01 Apostila CGA jan2011

CURSO DE COMISSÁRIOS DE VÔO

1CONHECIMENTOS GERAIS DE AERONAVES

CONHECIMENTOS GERAIS DE AERONAVES E AERODINÂMICA

Este manual destina-se aos cursos teóricos de Piloto Privado PP e Comissário de vôo. A matéria aqui contida está de acordo com as exigências da ANAC – Agencia Nacional de Aviação Civil . Na primeira parte julgamos ser importantes tecer algum comentário histórico, e as outras partes abordamos os diversos tipos de aeronaves, partes, propulsores e manobras.Por experiência e valiosa contribuição de veteranos instrutores da NAV TREINAMENTOS, aceitamos que esta teoria, embora resumida, se aplica perfeitamente à prática.

RESUMO HISTÓRICOSilva Filho.

Leonardo, nascido em 1452 na cidade de Vinci, perto de Florença, estudou inicialmente as asas dos pássaros em 1486 e, 10 anos depois os primeiros ORNIPÓPTEROS, aparelhos de asas batentes movidas por energia humana.Definiu também o primeiro pára-quedas, demonstrando ter resolvido o problema do cálculo da superfície de sustentação e conhecer muitas regras fundamentais de física e de aerodinâmica. Como inventor, escreveu inúmeras obras e centenas de desenhos, projetou incontáveis máquinas. Morreu em 1519, e somente três séculos depois foram recuperados os documentos que revelaram para as gerações futuras, sua genialidade.

OS IRMÃOS WRIGHT

O Flyer I foi a primeira aeronave dos irmãos Wright, mais pesada que o ar, que voou a motor, a partir de um plano inclinado. No dia 17 de dezembro de 1903, às 10:35 horas, esse aparelho de madeira e de tela, dotado de um motor de quatro cilindro, manteve-se em vôo e durante 12 segundos, percorrendo uns 40 metros, na praia de Kill Devil Hill, na Carolina do Norte. No comando, encontrava-se Orvile Wright, seu inventor e construtor, com seu irmão Wilbur.

SANTOS-DUMONT

No dia 23 de outubro de 1906, em Bagatelle, perto de Paris, o brasileiro Alberto Santos-Dumont, no avião 14-BIS, de sua invenção e construção, realizou um vôo de 60 metros, tendo decolado diretamente do solo, utilizando exclusivamente os recursos do próprio aparelho (sem necessidade de plano inclinado). A prova se realizou perante milhares de pessoas e sob controle do Aeroclube de França.

A 12 de novembro do mesmo ano, no mesmo local, e também utilizando somente os meios do próprio aparelho, Santos- Dumont voou 220 metros em 21 segundos, tornando-se o primeiro homem a alçar vôo por seus próprios meios.



AERONAVE: Designação genérica dos aparelhos por meio dos quais se navega no ar, tendo incorporado ao seu desempenho original a necessidade ou pelo menos a possibilidade de ocupação humana.

AERONAVE: É todo aparelho manobrável em vôo que possa sustentar-se e circular no espaço aéreo mediante reações aerodinâmica, apto a transportar pessoas ou coisas – ICA- 100-12.As aeronaves são classificadas em dois grupos: Aeróstato e aeródinos.

A E RÓ S TAT O : Aparelho mais leve que o ar que se eleva e se mantém no espaço por flutuação. São os diversos tipos de balões e dirigíveis.

MOMENTOS IMPORTANTES NA HISTÓRIA E EVOLUÇÃO DOS BALÕÊS

O balão de ar quente, construído pelos irmãos Joseph e Étienne Montgolfier; esse balão se ergueu aos céus de Anonay, na França, atingindo a altura de 2.000 m, no dia quatro de junho de 1783. Foi o primeiro “objeto mais leve do que o ar” que conseguiu destacar-se do chão.

A montigolfieira, balão de ar quente, ricamente decorado que, no dia 21 de novembro de 1783, transportou, pela primeira vez, em vôo livre, homens a bordo: François Pilátre de Rozier e o Marquês d’Arlandes, ambos franceses. O balão manteve-se no ar durante35 minutos, percorrendo a distância de 8,5 Km.

A charleira, balão a hidrogênio, que, no dia 1º de dezembro de 1783, transportou o seu inventor, Jacques Charles, em companhia de Aîné Robert, das Tulheiras, no coração de Paris, até Nesles, percorrendo uma distância de cerca de 60Km. O balão tinha diâmetro de 8,6 m.

BALÃO CATIVO: É aquele que se elevam no ar sempre presos por cabos que impedem que sejam levados pelo vento. São geralmente construídos de forma a possuírem grande capacidade ascensional e sua forma é geralmente alongada para evitar rotação e torção nos cabos que o prendem ao solo.

BALÃO LIVRE: Não possui ligação com o solo após se elevar, é geralmente de formato esférico flutuam ao sabor dos ventos.

DIRIGÍVEIS: É um aeróstato dotado de propulsão (motores a hélices), para a sua locomoção no ar, além de possuírem superfícies de comando de vôo que proporcionam dirigibilidade.

DIRIGÍVEIS RÍGIDOS: São construídos de estruturas rígidas, mantém o seu formato independente da pressão do gás no seu interior.

DIRIGÍVEIS SEMI-RÍGIDOS: Apresentam formato de charuto (bolsa de gás),possuindo uma armação que reforça longitudinalmente o invólucro.

NOTA HISTÓRICA:Alemanha, 1909. O Conde Ferdinand Von Zeppelin iniciou a construção das dirigíveis revolucionários de estrutura rígida em alumínio, em 1900, no Lago de Constança. No



dia dois de julho desse ano, o protótipo, LZ-I, pilotado pelo próprio conde, realizou o primeiro vôo, com cinco passageiros a bordo. Os gigantes do ar do industrial prussiano tiveram largo emprego durante a Primeira Guerra Mundial, e, depois dela para uso civil, até o ano de 1936. O Zeppelin I tinha 128m de comprimento; era dotado de quatro motores Mercedes Daimler de 85 hp.

AERÓDINO: Aparelho mais pesado que o ar que se eleva e se mantém no espaço por efeito da reação do ar denominada sustentação. O avião e o papagaio de papel são aeródinos.

PAPAGAIO OU PIPA: Têm sua sustentação obtida pela ação do vento sobre superfícies inclinadas.

AVIÃO: É uma aeronave mais pesada que o ar, propulsionada por um ou mais motores, destinada ao transporte de pessoas ou cargas, é também empregado como arma de guerra. Suas partes principais são (asa, fuselagem, trem-de-pouso, grupo moto- propulsor e a cabina ou nacele)

BALÃO: É um invólucro contendo gás mais leve que o ar, podendo se elevar no espaço, não dispondo de meios para se deslocar horizontalmente e sua capacidade ascensional depende do peso do volume do ar deslocado em relação ao peso total do balão.

PRIN CI PAIS COM PO NENT ES ESTRUTU RAIS

FUSELAGEM - É nesta parte do avião que são fixadas as asas, o motor (monomotor), estabilizadores, tanques e controles; além de alojar tripulantes, passageiros e cargas. As fuselagens se classificam em tubulares, monocoque e semi- monocoque.

As estruturas tubulares são formadas por tubos de aço especiais soldados.Nas estruturas monocoques os esforços são suportados pelas cavernas e pelo revestimento.

Nas estruturas semi-monocoques existem cavernas e longarinas, membros estruturais da fuselagem.



EMPENA GEM

Definição: é a parte traseira do avião também, chamada de cauda. Compõe-se de estabilizador horizontal, estabilizador vertical, profundos e leme de direção, com seus respectivos compensadores.

Função: Os estabilizadores são superfícies que têm por função aumentar a estabilidade do avião quando em vôo. O estabilizador vertical, também conhecido como deriva, fornece ao avião a estabilidade lateral ou direcional, opondo-se à tendência do avião de guinar. O estabilizador horizontal tem por fim opor-se à tendência do avião de oscilar. O profundor proporciona estabilidade da aeronave em torno do seu eixo lateral e o leme de direção tem por objetivo romper a estabilidade direcional, ou seja, movimenta o nariz do avião para a direita ou para a esquerda (guinada).

Tip os d e Emp en agen s:

1. Empenagem tipo padrão: 2. Empenagem tipo ¨T¨:

3. Empenagem tipo extra: 4. Empenagem tipoV¨:

GRUPO MOTO PROPULSOR

Serve para produzir a tração necessária para se vencer a resistência do ar. Consiste de motor ou motores e hélice ou hélices, quando for convencional ou turbo-hélice; ou somente motor, quando for turbo-jato.



COMPONENTES BÁSICOS DE UM MOTOR CONVENCIONAL

1. CILINDRO – Parte principal do motor em que se desloca o êmbolo (pistão), destinado a receber a mistura e onde se efetua a transformação da energia térmica em mecânica.

2. CÁRTER – Invólucro metálico que encerra o mecanismo do motor e no qual se prendem os cilindros.

3. VÁLVULAS – São peças móveis destinadas a vedar ou dar passagem aos gases.

4. VÁLVULA DE ADMISSÃO – É aquela que permite a entrada da mistura no cilindro.

5. VÁLVULA DE ESCAPAMENTO – É aquela que permite a saída dos gases queimados para fora do cilindro.

6. COMANDO DE VÁLVULAS – É um eixo ou prato de ressaltos que comandam a abertura ou fechamento das válvulas.

7. PISTÃO OU ÊMBOLO – É uma peça que se desloca dentro do cilindro em movimento retilíneo alternativo. Sua função é aspirar e comprimir a mistura e, ainda, receber a força de expansão dos gases queimados para impulsionar o eixo- manivela através da biela.

8. ANÉIS DE SEGMENTO – É um conjunto de molas de anéis alojados nas ranhuras dos êmbolos. Existem 3 (três) tipos: vedação, lubrificação e raspagem.

9. BIELAS – São peças do motor que ligam o êmbolo (pistão) ao eixo-manivela. Sua função é transformar o movimento alternado dos pistões em movimento rotativo por intermédio do eixo-manivela.



10. EIXO-MANIVELA – É o eixo do motor dotado de dois ou mais moentes e um ou mais munhões em que se articulam as bielas. Sua função é transformar o movimento retilíneo alternado dos pistões em movimento rotativo contínuo, acionando a hélice e outros acessórios.

11. CARBURADOR – Serve para dosar a quantidade exata de gasolina/ar e fornecer o necessário para qualquer regime de funcionamento do motor. A dosagem é aproximadamente 1/16, ou seja, 01 parte de gasolina para 16 partes de ar.

12. SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO – Tem a finalidade de evitar o atrito entre as partes do motor. São três os tipos: pressão, salpique e misto.

13. IGNIÇÃO – O sistema de ignição serve para inflamar a mistura dentro dos cilindros por meio de uma centelha (vela de ignição) no tempo exato.

MOTORES A REAÇÃO - Na propulsão a jato a velocidade dos gases é muito superior à do avião. A seqüência de fases do motor a reação é contínua e ocorre em diversas partes do mesmo, enquanto que no motor convencional, as fases se passam todas dentro de um recipiente (cilindro) e, por isso, são intermitentes. O funcionamento do motor a reação está fundamentado pela terceira lei de Newton “A toda ação corresponde uma igual reação igual de sentido contrário”.

PARTES DE UM MOTOR A REAÇÃO

1. DUTO DE ADMISSÃO - Duto pelo qual a massa de ar penetra no interior do motor.

2. COMPRESSOR - Tem a propriedade de comprimir uma massa de ar por meio de seu movimento de rotação. Um compressor rotativo de um motor turbo-jato pode ser de dois tipos: Centrífugo ou axial.

3. CÂMARA DE COMBUSTÃO - É a parte do motor onde se processa a combustão da mistura combustível/ar. Pode ser “anular” - de uma só câmara; ou “tubular” - mais de uma câmara.



4. TURBINA - Parte componente do rotor do motor. Possui uma série de pás e tem a função de transformar energia cinética em energia mecânica.

5. TURBO DE DESCARGA - Conduto por onde escapam os gases expedidos pelo motor.

FUNCIONAMENTO DE UM MOTOR A REAÇÃO

A admissão de ar para o compressor ocorre de duas maneiras: sucção do compressor e impacto devido à velocidade do deslocamento do avião. O compressor comprime o ar que é enviado para a câmara de combustão, onde cerca de ¼ de todo o ar fornecido é usado para alimentar a chama do queimador e ¾ é usado para realizar a expansão, não sendo, pois, queimado. A mistura de ar e gases queimados que saem da câmara em alta velocidade passam na turbina, onde uma parte de sua energia, cerca de¾, é transformada em energia mecânica para acionar o compressor e outros dispositivos (hélices, rotores, geradores, etc). Depois da turbina, os gases são encaminhados ao bocal propulsor para que sua velocidade aumente para produzir uma grande força de ação e, em conseqüência, uma força de reação que deslocará o avião. O combustível utilizado é o querosene de aviação (QAV).

AÇÃO DOS REVERSORES DE TRAÇÃO - Estes dispositivos encontram-se na parte posterior da turbina, geralmente em forma de concha e tem um efeito de frenagem, com o objetivo maior de parar o avião após o pouso ou na necessidade de uma decolagem abortiva.

MOTORES CONVENCIONAIS (EXPLOSÃO) – Utilizam a força de expansão dos gases pela queima de uma mistura de gás e ar; funciona, geralmente, à base de gasolina. Os motores de explosão são utilizados em automóveis, motocicletas, lanchas, aviões, entre outros.

Classificação quanto ao Número de Motores

Monomotor - Somente um motor;

Bimotor – Dois motores;

Trimotor – Três motores;

são denominadas 6

Classificação



Quadrimotor – quatro motores

Aeronaves com maior número de motores são denominadas 6 motores, 7 motores

Com relação aos jatos, procede-se da mesma forma; Bimotor a jato Quadrimotor a jato ou ainda bireator, quadrireator.

TREM-DE-POUSO

É o dispositivo que objetiva suportar o peso do avião quando no solo e proporcionar condições necessárias à rolagem (táxi), decolagem, aterragens (aterrissagens) e, ainda, amortecer os choques provenientes dessas operações.

quanto ao tipo de trem-de-pouso

Trem fixo: Os trens permanecem na mesma posição, tanto no solo quanto em vôo;

Retrátil ou Semi-escamoteável: este tipo é recolhido em vôo, mas ainda aparecem junto à silhueta do avião. As rodas ficam semi-recolhidas;

Trem escamoteável: São aqueles que são recolhidos a um compartimento dotado de portas (carenagem) que completam o perfil da aeronave, não oferecendo resistência ao avanço.

Classificação quanto às posições das rodas

Convencional: Quando tem roda na cauda (bequilha);

Trem-de-pouso triciclo: Se a roda é no nariz (triquilha);



Convencional triciclo

Classificação quanto às superfícies utilizadas para o pouso:

Litoplano – Superfície sólida – Terrestre;Hidroavião – Superfície líqüida; Anfíbias – Ambas.

litoplano hidroavião

Anfíbio

ASA

Superfície plana, horizontal, cuja principal finalidade é manter o avião no ar, ou seja, produzir sustentação. Pode servir também como alojamento de trem-de-pouso, tanque de combustível, máquinas fotográficas, metralhadoras, berço de motores, etc. As asas geram força de sustentação através de reações aerodinâmicas.



Componentes da asa: bordo de ataque, bordo de fuga, intradorso, extradorso, ponta da asa e raiz da asa.

Extradorso - Parte superior ou dorso. Intradorso - Parte inferior ou ventre.Bordo de ataque - Parte dianteira que investe contra o ar. Bordo de fuga - Parte traseira, por onde o ar escoa.

Partes imaginárias:

LINHA DE CURVATURA MÉDIA DA ASA - Linha eqüidistante ao extradorso e ao intradorso em todos os pontos. É esta a linha que dá a idéia do grau de sustentação da asa. Quanto maior curvatura apresentar a linha, maior sustentação ocorrerá.

CORDA - Linha imaginária que une o bordo de ataque ao bordo de fuga do aerofólio.

Classificação quanto ao tipo de fixação das asas na fuselagem:

Cantilever - Quando a fixação das asas é feita sem suporte e sem estais externos, ou seja, o plano está diretamente ligado à fuselagem.

Semi-cantilever - Quando as asas estão ligadas à fuselagem por montantes, suportes e estais externos.

A estrutura da asa se compõe de :

Longarina - As longarinas são membros estruturais, sua finalidade é suportar os esforços de flexão causados pela reação aerodinâmica. Estendem-se da ponta até a raiz da asa e pode ser confeccionada em madeira especial, aço inoxidável ou liga de alumínio;Montante - Elemento estrutural preparado para suportar esforços de compressão que atuam nas asas;

Tirante ou Corda de Piano - Elemento estrutural que suporta os esforços de tração que atuam nas asas. É um cabo de aço entre as nervuras; e



Nervura - Elemento estrutural que tem as seguintes funções:

- dar forma aerodinâmica à asa;- transmitir os esforços para as longarinas;- absorver os esforços de compressão entre as longarinas;

Partes de uma asa:

Envergadura – É a distância, em linha reta, de uma ponta à outra.

Enflechamento – Ângulo formado pela linha do bordo de ataque do aerofólio e o eixo lateral, transportado para a base da referida linha. Sua finalidade é auxiliar na estabilidade de rota do avião.

Ângulo de incidência – É o ângulo formado pela corda do aerofólio e o eixo longitudinal do avião. Na asa corresponde ao ângulo ótimo.

Flapes – Superfície móvel auxiliar que integra o bordo de fuga das asas, próximo à fuselagem. Sua função é aumentar a curvatura do perfil da asa, aumentando, assim, a sustentação e a resistência ao avanço. Proporciona a utilização de áreas mais restritas para o pouso e decolagem.

O produto da envergadura pela corda chamamos de área da asa, e esta é representada pela letra ¨S

Perfil - É o corte transversal de um aerofólio. Há vários tipos de perfil. Aqui abordaremos apenas dois:

Perfil Simétrico: Pode ser dividido em duas partes iguais.Perfil Assimétrico: Não pode ser dividido em duas partes iguais.



Os principais elementos que compõem o perfil são:

Bordo de Ataque – É a extremidade dianteira do perfil. Bordo de Fuga – É a extremidade traseira do perfil. Extradorso – É a superfície superior do perfil. Intradorso – É a superfície inferior do perfil.Corda – Linha que liga o bordo de ataque ao bordo de fuga.Linha de Curvatura Média ou Linha Média – É a linha eqüidistante do intradorso ao extradorso.

Classificação quanto ao número de asas (planos).

Monoplano – Somente uma asa Biplano – Duas asas

Triplano –Três asas

Classificação quanto à posição das asas com relação à fuselagem.

Pára-sol: Fica acima da fuselagem, separada por montantes;Asa Alta: É aquela que fica na parte superior da fuselagem;Asa Média: Fica situada na parte média da fuselagem;Asa Baixa: Localizada na parte inferior da fuselagem

Para sol Asa alta

Asa média



Asa média Asa baixa.

SUPERFÍCIES DE CONTROLE

CLASSIFICAÇÃO DAS SUPERFÍCIES DE CONTROLE:

SUPERFÍCIES PRIMÁRIAS DE CONTROLEDefinição: são superfícies articuláveis para execução das diversas manobras.Consistem em ailerons, profundor ou leme de profundidade e o leme de direção.

1. AILERON - Duas superfícies móveis colocadas no bordo de fuga das asas e são acionados de modo que trabalhem alternadamente, ou seja, quando um baixa o outro levanta. Essa manobra modifica a sustentação da aeronave fazendo com que ela mova-se em torno de seu eixo longitudinal (rolamento). Os aileron são comandados pelo manche (direita ou esquerda).

2. LEME DE DIREÇÃO - Essa superfície é fixada no estabilizador vertical e permite viragens através do eixo vertical. O leme é acionado pelos pedais e resulta na mudança de direção do nariz do avião.

3. PROFUNDOR - É a superfície de comando fixada no estabilizador horizontal acionada pelo manche (frente ou atrás). Proporciona movimento da aeronave em torno de seu eixo transversal (sobe ou desce o nariz do avião). Ao puxar o manche o nariz do avião sobe (cabrar); ao empurrar o manche o nariz do avião desce (picar). Esses comandos de subida e descida são chamados de arfagem. Estruturalmente os profundores assemelham-se às asas, pois em sua constituição possuem longarinas e nervuras.

COMANDO DAS SUPERFÍCIES PRIMÁRIAS:

MANCHE - É uma alavanca de comando, localizada à frente do piloto, que comanda os profundores, com o seu movimento longitudinal, e os ailerons, com o seu movimento lateral.

VOLANTE DE COMANDO - Volante inteiro ou seccionado que é utilizado na maioria dos aviões. Os movimentos de rotação do volante, para a direita ou para a esquerda, substituem os movimentos laterais do manche, ou seja, acionam os ailerons. Os movimentos longitudinais comandam os profundores, tal qual o manche.



PEDAL - É um dispositivo de comando, localizado na cabine, que movimenta o leme de direção, quando acionado longitudinalmente. O freio opera do lado correspondente, quando acionado no sentido de rotação com a ponta dos pés.

SUPERFÍCIES SECUNDÁRIAS DE CONTROLEDefinição: superfícies móveis ligadas e encaixadas dentro do bordo de fuga das superfícies primárias de controle. São conhecidas como “compensadores”. Podem ser de três tipos:

1. Fixos - Ajustados tão somente no solo.2. Comandáveis - Ajustados pelo piloto em vôo.3. Automáticos - Movem-se automaticamente com a superfície de controle, sem ação

direta do piloto.Obs.: minimizam os esforços de pilotagem e corrige pequena tendência.

Tipos:Compensadores: Minimizar os esforços de pilotagem e corrigir pequenas tendências aerodinâmicas no vôo.

Hipersustentadores: aumentam a sustentação.Flapes – instalados no bordo de fuga da asa;Slats – Instalado no bordo de ataque da asa (comandável);Slots – Instalado também no bordo de ataque (trata-se de uma fenda fixa).

Spoilers (lift dumper, air break e speed break): Freios aerodinâmicos.



AERODINÃMICA

É a parte da física que estuda os movimentos na atmosfera, a aerodinâmica pode também ser definida como a ciência ou o estudo das forças produzidas pelo movimento relativo entre o ar e os objetos. Usa-se o vocábulo “relativo” a fim de chamar a atenção para o fato de poder ser aquele movimento do ar passando pelo corpo, ou do corpo através do ar. As forças envolvidas e os efeitos resultantes são idênticos.

Aplicação Do Princípio De Bernoullè

Um físico francês, chamado Bernoullè, provou que ao se aumentar a velocidade do fluído tem-se diminuída a pressão contra as paredes do tubo de escoamento. Foi nesse conhecimento que outro físico, chamado Venturi, baseou-se para construir o Tubo de Venturi, hoje, amplamente utilizado em uma diversidade de objetos (bomba de flit, spray, carburadores de autos e aeronaves...).

Princípio de Arquimedes

Contam os livros, que o sábio grego Arquimedes (282-212 AC) descobriu, enquanto tomava banho, que um corpo imerso na água se torna mais leve devido a uma força, exercida pelo líquido sobre o corpo, vertical e para cima, que alivia o peso do corpo.

Essa força, do líquido sobre o corpo, é denominada empuxo ( ).

Portanto, num corpo que se encontra imerso em um líquido, agem duas forças: a força

peso ( ) , devida à interação com o campo gravitacional terrestre, e a força de empuxo

( ) , devida à sua interação com o líquido.

Arquimedes (282-212 AC).Inventor e matemático grego.



Quando um corpo está totalmente imerso em um líquido, podemos ter as seguintes condições:

* se ele permanece parado no ponto onde foi colocado, a intensidade da força de empuxo é igual à intensidade da força peso (E = P);

* se ele afundar, a intensidade da força de empuxo é menor do que a intensidade da força peso (E < P); e

* se ele for levado para a superfície, a intensidade da força de empuxo é maior do que a intensidade da força peso (E > P) .

Para saber qual das três situações irá ocorrer, devemos enunciar o princípio deArquimedes:

Todo corpo mergulhado num fluido (líquido ou gás) sofre, por parte do fluido, uma força vertical para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo.

AEROFÓLIOQualquer superfície projetada para produzir sustentação e/ou tração quando o ar passaatravés desta.

VENTO RELATIVOÉ o resultado do movimento de um aerofólio através do ar, do movimento do arpassando pelo aerofólio ou uma combinação dos dois. O vento relativo é sempre oposto à direção do movimento do aerofólio.

RESISTÊNCIA AO AVANÇOÉ a força que se opõe ao deslocamento.

SUPERFÍCIES AERODINÂMICAS: São aquelas que produzem resistência ao avanço. Esta resistência é mínima e não produz força útil ao vôo. Ex: Spinner – carenagem do trem-de-pouso.

RESULTANTE AERODINÃMICA: Num vôo normal o ar escoa pela asa de um avião, a pressão diminuirá mais no extradorso que no intradorso produzindo assim a Resultante Aerodinâmica, força dirigida para cima e inclinada para trás.É a resultante das componentes sustentação e arrasto.

RESISTÊNCIA ÚTIL: São geradas por componentes articuláveis, com a finalidade de alcançar performances compatíveis com certa fase do vôo, (decolagem,pouso, reduções, incrementos nas descidas etc).

RESISTÊNCIA PARASITA: São todos os componentes do avião que não produzem sustentação, ou seja, é todo o avião exceto as asas, e a fórmula é:

Dp =1,28. ρ/2.A.V²



ARRASTO INDUZIDO O ar escapa do intradorso para o extradorso (onde a pressão é menor) pelas pontas das asas, este escape gera um fluido de ar em forma de espiral, criando um arrasto adicional.

ÂNGULOS

ÂNGULO DE INCIDÊNCIA - Ângulo formado entre a corda do aerofólio e o eixo longitudinal da aeronave.

ÂNGULO DE ATAQUE (a) - Formado entre a corda de um aerofólio e a direção do vento relativo. Se o piloto reduzir a velocidade do avião, mantendo o vôo horizontal, será preciso aumentar o ângulo de ataque. A menor velocidade possível em vôo horizontal é conseguida quando o avião voa com o ângulo de ataque crítico. Essa velocidade chama-se velocidade de estol. O coeficiente de sustentaçãoé máximo e a aeronave está na eminência do estol. Ultrapassando o ângulo crítico o avião estola, ou seja, a sustentação diminui rapidamente.

ÂNGULO DE ESTOL - Ângulo de ataque que quando superado em vôo causa rápida perda de sustentação.

VELOCIDADE DE ESTOL

FORÇAS QUE ATUAM NO AVIÃO EM VÔO

Num vôo normal, o ar escoa pela asa de um avião com mais velocidade no extradorso, devido a sua curvatura acentuada, que no intra-dorso. Pelo Princípio de Bernoullè concluiremos que a pressão no extradorso será menor que no intradorso. Isso provoca uma força dirigida para cima e para trás. Essa força chama-se Resultante Aerodinâmica. Essa força passa pelo Centro Aerodinâmico da aeronave (CP).

SUSTENTAÇÃO - É a componente da resultante aerodinâmica perpendicular à direçãodo vento relativo. È esta força que “sustenta” a aeronave.



PESO - Força que depende da aceleração da gravidade local. Entretanto considera-se o peso invariável em função de ser pequena a diferença da gravidade nos diversos locais. Para o componente “peso” importam a carga, os passageiros e o combustível a bordo.

ARRASTO - É a componente da resultante aerodinâmica paralela à direção do vento relativo; ela é prejudicial, e por isso deve ser minimizado o mais que possível.

TRAÇÃO - Quando uma ou mais forças atuam sobre um corpo tendendo a aumentar suas dimensões, diz-se que o mesmo está sob o esforço de tração. Um avião em vôo está sendo tracionado pelo motor.

O Vôo

Primeiro é preciso ter tração (de um motor convencional ou turbina), que produzindo um movimento pelo fluído (no caso do ar) cria a sustentação, que vai se opor à gravidade representada pela força peso, o arrasto é a força que se opõe à tração e é causada pela resistência do ar.

Para compreender melhor estes princípios é necessário que conheçamos esta substância que nos rodeia, o ar. A gravidade terrestre atrai esta imensa massa de gases da mesma forma que prende os objetos ao chão, criando assim a atmosfera. Quando um perfil próprio para a sustentação, como a asa, por exemplo, se movimenta no ar, sua forma especial faz com que o ar que passe por cima se movimente mais rápido do que o ar que passa por baixo.Isto se dá por um princípio da Física, onde as duas massas de ar têm de se deslocar ao mesmo tempo.Devido à curvatura da asa, o ar que passa por cima percorre um maior caminho.Para que as mesmas massas de ar que se separaram no bordo de ataque da asa se encontrem novamente no bordo de fuga, a massa de ar que passou por cima da asa tem que se deslocar mais rápido. Quando a velocidade de ar aumenta sua pressão sobre a asa diminui. A diferença de pressão entre a parte de cima e parte de baixo da asa é que produz a força de sustentação. Contudo é necessário que a asa assuma um ângulo específico, que é o chamado ângulo de ataque. Este ângulo é muito pequeno, não mais do que dez graus, se a asa inclina muito, torna-se não linear e acontece o estol (perda de sustentação gerada pelo não agrupamento dos filetes de ar no extradorso da asa), que pode até derrubar o avião. Isto porque a viscosidade do ar, que o mantém colado às asas diminui, de acordo com a inclinação, deste modo, um ângulo de ataque muito grande faz com que o ar literalmente se descole da superfície, o que chamamos de descolamento da camada limite. Na década de trinta o conceito aerodinâmico mudou a vida de toda a sociedade, as formas quadradas foram banidas e os desenhos de curvas suaves tomaram conta [tente reparar os carros e até eletrodomésticos da época].

OS EIXOS IMAGINÁRIOS:

EIXO LONGITUDINAL - Ao longo da aeronave. O movimento de levantar ou abaixar as asas em torno desse eixo chama-se: rolamento, bancagem ou inclinação lateral. Esse comando é efetuado através do movimento lateral do manche ou movimento rotacional do volante.

EIXO TRANSVERSAL ou LATERAL - Ao longo das asas. O movimento de levantar ou baixar o nariz do avião é feito em torno do eixo transversal. Essa



manobra chama-se arfagem ou tangagem. Movimento comandado pelo movimento longitudinal do manche ou volante. (Cabrar ou picar)

EIXO VERTICAL - Perpendicular com os outros dois, com o ponto de intersecção no centro de gravidade da aeronave. O movimento de girar o nariz da aeronave para a esquerda ou para a direita em torno deste eixo chama-se: guinada. Manobra comandada pelo movimento dos pedais.

ESTABILIDADE

TIPOS: ESTÁVEL, INSTÁVEL E INDIFERENTE.

ÂNGULOS DE FIXAÇÃO E DE CONSTRUÇÃO DA ASA:

ÂNGULO DE DIEDRO: é formado entre o plano da asa e o eixo transversal (lateral).

ÂNGULO DE ENFLECHAMENTO: é formado entre o bordo de ataque e o eixo transversal (lateral).

ÂNGULO DE INCIDÊNCIA: é formado entre corda e o eixo longitudinal.

ÂNGULO DE ESTOL: è o ângulo que quando ultrapassado, ocorre perda total de sustentação.

ESTABILIDADE DA AERONAVE EM TODOS OS PLANOS

LATERAL - ÂNGULO DE DIEDRO - Quando uma aeronave está com as asas lateralmente desequilibradas, ela glissa na direção da asa mais baixa. Como resultado dessa glissada, surge um vento lateral sobre a asa. Dependendo do diedro, o avião poderá ser estável ou instável, ou seja, diedro positivo aumenta a estabilidade lateral e o diedro negativo diminui a estabilidade lateral.Obs.: Se o diedro for nulo, o avião tende a ser estaticamente indiferente.

DIRECIONAL - ESTABILIZADOR VERTICAL - A estabilidade direcional refere-se ao equilíbrio de um avião em torno do eixo vertical. Ao se pressionar o pedal direito, durante o vôo, o nariz do avião desviar-se-á para a direita.

LONGITUDINAL - ESTABILIZADOR HORIZONTAL - Um avião é estável devido ao estabilizador que serve para fazer com que a aeronave retorne sempre à posição original de equilíbrio. Por exemplo, se o avião levantar o nariz, o ângulo de ataque do estabilizador aumentará, forçando a cauda para cima.



EQUILÍBRIO

CENTRO DE GRAVIDADE - Os três eixos, anteriormente abordados, têm seu ponto de intersecção exatamente no centro de gravidade da aeronave. Isso equivale dizer que o CG é o ponto de equilíbrio do avião. É também, o centro de gravidade, o ponto de aplicação do

peso.

LIMITES DO CENTRO DE GRAVIDADEA posição do CG varia com a distribuição do carregamento. Os limites do CG são normalmente expressos em porcentagens da Corda Média Aerodinâmica (CMA) e são fixados pelo fabricante que determina as posições máximas do CG dentro dos padrões de segurança para um vôo. Essas posições são denominadas Limite Máximo Dianteiro e Limite Máximo Traseiro. O avião não precisa estar necessariamente em equilíbrio, pois o CG pode oscilar e cair em qualquer ponto entre os limites máximos dianteiro e traseiro.

CENTRO DE PRESSÃO (CP) - É o ponto de aplicação da sustentação, e deverá ficar sempre atrás do CG.

CT

O CENTRO DE TRAÇÃO é o ponto de aplicação da tração.

MANOBRAS

DECOLAGEM: é a manobra que começa na cabeceira da pista, com velocidade zero. A partir desse ponto é aplicada uma aceleração progressiva, de maneira a atingir a velocidade prevista para que o avião abandone o solo com segurança



SUBIDA: é a manobra contínua que advem logo após a decolagem. Consta da aplicação de uma razão de subida e velocidade compatíveis com essa fase do vôo, até atingir o topo da referida subida.

VÔO DE CRUZEIRO (RETO E HORIZONTAL): é a fase em que a aeronave se mantêm durante uma etapa considerável do vôo.

VÔO EM CURVA: manobra prevista, de acordo com as necessidades de adequação do vôo . ex. curva após decolagem, para interceptar a reta final, para livrar tráfego em sentido oposto etc.

DESCIDA: fase do vôo em que o avião abandona o nível de cruzeiro, para um nível mais baixo ou com a intenção de pousar. Nessa fase, tambêm são aplicadas razões de descidas e velocidades compatíveis com essa fase do vôo.

POUSO: manobra em que o avião, logo após o toque na pista, desacelera e freia, com o objetivo de atingir a velocidade de TAXI, e conduzir o mesmo ao local de estacionamento.

TEORIA DE VÔO DE ALTA VELOCIDADE

Definição

Número de Mach: (Ma) é a relação entre a velocidade do avião e a velocidade do som, no ambiente. Obs. A velocidade do som no ar é 340m/s.

Classificação quanto ao Número de MachSubsônica – aeronaves que voam com velocidade abaixo da velocidade do som.Transônica – aeronaves que voam com a velocidade do som.Supersônica –aeronaves que voam com velocidade superior a velocidade do

som

PESO, BALANCEAMENTO E PERFORMANCE:

No passado os aviões eram carregados sem o planejamento adequado. O carregamento de um avião moderno exige cálculos que definem com precisão as condições em qualquer momento do vôo, durante a decolagem, no vôo de cruzeiro ou no pouso, no que se refere ao peso e centragem.

Os cálculos dos pesos de um avião são obtidos pelo preenchimento da folha de carregamento (loadsheet) e sua centragem ou balanceamento através da folha de centragem (balance chart ou balance table).

Os objetivos finais dos cálculos dos pesos e centragem visam:a) Verificar se os pesos do avião estão dentro dos limites estabelecidos pelo

fabricante.b) Verificar se o peso embarcado em cada porão está dentro dos limites

estabelecidos;c) Determinar com exatidão as disponibilidades de espaço e peso para os

passageiros, bagagens, carga e correio:



d) Determinar com exatidão a posição do centro de gravidade (C.G.) do avião, em função da determinação da carga embarcada e do abastecimento de combustível..

DESCRIÇÃO DOS TERMOS USADOS EM PESO E BALANCEAMENTO:

CENTRO DE GRAVIDADE: Os três eixos anteriormente abordados, tem seu pontode intersecção exatamente no centro de gravidade. Isso equivale dizer que o C.G. é o ponto de equilíbrio do avião. É também, o centro de gravidade, o ponto de aplicação do peso.

LIMITES DO CENTRO DE GRAVIDADE:A posição do C.G. varia com a distribuição do carregamento. Os limites do C.G. são normalmente expressos em porcentagens da Corda Média Aeronáutica (CMA) e são fixados pelo fabricante que determina as posições máximas do C.G. dentro dos padrões de segurança para um vôo. Essas posições são denominadas Limite Máximo Dianteiro e Limite Máximo Traseiro. O avião não precisa estar necessariamente em equilíbrio, pois o C.G. pode oscilar e cair em qualquer ponto entre os limites máximo dianteiro e traseiro.

C.P CENTRO DE PRESSÃO: é o ponto de aplicação da sustentação, e deverá ficar sempre atrás do C.G.

CENTRO DE TRAÇÃO: É o ponto de aplicação da tração.

DEFINIÇÕES DE PESO E BALANCEAMENTO

PESO BÁSICO: PB ou BW (Basic Weight): Consiste na soma dos pesos:1.Avião vazio: estrutura, fuselagem, motores, óleos não drenáveis e flúido hidráulico;2.Poltronas de passageiros: variável de acordo com a versão utilizada;3.Equipamentos diversos: rádios, extintores, salvamento...

O peso básico é determinado pela pesagem do avião através de uma balança especial, estando, o mesmo, nivelado. Com esse sistema são obtidos os pesos em cada ponto de apoio e o somatório desses pesos constitui o peso básico do avião. Esse procedimento permite, ainda o cálculo do centro de gravidade da aeronave vazia, para fins de balanceamento.

TRIPULAÇÃO: (CREW): O peso Standard (padrão) de cada tripulante, inclusive o peso da bagagem, multiplicado pelo número total de tripulantes. Deverá constar na folha de carregamento.

COPAS (PANTRY): O peso das copas inclui os contentores com refeições, bebidas, jornais, revistas, publicações em geral.

PESO BÁSICO OPERACIONAL: PBO ou BOW (Basic Operational Weight) ou ainda PESO OPERACIONAL SEM COMBUSTÍVEL. (Dry Operational Weight – DOW) – Consiste na soma dos seguintes pesos:

1. Peso Básico;2. Peso da tripulação;



3. Copas.Obs: O PBO resume-se no peso do avião pronto para o vôo, faltando apenas, abastecer e carregar.

PESO OPERACIONAL: PO ou OW (Operational Weight) – É a soma dos seguintes pesos:

1. Peso Básico Operacional (PBO) = Peso Básico + Peso da Tripulação + Copas.2. Combustível à decolagem.

Obs: Consiste no avião pronto para o vôo, faltando apenas carregar. Não se utiliza, atualmente, o PO para os diversos cálculos de pesos do avião.

COMBUSTÍVEL À DECOLAGEM (Take-off fuel) – É o peso total de combustível existente nos tanques no momento da decolagem.

COMBUSTÍVEL PARA O TÁXI (táxi fuel): É o peso total de combustível consumido durante o táxi.

ABASTECIMENTO DE COMBUSTÍVEL: (Block fuel / total fuel) –É o peso total do combustível existente nos tanques antes do início do acionamento dos motores.

PESO ATUAL ZERO COMBUSTÍVEL: PAZC OU AZFW (Actual Zero FuelWeight) – Consiste na soma dos seguintes pesos:

1. PBO;2. Carga Paga Atual.PAZC = PBO + CARGA PAGA ATUAL.Obs: O PAZC resume-se no avião pronto para o vôo, faltando apenas abastecer.

CARGA PAGA ATUAL (Actual Payload): É igual a soma dos seguintes itens:1. Passageiros (75 Kg cada);2. Bagagens pesadas no check-in;3. Carga – (Cargo Manifest);4. Correio.

Obs: Chama-se de Carga Útil a soma da Carga Paga e o Combustível à Decolagem. PESO DE DECOLAGEM: PAD (Take Off Weight), consiste na soma dos seguintes pesos:PAD = PAZC + Take Off Fuel.

COMBUSTÍVEL A CONSUMIR NA VIAGEM (TRIP FUEL). E o peso estimado, calculado no planejamento do vôo, para ser consumido desde o início da decolagem até o pouso no destino.

PESO DE POUSO ( LANDING WEIGHT): É o peso de decolagem menos o TRIP FUEL,(combustível consumido durante o vôo) .

PESOS MÁXIMOS: Os pesos anteriormente definidos são limitados por vários fatores, tais como: estrutura do avião, potência dos motores, resistência do trem de pouso, condições da pista (comprimento, resistência do piso, gradiente ou “slope” e obstáculos próximos à cabeceira), pressão atmosférica, ventos na superfície, etc.



1. PESO MÁXIMO ESTRUTURAL DE DECOLAGEM – PMED (MaximumTake off Gross Weight – MTOGW)

É o peso máximo com o qual uma aeronave pode decolar, determinado pelo fabricante, sendo limitado pela estrutura da fuselagem, resistência do material, potência dos motores, área da asa, etcEste peso não poderá ser excedido e consiste no limite do peso real de decolagem(PAD) considerado no momento de iniciar a corrida de decolagem.

2. PESO MÁXIMO DE DECOLAGEM – PMD(Maximum Take-Off Gross Weight – MTOGW).

É o peso máximo estrutural de decolagem, limitado pelas condições da pista, tais como comprimento, resistência do piso e a influência dos fatores meteorológicos do momento (vento, temperatura do ar e pressão atmosférica).O PMD é facilmente obtido no gráfico de performance do avião (Maximum TakeOff Weight) e não poderá ser superior ao PMED. O PMD é fixo.O PMD é o limite do PAD considerado no momento de iniciar a corrida de decolagem.

3. Peso Máximo Estrutural de Pouso – PMEP (Maximum Landing Gross Weight – MLGW).

É o peso máximo com o qual uma aeronave poderá pousar, sem causar danos a sua estrutura. Este peso é determinado pelo fabricante. Quando, em casos de emergência, for necessário pousar com peso estrutural superior, após o pouso a aeronave deverá sofrer uma inspeção rigorosa, antes de iniciar outro vôo.

4. Peso Máximo de Pouso – PMP Maximum Landing Weight – MLW

É o peso máximo estrutural de pouso, reduzido para as condições da pista do aeroporto de destino. Este peso é facilmente obtido no gráfico de performance de pouso do avião e não poderá ser maior que o PMEP.

5. Peso Máximo Zero Combustível – PMZC Maximum Zero Fuel Weight – MZFW

É o peso de uma aeronave totalmente carregada, porém, sem combustível. Este peso somente pode ser excedido com combustível nos tanques das asas. É também um peso estrutural, determinado pelo fabricante, motivado pela estrutura de seção central da asa e devido aos fatores carga suportados durante o vôo.A principal base de sustentação do avião durante o vôo são as asas; estas recebem um impulso de baixo para cima que contraria o peso da fuselagem com toda a sua carga paga (passageiros, bagagem, carga e correio). O desequilíbrio entre essas duas forças provoca um esforço da junção das asas, junto a fuselagem.Este esforço, aumentado pela flexão das asas, pode chegar até a quebra das mesmas. Por esta razão o fabricante de uma aeronave determina o chamado Peso Máximo Zero Combustível, limitando assim a carga a embarcar.Para melhor entendimento do exposto acima, veja as figuras que se seguem.



5. Peso Máximo de Táxi – PMT Maximum Táxi Weight – MTW

É o peso máximo com o qual uma aeronave poderá iniciar o Táxi, ou seja, sair dos calços e manobrar até a cabeceira da pista, sem perigo de danos a sua estrutura. Este peso é estrutural e determinado pelo fabricante.O PMT é normalmente maior que o PMD; portanto a diferença entre esses pesos é o combustível que deverá ser consumido durante o Táxi, de forma que no momento da decolagem o peso do avião não ultrapasse o PMD.

SISTEMA PNEUMÁTICO PRINCIPIOS BÁSICOS E FUNCIONAMENTO DOS SISTEMAS DE PRESSURIZAÇÃO, VENTILAÇÃO E AQUECIMENTO.

Estes sistemas funcionam através de ar “sangrando” (retirado) dos motores ou da APU. A APU – “AUXILIARY POWER UNIT’ – é um motor instalado no cone de cauda da aeronave, que supre dois tipos de energia: elétrica e pneumática. Esta unidade auxiliar de força tem seus controles na cabine de comando. A APU funciona no solo, decolagens e pousos, e em vôo como fonte alternativa”.

OBS: No solo, com, os reatores desligados, podemos perceber seu funcionamento pela energia elétrica existente (iluminação da cabine) e ar condicionado. Através do ar sangrando da APU, é possível se dar partida nos motores.As funções principais dos sistemas de ar condicionado e pressurização são fornecer ventilação, controlar a temperatura e regular a pressão do ar na cabine de passageiros e no cockpit, os sistemas são abastecidos com ar aquecido e pressurizado dos motores e APU. O ar dos turbo-compressores é aquecido e resfriado quando passa através dos trocadores de calor e pela unidade de ar frio, ACM (Air Circle Machine), no compartimento de ar condicionado.Após sofrer o tratamento, esse ar é condicionado a uma temperatura desejada e pré-selecionada, sendo distribuída na aeronave.

Esse ar penetra na cabine através de dutos, sendo distribuído na cabine principal por meio de um difusor central localizado no teto, circula pela cabine e sai pelas grades localizadas nas paredes junto ao assoalho, e para a atmosfera, por meio das válvulas OUT-FLOW.

OBS: O comissário deverá alertar os passageiros no sentido de que essas saídas (grades) não sejam obstruídas com bagagem de mão (pacotes, maletas, etc.) os controles e indicadores de temperatura estão localizados na cabine de comando.

SISTEMA DE AR CONDICIONADO - Supre tripulação e passageiros de ar resfriado, ar aquecido e ventilação, quando despressurizada a cabine. O resfriamento da cabine é provido por um sistema refrigerador de vapor cíclico, suprido por gás refrigerante.

SISTEMA HIDRÁULICO - Se utiliza de líquidos sob pressão para realizar trabalho. Ex.: Sistema de recolhimento do trem-de-pouso.

SISTEMA PNEUMÁTICO - Se utiliza de ar/gás sob pressão para realizar trabalho. Ex.: Pressurização e ar condicionado.



SISTEMA ELÉTRICO - No avião a eletricidade é utilizada para:1. Acionamentos diversos ( Trem-de-pouso, flapes, portas, etc.);2. Comunicações;3. Conforto dos passageiros (Aquecimento, ventilação, refrigeração, som, imagem...);4. Ignição dos motores;5. Iluminação;6. Navegação;7. Partida dos motores.

01 Apostila CGA jan2011

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