuselagem; podendo ser simples ou duplo. FIGURA 65: C-130E HÉRCULES 2.1.5 Grupo Motopropulsor Para que uma aeronave permaneça em voo e com velocidade constante, deve existir um empuxo igual e em direção oposta ao arrasto aerodinâmico dessa aeronave. Esse empuxo ou força propulsora é fornecido por um motor térmico adequado. Todos os motores térmicos têm em comum a capacidade de converter energia calorífica em energia mecânica, por meio do fluxo de uma massa de fluido através desse motor, criando empuxo ou tração para locomover uma aeronave. Alguns componentes associados ao grupo motopropulsor: a) Nacele do motor: compartimento onde está instalado o motor. Pode estar na asa, na fuselagem, no nariz do avião, etc. b) Berço do motor: estrutura em aço (cromo-molibidênio) que fixa o motor da aeronave à sua estrutura. Os motores são fixados ao berço e este, fixado à aeronave. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 59 FIGURA 66: BERÇO DO MOTOR PT-6A FIGURA 67: VC-1 SANTOS DUMOND ( EM DESTAQUE AS NACELES DO MOTOR) 2.1.5.1 Classificação dos motores a) Motor convencional (alternativo): um motor de combustão interna é um dispositivo para conversão de energia térmica em energia mecânica. A gasolina é vaporizada e misturada com ar, forçada para dentro do cilindro, comprimida por meio de um êmbolo, e então inflamada através de uma centelha. A conversão da energia calorífica, resultante em energia mecânica e, daí em trabalho, é levada a termo dentro do cilindro. São motores semelhantes aos usados nos automóveis, constituídos de cilindros, pistões, válvulas e DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 60 outros componentes que não possuem grande potência e utilizam uma hélice para produzir a tração. Podem ser radiais, em linha, horizontais opostos, etc. A maior parte dos motores aeronáuticos é refrigerada a ar. PARA AERONAVES CUJAS VELOCIDADES DE CRUZEIRO NÃO EXCEDAM 250 M.P.H. E ECONOMIA EM ALCANCE DE BAIXA VELOCIDADE, O MOTOR ALTERNATIVO É A ESCOLHA USUAL FIGURA 68: MOTOR CONVENCIONAL (ESQUEMÁTICO) b) Motores turbojato: são motores que funcionam basicamente no princípio de ação e reação produzindo o empuxo necessário ao voo. Sua eficiência é maior a dos motores citados anteriormente (convencionais), porém o consumo de combustível, querosene de aviação (QAV-1), é bem maior. FIGURA 69: MOTOR TURBOJATO:(ESQUEMÁTICO) DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 61 c) Motor turboélice: veio para ocupar o espaço deixado entre o motor convencional e o motor a jato. Isso ocorreu porque os motores convencionais funcionam bem até, aproximadamente, 13.000 pés e os motores a jato são econômicos em grandes altitudes. São motores que utilizam uma turbina a jato para impulsionar uma hélice. Esta, sim produzirá a tração necessária para o voo do avião. O combustível utilizado é o querosene de aviação, (QAV- FIGURA 70: MOTOR TURBOÉLICE:(ESQUEMÁTICO) d) Foguetes: podem desenvolver potências extremamente grandes. Os propelentes queimados, sólidos ou líquidos, produzem grande calor e velocidade. Para se ter uma ideia o jato que sai dos motores do ônibus espacial pode chegar a 11 Km/s. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 62 FIGURA 71: FOGUETE 2.2 Superfícies de comando e auxiliares As manobras de um avião são feitas em torno de três eixos imaginários que se cruzam num ponto chamado C.G. ( centro de gravidade). São eles: a) Eixo longitudinal: linha imaginária que vai do nariz à cauda do avião. b) Eixo lateral ou transversal: linha imaginária que vai de uma ponta a outra da asa. c) Eixo vertical: linha imaginária que passa verticalmente pela aeronave. FIGURA 72: EIXOS IMAGINÁRIOS 2.2.1 Superfícies de controle d) As superfícies de controle ou de comandos de voo são elementos móveis normalmente fixados no bordo de fuga das asas e dos estabilizadores, que têm a função de estabilizar e DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 63 direcionar o voo da aeronave. Os sistemas que operam as superfícies de controle de voo desde a cabine de pilotagem até a superfície de comando podem ter ferragens, hastes de ligação e mecanismos. Incluídos nesses sistemas estão conjuntos de cabos, guias de cabos, ligações, batentes ajustáveis, amortecedores das superfícies de controle ou mecanismos, atuadores operados por motores hidráulicos, que serão estudados em outras disciplinas do curso. FIGURA 73: CABOS DE COMANDO FIGURA 74: HASTES DE COMANDO DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 64 As superfícies de comando podem ser divididas em três grupos: o das superfícies primárias ou principais, o das superfícies secundárias e o das auxiliares. 2.2.1.1 Superfícies primárias São aquelas que movimentam o avião em torno dos eixos imaginários. São elas: aileron, profundor e leme de direção. Teoricamente, cada superfície de comando deveria produzir uma rotação em torno de um único eixo, mas na prática a rotação em torno de um eixo pode provocar rotação em torno de outro eixo. A deflexão de uma superfície de comando muda o escoamento de ar e a distribuição das pressões sobre todo o aerofólio, e não apenas sobre a superfície. a) Aileron É a superfície de comando, normalmente localizada no bordo de fuga das asas, no primeiro terço da ponta para a raiz da asa. Os ailerons fazem movimentos alternados, ou seja, quando o aileron da asa esquerda sobe, o da asa direita desce. A deflexão do aileron que desce (asa que sobe) é menor que a que sobe (asa que desce). Isso acontece porque, quando atuamos no mesmo sentido da força de sustentação, o esforço é menor. Os ailerons são comandados pelo movimento lateral da coluna do manche ou pelo movimento rotacional de um volante, no caso de aviões que tenham esse tipo de comando. Quando o piloto quer inclinar o avião para a esquerda, por exemplo, ele aciona os comandos de modo que o aileron da asa direita abaixa e o da asa esquerda levanta. Quando o aileron abaixe, a sustentação aumenta porque foi aumentada a curvatura do perfil e também cria um arrasto adicional uma vez que está numa área de alta pressão. Logo, este arrasto produz um esforço de puxar o nariz na direção da asa que sobe. (guinada adversa). Assim, a operação do aileron provoca dois movimentos: o movimento chamado rolamento (giro em torno do eixo longitudinal) e também a guinada (giro em torno do eixo vertical) no sentido contrário da execução de uma curva. Esta é chamada “guinada adversa”, que é causada pelo aumento do arrasto da asa que sobe e a correspondente redução dessa força na asa oposta, guinando a aeronave para fora da curva. DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 65 FIGURA 75: A-29 (COMANDOS DE VOO) FIGURA 76: GUINADA ADVERSA A guinada adversa pode ser reduzida por bons projetos, que podem ser: b) Ailerons diferenciais: nesses tipos de aileron, aquele que levanta tem um curso maior que o que abaixa, aumentando seu arrasto e reduzindo a guinada adversa; c) Aileron tipo “frise”: estes ailerons aumenta o arrasto da asa que desce, pois, quando o aileron sobe, para baixar a asa, a sua ponta fica saliente no intradorso da asa, aumentando assim o arrasto. Na outra asa, o aileron que abaixa não ultrapassa o DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 66 extradorso da asa. Esse aileron também pode ser operado diferencialmente, isto é, aumentando a deflexão do aileron que sobe; FIGURA 77: PROJETOS DE REDUÇÃO DA GUINADA ADVERSA DIVISÃO DE ENSINO SSDM EEAR 67 d) Interconexão dos ailerons e leme de direção: em alguns aviões, o aileron é ligado ao leme de direção, de modo que, quando o avião é inclinado pelo aileron, o leme se move para evitar a guinada adversa. FIGURA 78: INTERCONEXÃO DE SUPERFICIES Leme de direção É a superfície móvel, normalmente, localizada no bordo de fuga do estabilizador vertical. O leme é comandado pelos pedais que ficam localizados na cabine de pilotagem, funcionando em conjunto e de maneira alternada. Quando um dos pedais é levado à frente, o outro se move para trás. O leme desloca-se lateralmente para o lado do pedal que foi levado à frente. Ao ser comandado o leme de direção, o ar choca-se contra sua superfície deslocando a cauda do avião para o lado oposto à sua deflexão, (movimento de guinada). Este movimento fará o nariz do avião apontar para o mesmo lado da deflexão do leme. A eficiência do leme de direção aumenta com a velocidade, de forma que, nas baixas velocidades, é necessário provocar maiores deflexões e, nas altas velocidades, menores deflexões. A função do leme é produzir uma guinada no avião. Isso eleva a velocidade da asa externa, o que aumenta a sustentação, provocando uma inclinação lateral. Portanto o segundo