CONHECIMENTOS TÉCNICOS DE AERONAVES MÓDULO 1

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MÓDULO 1

AULA 1

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Aula 01 - Estrutura, Tipos de Esforços, Asas e Superfícies de Controle

ESTRUTURA

“Aeronave é todo aparalho capaz de se sustentar e navegar do ar.” As aeronaves em geral recebem duas classificações: Aeróstatos e Aeródinos.

AERÓSTATOS

Pelo princípio de Arquimedes, “ Todo o corpo mergulhado num fluído recebe um empuxo para cima igual ao peso do fluído deslocado”.

Balões e dirigíveis são aerostátos. Nestes veículos, o empuxo é controlado pelo piloto e pode ser igual, maior ou menor que o peso. A direção do voo é controlado apenas no dirigível, o qual possue lemes de direção para este fim.

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AERÓDINOS

São baseados na 3º lei de Newton (Lei da ação e reação): Toda ação correspondente a uma ação igual intensidade, em sentido contrário”

Planadores e aviões são aeródinos de asa fixa. Helicópteros e autogiros são aeródinos de asa rotativa.

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Asas dos aviões e planadores desviam o ar para baixo criando uma reação

aerodinâmica para cima, denominada sustentação.

Observe na figura abaixo, onde o vento relativo que vem de encontro ao bordo de

ataque da asa, é desviado para a parte superior (maior velocidade e menor pressão) e parte

inferior (menor velocidade e maior pressão), esta diferença causa o efeito da sustentação, o

que faz com que crie esta força para cima, fazendo com que o avião se sustente em voo.

Na matéria de Teoria de Voo deste módulo, há uma explicação mais aprofundada sobre a teoria de sustentação e arrasto, porém, para que possamos entender como funciona a máquina que nos faz voar, o avião, teremos que entender que este dispositivo tem que vencer a força de resistência do ar, ou como é definido pelos cientistas, vencer o arrasto. A força do arrasto é aquela mesma força que sentimos quando colocamos nosso braço para fora do carro quando estamos em movimento e sentimos ser empurrado para trás com a força do vento.

O arrasto é a resultante do efeito de forças de fricção da atmosfera e seus gases sobre a

superfície das asas, agindo em direção paralela à superfície dela e de forças de pressão que atuam em uma direção perpendicular à superfície do objeto. Por este motivo um dos primeiros movimentos que vemos logo quando um avião decola, é o recolhimento dos trens de pouso, com o intuito de diminuir as forças de arrasto exercida sobre a aeronave.

O AVIÃO E SEUS COMPONENTES

Os componentes do avião podem ser classificados em três grandes grupos:

- Estrutura

- Grupo Motopropulsor

- Sistemas

ESTRUTURA: É o corpo ou carcaça que dá forma ao avião o qual também aloja os

passageiros e cargas. Quando falamos em estrutura de avião, estamos nos referindo

às asas, ailerons, fuselagem, estabilizador vertical, estabilizador horizontal, profundor,

deriva e leme de direção. Observe nas figuras abaixo algumas destas partes

destacadas em amarelo:

A ESTRUTURA DO AVIÃO PARTES PRINCIPAIS: Os componentes básicos da estrutura (célula) do avião são: - Asas - Fuselagem - Empenagem - Superfícies de Controle

Esforços estruturais - Uma aeronave deve ser construída sempre com materiais leves e resistentes como por exemplo ligas de alumínio, fibra de vidro ou carbono e até mesmo tubos de aço soldados coberto com uma manta especial aeronáutica. A utilização destes materiais, tem como objetivo fazer com que a aeronave suporte esforços aerodinâmicos mesmo quando está em solo. Os principais esforços aerodinâmicos são:

• TRAÇÃO: Força que tende a alongar ou esticar a peça no sentido da força aplicada.

• COMPRESSÃO: Força que tende a encurtar a peça no sentido da força aplicada.

• CISALHAMENTO: Força que tende a deslocar paralelamente, em sentidos opostos, duas seções de uma peça.

• FLEXÃO: Uma das mais importantes na aviação, pois é uma força que emgloba duas outras forças (tração e compressão). Observando a figura abaixo, irá perceber que na parte superior do paça há a força de tração e na parte inferior a compressão, é o mesmo efeito que ocorre na asa das aeronaves.

• TORÇÃO: Força que tende a girar as secções de uma peça, uma em relação a outra.

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ASAS A asa tem o objetivo de produzir a sustentação necessária ao voo. A figura abaixo

mostra a estrutura típica de um avião leve recoberto com tela. Este revestimento não é

resistente. Ele se destina apenas a suportar a pressão aerodinâmica.

A figura abaixo mostra uma asa metálica. Nota-se a ausência de tirantes e

montantes, os quais são desnecessários porque o revestimento metálico é resistente.

Classificação dos aviões quanto às características das asas Cada avião recebe algumas classificações quanto à sua asa, relativo à localização, fixação e quanto ao

número de asas.

• De acordo com a localização das asas, os aviões podem ser:

• De acordo com a fixação das asas:

Asa baixa Asa média

Asa alta Asa Parassol

Asa Cantiléver (Sem suporte) Asa semi-cantiléver (com suporte)

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• De acordo com o número de asas:

• Com relação a forma plana, as asas podem ser:

Monoplano Biplano

Triplano

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FUSELAGEM

Por definição, a fuselagem da aeronave é onde ficam fixadas todas as estruturas anteriormente comentadas (asa e empenagem). Ela tem como função criar uma superficie aerodinâmica, reduzir o coeficiente de arrasto, alojar tripulantes e passageiros e é onde ficam instalados o grupo moto-propulsor e os sistemas da aeronave. Existem 3 (três) tipos principais de fuselagem:

• ESTRUTURA TUBULAR: Em geral, é fabricada com tubos de aço soldados e

coberta com telas para seu revestimento. Na maioria destes casos, podem haver cabos de aço entre estes tubos para melhorar a sua fixação e confiabilidade. Estas estruturas são comuns ser encontradas em aeronaves de pequeno porte utilizadas para instrução de voo. Ex: Aeroboero

• ESTRUTURA MONOCOQUE: Estruta comumente encontradas em aeronaves

de pequeno porte, principalmente fabricadas nas décadas de 70 e 80, sua estrutura é formada por cavernas, onde, juntamente com o revestivento, muitas vezes metálico, suportam os esforços aerodinâmicos.

• ESTRUTURA SEMI-MONOCOQUE: Atualmente é o tipo de estrutura mais utilizada. Formada pelas cavernas, revestimento e longarinas, garante maior confiabilidade e segurança de voo devido a maior capacidade de suportar esforços aerondinâmicos.

EMPENAGEM

Fixada à fuselagem da aeronave, tem como função manter a estabilidade do voo. É formada por duas partes principais:

• Superfície horizontal: Formada por um profundor e um estabilizador horizontal. Este conjunto de superfíceis tem como função se opor ao movimento de subir e descer o nariz da aeronave.

• Superfície vertical: Formada por um establizador vertical e um leme de direção. Este conjunto de superfícies tem como função se opor ao movimento de guinada (mover o nariz da aeronave para esquerda ou direita).

As partes móveis das asas e da empenagem, são localizadas no bordo de fuga, são

geralmente fixadas por meio de dobradiças e outros tipos de engrenagem.

SUPERFÍCIES DE CONTROLE ou de COMANDO: A estrutura das superfícies de controle é semelhante à das asas e o

mecanismo que efetua o movimento das mesmas denomina-se sistema de controle de voo. As superfícies de controle são divididas em duas:

• SUPERFÍCIES PRIMARIAS OU PRINCIPAIS: Formada pelo Aileron, Leme de

Direção e Profundor.

• SUPERFÍCIES SECUNDARIAS: Formada pelos estabilizadores ou compensadores, tem como função diminuir a força aplicada pelo piloto a fim de evitar tendências provocadas pelas superfícies principais.

FLAPES E SLATS:

Denominados dispositivos hipersustentadores porque com eles atuados produz-se maior sustentação, são utilizados nos pousos e nas decolagens permitindo a aeronave pousar ou decolar com menor velocidade.

SPOILERS: Os spoilers ou freios aerodinâmicos, tem como principal função impedir que a

velocidade do avião aumente excessivamente durante a descida, e também pode auxiliar na função dos ailerons.

COMPONENTES SECUNDÁRIOS DA ESTRUTURA

Componentes como carenagens, portas, janelas de inspeção e também várias tampas que

facilitam a manutenção e fazem parte da estrutura das aeronaves.

CONTROLE DE VOO Os comandos de voos são acionados pelo piloto por meio dos pedais e do manche da

aeronave, estes comandam o leme de direção, aileron e profundor. O sistema de Controle de Voo é o responsável pelo movimento destas superfícies.

Tipo Volante (Boeing 737) Tipo Bastão (Tucano A-29)

Tipo Side Stick (Airbus A320) Funciomaneto Pedal de Comando

O manche da aeronave é responsávelo pelo movimento de cabrar e picar:

• No movimento de cabrar (arfagem), o vento relativo que toca o profundor, faz com que o mesmo desloca-se para baixo, colocando o nariz do avião para cima.

• No movimento de picar (tangagem), o vento relativo que toca o profundor, faz com que o mesmo desloca-se para cima, colocando o nariz do avião para baixo.

O manche tipo bastão, quando movimentado para os lados, fará o movimento de rolagem do avião.

O movimento de rolagem também é conhecido como: rolamento, inclinação lateral, ou “bancagem”(termo em inglês, “to bank”)

Os pedais também servem para guinar o avião desviando o nariz do avião para direita e

para esquerda.

Todo mecanismo do sistema de controle de voo é formado por cabos, polias, esticadores, batentes, mancho,

pedais etc. SISTEMA TÍPICO DE CONTROLE DO PROFUNDOR

MANUTENÇÃO

Em aeronaves leves, as verificações e ajustes são as seguintes:

Alinhamento dos commandos - Manche e pedais na posição “neutra” as superfícies de

comando também devem estar na posição “neutro”.

Ajuste dos batentes – Deve ser ajustados sempre que possível para limitar os movimentos das superfícies de comando, evitando movimentos exagerados e sobrecarga da estrutura e devem ser ajustados de acordo com o manual do fabricante.

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Ajuste da tensão dos cabos – Deve ser ajustada sempre de acordo com as especificações do fabricante. Cabos frouxos podem reduzir ou anular a ação dos comandos e cabos muito esticados deixam os comandos duros e pesados, provocando desgaste dos outros componentes do sistema.

Balanceamento das superfícies – Deve ser verificado após um reparo ou pintura na

superfície de comando.