AERODINÂMICA-

7/25/2019 AERODINMICA-

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Disciplina Aerodinmica

Prof Hlio Luis Cames de breu


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Apresentao____________________________________________________4

Mdulo I _____________________________________________________6-31

Mdulo II ___________________________________________________ 33-56

Mdulo III____________________________________________________59-87


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Caro aluno

Pretendo que a disciplinaAerodinmica seja um instrumento que oferea a voc o conhecimentode como uma aeronave se mantm e se comporta durante um voo.

Esta disciplina est dividida em trs mdulos:

No mdulo I apresentaremos, algumas terminologias, ou seja, conceitos bsicos, de que umaaeronave necessita para se manter em voo.

No mdulo II, nosso olhar estar voltado para as superfcies de comando mveis, onde temos assuperfcies primrias e secundrias. Iremos falar tambm sobre dispositivos hipersustentadores e freiosaerodinmicos para uma aeronave de asa fixa.

No mdulo III, entraremos nas questes voltadas para o comportamento de aeronaves e helicpteros

durante o voo.

Ao encerrar esta disciplina voc possuir condies de identificar os princpios e os elementos daaerodinmica e sua influncia no desempenho das aeronaves de asa fixa e rotativa, bem como as forasatuantes sobre uma aeronave em voo.

Lembre-se que estarei ao seu lado, acompanhando-o, orientando-o, e estimulando seus estudos. muito importante poder compartilhar esses contedos com voc.

Bons estudos!

Prof. Hlio Luis Cames de Abreu


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Fonte: Vanderlei dos Reis

MDULO I

AERODINMICA TERMINOLOGIAS E CONCEITOS

INTRODUO

Caro aluno,

O mdulo inicial do curso de suma importncia ao seu aprendizado referente a

aerodinmica em aeronaves.

Trataremos, aqui, alguns termos e conceitos.Portanto, ao final desta unidade voc dever ter compreendido as terminologias e conceitos

aplicados aerodinmica em aeronaves.

Numerosos textos compreensivos foram escritos sobre a aerodinmica envolvida no voo

de uma aeronave. Entretanto, desnecessrio que um mecnico esteja totalmente versado

sobre a matria. O que ele precisa entender a relao entre a atmosfera, a aeronave e as

foras que agem no voo da mesma, de forma a tomar decises inteligentes que afetem a

segurana de voo, tanto de avies quanto de helicpteros. O mecnico precisa saber por

que a aeronave projetada com um tipo particular de sistema de controle primrio


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ou secundrio e porque as superfcies tm que ser aerodinamicamente regulares.

Tudo isto se torna essencial ao se fazer a manuteno das complexas aeronaves de hoje.

1 1 AERODINMICA

A aerodinmica definida como o ramo da fsica que trata do movimento do ar (ou outros

gases) e das foras agindo sobre um objeto em movimento nele imerso, ou de um objeto

que esteja estacionrio em uma corrente de ar.

O termo aerodinmica derivado da combinao de duas palavras gregas AER,

significando ar; e "DYNE", significando fora (de potncia). Assim, quando juntamos aero

e dinmica, temos aerodinmica, significando o estudo dos objetos em movimentoatravs do ar e as foras que produzem ou mudam tal movimento.

1 2 TEORIA DE VOO

A teoria de voo a aplicao da aerodinmica no estudo particular do comportamento de

aeroflios e aeronaves na atmosfera.

tmosfera

Antes de discutir os fundamentos da teoria de voo, existem diversas ideias bsicas que

devem ser consideradas:

-Uma aeronave opera no ar, portanto, as propriedades do ar que afetam o controle e o

desempenho de uma aeronave devem ser entendidas;

-O ar uma mistura de gases composta principalmente de nitrognio e oxignio. Uma vez

que o ar uma combinao de gases, os fenmenos que nele ocorrem seguem as leis dos

gases.

O ar considerado um fluido. Ele define uma substncia, que pode fluir ou trocar sua

forma atravs da aplicao de uma presso moderada.

O ar tem peso, portanto qualquer objeto nele imerso, como um balo de gs hlio, sofrer

ao do seu empuxo.

Presso


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Quanto mais fundo um homem mergulhar, maior ser a presso agindo sobre seu corpo,

devido ao peso da gua. Uma vez que o ar tambm tem peso, quanto maior a profundidade

dentro da atmosfera, maior a presso. Se uma coluna de ar de uma polegada quadrada

estendendo-se do nvel do mar ao "topo" da atmosfera pudesse ser pesada, poderia ser

encontrado o peso de cerca de 14,7 libras. Dessa forma, a presso atmosfrica ao nvel do

mar de 14,7 libras por polegada quadrada. Contudo, libra por polegada quadrada uma

unidade grosseira para a medio de uma substncia to leve quanto o ar. Por isso, a

presso atmosfrica geralmente medida em termos de polegada de mercrio. Um

dispositivo para medio da presso atmosfrica mostrado na figura 13-1.

Fonte: FAA - Mechanic Training Handbook-Airframe

Figura 13-1Medida de Presso Atmosfrica

Um tubo de vidro com 36 polegadas de comprimento, aberto em uma das extremidades e

fechado na outra, cheio com mercrio; a extremidade aberta selada temporariamente e,

ento, mergulhada em um recipiente parcialmente cheio de mercrio, onde, logo aps, a

extremidade aberta. Isso permite que o mercrio do tubo desa, deixando um vcuo no

topo do tubo. Parte do mercrio flui para o recipiente, enquanto outra parte permanece no

tubo. O peso da presso atmosfrica sobre o mercrio no recipiente aberto contrabalana o

peso do mercrio no tubo, o qual no tem a presso atmosfrica agindo sobre ele devido

ao vcuo no topo do tubo. Na medida em que a presso do ar ao redor aumenta ou

diminui, a coluna de mercrio corresponde descendo ou subindo. Ao nvel do mar a altura


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do mercrio no tubo mede aproximadamente 29,92 polegadas, embora varie suavemente

com as condies atmosfricas.

Uma considerao importante a de que a presso atmosfrica varia com a altitude.

Quanto mais alto um objeto estiver em relao ao nvel do mar, menor ser a presso.

Diversas condies atmosfricas tm uma relao definida com o voo. O efeito da

temperatura, da altitude e da densidade do ar sobre o desempenho de uma aeronave

discutido nos pargrafos seguintes.

Densidade

Densidade um termo que significa massa por unidade de volume. Uma vez que o ar uma mistura de gases, ele pode ser comprimido. Imagine dois recipientes idnticos

contendo ar. Se em um desses recipientes o ar estiver sob o dobro da presso do outro, o

ar sob a presso mais elevada pesa duas vezes mais que aquele do recipiente sob menor

presso. O ar sob maior presso, tem duas vezes a densidade daquele no outro recipiente.

A densidade dos gases governada pelas seguintes regras:

1) A densidade varia em proporo direta com a presso.

2) A densidade varia inversamente com a temperatura.

Assim, o ar em grandes altitudes menos denso do que em pequenas altitudes, e a massa

de ar quente menos densa que a massa de ar frio. Mudanas na densidade afetam a

performance aerodinmica da aeronave. Com a mesma potncia, uma aeronave pode voar

mais rpido a grandes altitudes onde a densidade menor que a baixas altitudes onde a

densidade alta. Isso se deve ao fato de que o ar oferece menos resistncia aeronave,

quando ele contm menor nmero de partculas por volume.

Umidade

Umidade a quantidade de vapor d'gua no ar. A quantidade mxima de vapor que o ar

pode absorver varia com a temperatura. Quanto mais elevada a temperatura do ar, mais

vapor d'gua ele pode absorver. O vapor d'gua pesa aproximadamente cinco oitavos a

mais que a mesma quantidade de ar perfeitamente seco.

Dessa forma, quando o ar contm vapor d'gua ele no to pesado quanto o ar que no

contm umidade.


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Considerando-se que a temperatura e a presso permanecem as mesmas, a densidade do ar

varia inversamente com a umidade. Nos dias midos a densidade do ar menor que nos

dias secos. Por essa razo, uma aeronave requer uma pista mais longa para decolagem nos

dias midos que nos dias secos.

Princpio de Bernoulli e Fluxo Subsnico

O princpio de Bernoulli estabelece que, quando um fluido, passando por um tubo, atinge

uma restrio ou estreitamento desse tubo, a velocidade do fluido que passa por essa

restrio aumentada e sua presso reduzida.

A figura 13-2 (a) ilustra o efeito do ar que passa atravs de uma restrio ou

estrangulamento em um tubo.

Na figura 13-2 (b) vemos o fluxo de ar passando pela superfcie curva de uma asa, com

efeito similar quele que passa por um estrangulamento.

Na medida em que o ar flui sobre a superfcie superior de uma asa, sua velocidade aumenta

e sua presso diminui. Uma rea de baixa presso assim formada.


Figura 13-2 (a): Na garganta do Venturi a velocidade aumenta e a presso diminui


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Figura 13-2 (b)

Existe uma rea de maior presso na superfcie inferior do aeroflio, e essa presso maior

tende a mover a asa para cima. Essa diferena de presso, entre as superfcies superior e

inferior da asa, denominada sustentao.

Uma aeronave em voo est sob a ao de quatro foras:1) Gravidade ou peso, que puxa a aeronave para baixo.

2) Sustentao, fora que empurra a aeronave para cima.

3) Trao, fora que move a aeronave para frente.

4) Arrasto, a fora que exerce a ao de um freio.

1 3 MOVIMENTO

Movimento o ato, ou processo, de troca de lugar ou posio. Um objeto pode estar em

movimento, em relao a um objeto e, parado, em relao a outro. Por exemplo, uma

pessoa sentada na poltrona de uma aeronave, a 200 ns, est parada em relao a essa

aeronave; contudo, a pessoa est em movimento em relao ao ar ou a terra, da mesma

forma que a aeronave. O ar em repouso no tem energia cintica, apenas potencial de

presso. Quando em movimento, no entanto, sua fora se torna evidente. Um objeto em

movimento no ar inerte tem uma fora exercida sobre ele, como resultado do seu prprio

movimento. No faz diferena no efeito, se o objeto est se movendo em relao ao ar ouse o ar est se movendo em relao ao objeto.

O fluxo de ar em volta de um objeto, causado pelo movimento do ar ou do objeto, ou de

ambos, chamado de vento relativo.

Velocidade e celerao


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Os termos "rapidez" e "velocidade" so frequentemente usados com o mesmo sentido,

porm eles no tm o mesmo significado. O primeiro a razo de movimento, enquanto o

segundo a razo de movimento em uma direo e sentido particulares.

Uma aeronave que parte de Florianpolis e voa dez horas a uma rapidezde 260 km/h,

ao trmino de certo tempo pode estar sobre o oceano Atlntico, Rio Grande do Sul,

Paran, ou se o seu voo fosse circular, ele poderia estar de volta a Florianpolis.

Se essa mesma aeronave voasse velocidade de 260 Km/h na direo norte, ele chegaria a

Curitiba em cerca de duas horas. Apenas a razo de movimento est indicada no primeiro

exemplo e denota a "rapidez" da aeronave. No ltimo exemplo, a direo particular e o

sentido esto includos na razo de movimento, denotando, assim, a velocidade da

aeronave. Acelerao definida como a razo de troca de velocidade. Um aumento navelocidade da aeronave um exemplo de acelerao positiva, enquanto a reduo de

velocidade em outra aeronave um exemplo de acelerao negativa. (a acelerao negativa

chamada de desacelerao).

Leis do Movimento de Newton

Para entendermos melhor o comportamento de objetos que se deslocam no ar, devemos

conhecer as trs leis do movimento definidas por Isaac Newton.

A primeira lei de Newton normalmente conhecida como lei da inrcia. Ela quer dizer

simplesmente, que um corpo em repouso no se mover, a menos que uma fora seja

aplicada a ele. Se ele estiver se movendo a uma velocidade uniforme e em linha reta, para

que sua velocidade seja alterada, necessrio que uma fora a ele seja aplicada.

Se uma aeronave est no solo, com os motores parados, a inrcia mantm a aeronave em

repouso.

Quando a aeronave sai do seu estado de repouso atravs da fora de empuxo criada pela

hlice, pela expanso dos gases de escapamento, ou por ambos. Quando ela est voando

em linha reta e velocidade constante, a inrcia tende a mant-la em movimento. Uma

fora externa requerida para mudar a atitude da aeronave.

A segunda lei de Newton estabelece que, se uma fora externa age sobre um corpo, que se

move com velocidade constante, a alterao do movimento ser proporcional intensidade

da fora que ocorrer na direo de sua atuao. Essa lei pode ser representada

matematicamente da seguinte forma.


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Fora = massa x acelerao (F=m.a)

Se uma aeronave estiver voando com um vento de proa, sua velocidade diminuir. Se o

vento for lateral, haver uma tendncia de empurrar a aeronave para fora do seu curso, a

menos que o piloto tome uma ao corretiva contra a direo do vento.

A terceira lei Newton a lei da ao e reao. Essa lei estabelece que para toda ao

(fora) existe uma reao, igual e contrria (fora). Essa lei bem ilustrada pela ao das

mos de um nadador. Ele empurra a gua para trs, sendo dessa forma impulsionado para

frente, uma vez que a gua resiste ao de suas mos.

As trs leis de movimento discutidas, esto relacionadas e aplicadas teoria de voo.

1 4 AEROFLIOS

Um aeroflio uma superfcie projetada para obter uma reao desejvel do ar, atravs do

qual se move. Assim, podemos dizer que, qualquer pea de uma aeronave, que converta a

resistncia do ar em fora til ao voo, um aeroflio.

As ps de uma hlice so ento projetadas, de forma que, quando elas giram, suas formas e

posies criam uma alta presso, maior na sua parte traseira que na parte frontal, de forma

a impulsionar a aeronave para frente.

O perfil de uma asa convencional, mostrado na figura 13-3, um excelente exemplo de

aeroflio. Devemos observar que a superfcie superior do perfil da asa tem maior curvatura

que a superfcie inferior.


Figura 13-3 Fluxo de ar sobre a seo de uma asa.


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A diferena de curvaturas entre as superfcies superior e inferior da asa produz a fora de

sustentao. O ar que flui na superfcie superior da asa tem que alcanar o bordo de fuga da

asa no mesmo tempo em que o fluxo na superfcie inferior o alcana. Para isso, o ar que

passa sobre a superfcie superior move-se com maior velocidade que o ar que passa por

baixo da asa, devido maior distncia que ele tem que percorrer.

Esse aumento de velocidade, de acordo com o princpio de Bernoulli, significa a

correspondente reduo da presso sobre a superfcie.

Assim, uma presso diferencial criada entre as superfcies superior e inferior da asa,

forando a subida da asa na direo da presso mais baixa.

A sustentao terica de um aeroflio velocidade de 100 milhas por hora pode serdeterminada, tirando-se amostras da presso acima e abaixo do aeroflio, no ponto de

maior velocidade.

Conforme mostra a figura 13-3, essa presso de 14,54 libras por polegada quadrada acima

do aeroflio. Subtraindo essa presso, da presso abaixo desse aeroflio, 14,67 libras por

polegada quadrada, d uma diferena de presso de 0,13 libras por polegada quadrada.

Multiplicando-se 0,13 por 1,44 (nmero de polegadas quadradas em um p) mostra-se que

cada p quadrado dessa asa sustenta 18,72 libras. Assim, pode ser visto que uma presso

diferencial menor atravs da seo de um aeroflio pode produzir uma grande fora de

sustentao. Dentro de limites, a sustentao pode ser aumentada, aumentando-se o ngulo

de ataque, rea da asa, a velocidade do fluxo livre ou a densidade do ar, ou trocando o

formato do aeroflio.

ngulo de taque

Antes de comear a falar sobre o ngulo de ataque e seus efeitos sobre o aeroflio,

devemos considerar primeiro os termos "corda" e "centro de presso".

A corda de um aeroflio ou seo da asa uma linha imaginria que passa da seo do

bordo de ataque para o bordo de fuga, conforme mostra a figura 13-4.


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Fonte: FAA - Mechanic Training Handbook-AirframeFigura 13-4 ngulo de ataque positivo.

A linha da corda constitui um lado de um ngulo, o qual eventualmente forma o ngulo de

ataque. O outro lado do ngulo formado por uma linha que indica a direo relativa do

fluxo de ar. Dessa forma, ngulo de ataque definido como o ngulo entre a corda da asa e

a direo do vento relativo. Em cada minscula parte de uma superfcie de aeroflio ou asa,

uma pequena fora est presente. Essa fora diferente em amplitude e direo dequalquer outra que esteja agindo sobre outras reas, frente ou para trs desse ponto.


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Fonte: FAA - Mechanic Training Handbook-AirframeFigura 13-5 Efeito do aumento do ngulo de ataque.

O ngulo de ataque varia, na medida em que haja mudana na atitude da aeronave. Uma

vez que o ngulo de ataque tem grande influncia na determinao da sustentao, a ele so

dadas as primeiras consideraes, quando se projeta um aeroflio. Em um aeroflio

projetado adequadamente, a sustentao aumentada na medida em que o ngulo de

ataque aumenta.

Quando um ngulo de ataque aumentado gradativamente para um ngulo positivo, o

componente da sustentao aumenta rapidamente at certo ponto, e, ento,

repentinamente comea a diminuir.


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Durante essa ao, o componente de arrasto aumenta primeiro vagarosamente, e depois

rapidamente, conforme a sustentao comea a diminuir.

Quando o ngulo de ataque aumenta para o ngulo de mxima sustentao, o ponto crtico

atingido. Isso conhecido como ngulo crtico. Quando o ngulo crtico atingido, o ar

cessa de fluir suavemente na superfcie superior do aeroflio, comeando a turbulncia ou

o turbilhonamento.

Isso significa que o ar se desprende da cambra superior da asa. O que outrora era uma rea

de baixa presso est agora cheia de ar turbulento. Quando isso ocorre, a sustentao

diminui e o arrasto torna-se excessivo. O ngulo em que esse fenmeno ocorre chamado

de ngulo de estol.

ngulo de Incidncia

O ngulo agudo que a corda da asa forma com o eixo longitudinal da aeronave chamado

de ngulo de incidncia (figura 13-6).

Fonte: FAA - Mechanic Training Handbook-AirframeFigura 13-6 ngulo de incidncia.

O ngulo de incidncia , na maioria dos casos, um ngulo fixo. Quando o bordo de ataque

de uma asa est mais alto que o bordo de fuga, o ngulo de incidncia dito positivo. O

ngulo de incidncia negativo quando o bordo de ataque est mais baixo que o bordo de

fuga da asa.

rea da sa

A rea da asa medida em ps quadrados e inclui a parte bloqueada pela fuselagem.

Ela adequadamente descrita como a rea da sombra projetada pela asa ao meio dia (num

dia de sol). Testes mostram que as foras de sustentao e arrasto que agem sobre a asa so

proporcionais sua rea. Isso significa que, se a rea da asa for duplicada, todas as outras

ngulo de incidncia


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variveis permanecem as mesmas, enquanto a sustentao e o arrasto criados pela asa so

duplicados. Se a rea triplicada, trao e arrasto so triplicados.

Forma do eroflio

A forma do aeroflio determina a quantidade de turbulncia ou atrito de superfcie que ser

produzido. Consequentemente, a forma da asa afeta sua eficincia.

As propriedades da seo de aeroflio diferem das propriedades da asa, ou da aeronave,

devido forma plana da asa. Uma asa pode ter diversas sees de aeroflio, desde a raiz at

a ponta, com diminuio gradual da espessura, toro e enflechamento. As propriedades

aerodinmicas resultantes da asa so determinadas pela ao de cada seo ao longo daenvergadura.

A turbulncia e o atrito de superfcie so controlados, principalmente, pela relao de

alongamento, a qual definida como a razo entre a corda do aeroflio e a espessura

mxima.

Uma asa com alta razo de fineza produz maior quantidade de atrito de superfcie, como

baixa razo de fineza produz maior quantidade de turbulncia.

A melhor asa para uma aplicao especfica aquela que est entre os dois extremos, para

manter tanto a turbulncia quanto o atrito de superfcie nos mnimos.

A eficincia de uma asa medida em termos de razo entre sustentao e arrasto. Essa

razo varia com o ngulo de ataque, porm, ela alcana um valor mximo preciso. Nesse

ngulo, a asa tem sua eficincia mxima. A forma do aeroflio o fator que determina o

ngulo de ataque no qual a asa mais eficiente, alm de determinar o grau de eficincia.

Pesquisas tm mostrado que os aeroflios mais eficientes para uso geral tm sua espessura

mxima a cerca de um tero do bordo de ataque da asa.

A sustentao produzida por um aeroflio aumentar com o aumento da cambra da asa.

Cambra a curvatura de um aeroflio acima e abaixo da superfcie da corda.

A cambra superior se refere superfcie superior; a cambra inferior superfcie inferior e a

cambra mdia seo da linha mdia.

Assim, asas de alta sustentao tm uma grande cambra positiva na superfcie superior e

pequena cambra negativa na superfcie inferior.


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Os flapes das asas fazem com que uma asa comum se aproxime dessa condio,

aumentando a cambra superior e criando uma cambra inferior negativa. (Iremos falar de

Flapes no prximo bloco).

Existe ainda a relao entre a envergadura da asa comparada com a corda. Essa

comparao chamada de alongamento.

1 5 CENTRO DE GRAVIDADE

Gravidade a fora que tende a puxar todos os corpos da esfera terrestre para o centro da

terra.

O centro de gravidade pode ser considerado como o ponto no qual todo o peso de umaaeronave est concentrado.

Se uma aeronave for suportada no seu exato centro de gravidade ficar equilibrada em

qualquer posio.

O centro de gravidade de grande importncia para uma aeronave, pois sua posio tem

grande relao com a estabilidade.

O centro de gravidade determinado pelo projeto geral da aeronave.

O projetista calcula o passeio do centro de presso. Ele ento fixa o centro de gravidade

em frente ao centro de presso, para a velocidade correspondente de voo, de forma a

proporcionar o momento restaurador adequado para o equilbrio em voo.

Trao e rrasto

Uma aeronave em voo o centro de uma contnua batalha de foras. Na verdade este

conflito no to violento quanto parece, mas a chave para todas as manobras

executadas no ar. No existe nenhum mistrio a respeito dessas foras; elas so definidas e

conhecidas.

As direes nas quais elas agem, podem ser calculadas, e uma aeronave projetada para

tirar vantagem de cada uma delas. Em todos os tipos de voo, os clculos esto baseados na

amplitude e direo de quatro foras: peso, sustentao, arrasto e trao (ver figura 13-7).


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Figura 13-7 Ao das foras em voo.

-O peso a fora de gravidade agindo para baixo, sobre o que est na aeronave, tal como a

aeronave em si, tripulao, combustvel e carga.

-A sustentao age verticalmente contrariando o efeito do peso.

-Arrasto uma fora em direo oposta ao movimento, causada pelo rompimento do

fluxo de ar na asa, fuselagem e objetos salientes.

-Trao produzida por um motor, a fora para frente que se sobrepe fora de arrasto.

Observe que essas quatro foras s esto em perfeito equilbrio quando a aeronave est em

voo reto, nivelada e desacelerada.

As foras de sustentao e arrasto so o resultado direto da relao entre o vento relativo e

a aeronave.

A fora de sustentao sempre age perpendicularmente ao vento relativo e a fora de

arrasto, sempre paralela a este e na mesma direo. Elas so, geralmente, os componentes

que produzem uma fora de sustentao resultante sobre as asas, como mostra a figura 13-

8.O peso tem uma relao definida com a sustentao, e o empuxo com o arrasto. Esse

relacionamento muito simples, porm muito importante no entendimento da

aerodinmica dos voos.

Conforme verificado anteriormente, sustentao a fora para cima, agindo sobre uma asa

e perpendicular ao vento relativo. A sustentao necessria para contrabalanar o peso da

aeronave, causado pela fora da gravidade que age sobre a massa da mesma.

Trao

Sustentao

Arrasto


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Figura 13-8 Resultante da sustentao e do arrasto.

Essa fora-peso age para baixo, num ponto chamado centro de gravidade, no qual se

considera que o peso da aeronave concentrado. Quando a fora de sustentao est em

equilbrio com o peso, a aeronave no ganha nem perde altitude. Se a sustentao se torna

menor que o peso, a aeronave perde altitude. A aeronave ganha altitude quando a

sustentao maior.

O arrasto deve ser vencido para que a aeronave se mova, e o movimento essencial para

que se obtenha sustentao. Para vencer o arrasto e mover a aeronave para frente, outra

fora essencial. Essa fora a trao.

A trao tirada da propulso, ou da combinao motor e hlice. A teoria da propulso

est baseada na terceira lei de Newton, e estabelece que, para cada ao existe uma reao

igual e oposta. Por exemplo, no disparo de uma arma, a ao a bala indo para frente,

enquanto a reao o recuo da arma.

O motor turbina provoca o movimento da massa de ar para trs alta velocidade,

causando uma reao para frente que movimenta a aeronave.Numa combinao motor/hlice, a hlice tem de fato, dois ou mais aeroflios girando,

montados num eixo horizontal. O movimento das ps atravs do ar produz uma

sustentao similar sustentao sobre a asa, porm age em uma direo horizontal,

empurrando a aeronave para frente.

Antes da aeronave entrar em movimento, a trao deve ser exercida. Ela continua a se

mover e ganhar velocidade at que a trao e o arrasto se igualem. A fim de manter uma

velocidade estvel, a trao e o arrasto devem permanecer iguais, exatamente como a


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sustentao deve estar igualada ao peso, para um voo horizontal estabilizado. Temos visto

que o aumento de sustentao significa que a aeronave se move para cima, ao passo que

diminuindo a sustentao, de forma que ela fique menor que o peso, provoca perda de

altitude por parte da aeronave.

Regra similar se aplica s foras de trao e arrasto. Se a potncia de um motor for

reduzida, a trao tambm ser diminuda e a aeronave perder altitude. Enquanto a trao

for cada vez menor e como o arrasto constante, a aeronave se deslocar cada vez mais

lentamente, at que sua velocidade seja insuficiente para mant-la no ar.

Da mesma forma, se a potncia do motor for aumentada, a trao se tornar maior que o

arrasto e a velocidade da aeronave aumentar.

Enquanto a trao continuar sendo maior que o arrasto, a aeronave continuar a acelerar.Quando eles se estabilizarem, a aeronave voar velocidade estabilizada.

O movimento relativo do ar sobre os objetos que produzem sustentao, tambm produz

o arrasto, que a resistncia do ar aos objetos que se movem nele.

Se uma aeronave estiver voando nivelada, a fora de sustentao age verticalmente para

suport-la, enquanto a fora de arrasto age horizontalmente pondo-se ao movimento.

O arrasto total sobre a aeronave proporcionado por muitas foras de arrasto porm, para

nossos propsitos, consideraremos apenas trs: arrasto parasita, arrasto do perfil e arrasto

induzido.

Qualquer objeto exposto numa aeronave oferece resistncia ao ar e quanto mais objetos no

fluxo de ar, maior o arrasto parasita.

Enquanto o arrasto parasita pode ser reduzido, diminuindo-se o nmero de partes expostas

e dando-lhes uma forma aerodinmica, o atrito de superfcie o tipo de arrasto parasita

mais difcil de ser reduzido.

Nenhuma superfcie perfeitamente lisa.

Mesmo superfcies usinadas, quando inspecionadas sob ampliao, tm uma aparncia

desigual.

Essas superfcies desiguais desviam o ar junto superfcie, causando resistncia ao suave

fluxo de ar. O atrito superficial pode ser reduzido, usando-se planos com acabamento

polido e eliminando-se cabeas de rebites salientes, rugosidades e outras irregularidades.

O arrasto de perfil pode ser considerado como um arrasto parasita do aeroflio. Os

diversos componentes do arrasto parasita so da mesma natureza que o arrasto de perfil.

A ao do aeroflio, que nos d sustentao, causa o arrasto induzido.


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Devemos lembrar que a presso sobre a asa menor que a presso atmosfrica e a presso

abaixo da asa igual ou maior que a presso atmosfrica. Uma vez que os fludos sempre se

movem da alta para a baixa presso, h um movimento do ar no sentido da parte inferior

da asa, afastando-se da fuselagem e para cima, em volta da ponta da asa. Esse fluxo de ar

resulta em um "derrame" na ponta da asa, formando assim redemoinho chamado de

Vortex da Ponta da Asa (figura 13-9). O ar na superfcie superior tem uma tendncia a se

mover na direo da fuselagem e para fora do bordo de fuga. Essa corrente de ar forma um

Vortex similar na parte interna do bordo de fuga da asa. Esses Vortexes aumentam o

arrasto devido turbulncia produzida e constituem o arrasto induzido. Com o aumento da

sustentao, devido ao aumento do ngulo de ataque, o arrasto induzido tambm aumenta.

Fonte: FAA - Mechanic Training Handbook-AirframeFigura 13-9 - Vortexes de ponta de asa.

Isso ocorre porque, na medida em que o ngulo de ataque aumenta, existe maior diferena

de presso entre o topo e o fundo da asa. Isso causa vortexes mais violentos, resultando em

mais turbulncias e mais arrasto induzido.

Eixos de uma eronave

Eixos de movimento so referncias usadas para descrevermos as mudanas de atitude de

uma aeronave em voo.


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Fonte: FAA - Mechanic Training Handbook-AirframeFigura 13-10Movimentos de uma aeronave sobre seus eixos.

A Figura 13-10 mostra os trs eixos, os quais so linhas imaginrias que passam no centro

da aeronave.

Os eixos de uma aeronave podem ser considerados eixos imaginrios, em torno dos quais a

aeronave gira como uma roda. No centro, onde os trs eixos se interceptam, cada um deles

perpendicular aos outros dois.

O eixo, que se estende atravs da fuselagem do nariz para a cauda, denominado eixo

longitudinal. O eixo que se estende transversalmente de ponta a ponta da asa, chamado

lateral. O eixo que passa pelo centro, do fundo ao topo, chamado eixo vertical.

O movimento sobre o eixo longitudinal semelhante ao balano de um navio de um lado

para outro. De fato, os nomes utilizados na descrio dos movimentos em torno dos trs

eixos de uma aeronave, so termos de origem nutica.


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Eles foram adaptados para a terminologia aeronutica devido similaridade entre os

movimentos de uma aeronave e de um navio.

Assim, o movimento em torno do eixo longitudinal chamado rolamento. Aquele em

torno do eixo lateral chamado arfagem e, finalmente, o movimento de uma aeronave, em

torno do eixo vertical chamado guinada, ou seja, um movimento horizontal do nariz da

aeronave.

Rolamento, arfagem e guinada, movimentos de uma aeronave em torno dos eixos

longitudinal, lateral e vertical so controlados por trs superfcies de controle.

O rolamento produzido pelos ailerons, os quais esto localizados no bordo de fuga das

asas.

A arfagem afetada pelos profundores, na parte traseira do estabilizador horizontal. Omovimento de guinada controlado pelo leme de direo, na parte traseira do conjunto

vertical da empenagem.

1 6 ESTABILIDADE E CONTROLE

Uma aeronave deve ter estabilidade suficiente para manter uma trajetria uniforme de voo,

e se recuperar da ao das diversas foras. Tambm para obter o melhor desempenho, a

aeronave deve ter a resposta para os movimentos dos controles.

Trs termos que sempre aparecem em qualquer discusso sobre estabilidade e controle,

so: (1) Estabilidade propriamente dita, (2) Manobrabilidade e (3) Controlabilidade.

Estabilidade a caracterstica de uma aeronave que tende a faz-la voar em trajetrias reta e

nivelada.

Manobrabilidade a habilidade de uma aeronave quanto sua dirigibilidade ao longo de

uma trajetria de voo, para resistir aos esforos que lhes so impostos.

Controlabilidade a qualidade de resposta de uma aeronave ao comando do piloto quando

manobramos a aeronave.

Estabilidade Esttica


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Uma aeronave est num estado de equilbrio, quando a soma de todas as foras que agem

sobre ela e a soma de todos os momentos igual zero. Uma aeronave em equilbrio no

sofre acelerao e mantm um voo em condio uniforme. Uma rajada de vento ou uma

deflexo dos controles alteram o equilbrio e a aeronave sofre uma acelerao, devido ao

desbalanceamento dos momentos ou das foras.

Os trs tipos de estabilidade esttica so definidos pela caracterstica do movimento que se

segue a cada perturbao do equilbrio.

Fonte: FAA - Mechanic Training Handbook-AirframeFigura 13-11Estabilidade esttica.

A estabilidade esttica positiva existe quando o objeto que sofre a perturbao tende a

retornar ao equilbrio. Estabilidade negativa ou instabilidade esttica existe quando o objeto

que sofre a perturbao tende a continuar na direo do distrbio.

A estabilidade esttica neutra existe quando o objeto que sofre a perturbao no tem

tendncia a retornar ou a continuar na direo de deslocamento, porm permanece em

equilbrio na direo do distrbio.

Esses trs tipos de estabilidade esto ilustrados na figura 13-11.

Estabilidade Dinmica


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Enquanto a estabilidade esttica trata da tendncia de um corpo deslocado retornar ao

equilbrio, a estabilidade dinmica diz respeito ao movimento que resulta com o tempo. Se

um objeto sofre um distrbio em relao ao seu equilbrio, o tempo de movimento

resultante define a estabilidade dinmica do objeto.

Em geral, um objeto demonstra estabilidade dinmica positiva se a amplitude do

movimento diminui com o tempo. Caso a amplitude aumente com o tempo, diz-se que o

objeto possui instabilidade dinmica.

Toda aeronave deve demonstrar o grau requerido de estabilidade esttica e dinmica. Se

uma aeronave for projetada com instabilidade esttica e uma ligeira taxa de instabilidade

dinmica, ela estar difcil se no impossvel de voar. Geralmente a estabilidade dinmica

positiva em uma aeronave projetada para evitar oscilaes continuadas desagradveis.

Estabilidade Longitudinal

Quando uma aeronave tem uma tendncia de manter um ngulo de ataque constante com

relao ao vento relativo, ou seja, quando ela no tende a jogar seu nariz para baixo e

mergulhar ou levantar seu nariz e perder velocidade, diz-se que ela tem estabilidade

longitudinal.

Estabilidade longitudinal se refere ao movimento de arfagem. O estabilizador horizontal a

superfcie que controla a estabilidade longitudinal. A ao de estabilizador depende da

velocidade e do ngulo de ataque da aeronave.

A Figura 13-12 ilustra a contribuio da empenagem para a estabilidade.

Fonte: FAA - Mechanic Training Handbook-AirframeFigura 13-12 Sustentao na empenagem.


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Fonte: FAA - Mechanic Training Handbook-AirframeEfeitos da velocidade na estabilidade longitudinal

Fonte: FAA - Mechanic Training Handbook-AirframeMudanas de potncia afetam a estabilidade longitudinal.

Se uma aeronave muda seu ngulo de ataque, ocorre uma mudana na sustentao no

centro aerodinmico (centro de presso) do estabilizador horizontal. Sob certas condies


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de velocidade, carga e ngulo de ataque, o fluxo de ar sobre o estabilizador horizontal cria

uma fora, a qual empurra a empenagem para cima ou para baixo.

Quando, devido s condies, o fluxo de ar cria foras iguais para cima e para baixo,

dizemos que as foras esto em equilbrio. Essa condio geralmente encontrada em voo

nivelado e em vento calmo.

Estabilidade Direcional

A estabilidade em torno do eixo vertical conhecida como estabilidade direcional. A

aeronave deve ser projetada, de forma que, quando ela estiver em voo reto e nivelado,

permanea em sua proa, mesmo que o piloto tire suas mos e ps dos controles.

Se uma aeronave se recupera automaticamente de uma derrapada, ela foi bem projetada e

possui bom balanceamento direcional. O estabilizador vertical a superfcie primria que

controla a estabilidade direcional.

Conforme mostra a figura 13-13, quando uma aeronave sofre uma glissada ou uma

guinada, o estabilizador vertical sofre uma mudana no ngulo de ataque, com uma

mudana resultante na sustentao (no confundir com a sustentao criada pelas asas).

A mudana na sustentao ou fora lateral sobre o estabilizador vertical, cria um momento

de guinada sobre o centro de gravidade, o qual tende a retornar a aeronave sua trajetria

original.

Fonte: FAA - Mechanic Training Handbook-AirframeFigura 13-13 Contribuio do estabilizador vertical para a estabilidade direcional.


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As asas enflechadas ajudam na estabilidade direcional. Se uma aeronave d uma guinada na

sua direo de voo, a asa que est frente oferece maior arrasto do que a que est atrs.

O efeito desse arrasto retm a asa que est frente e deixa a que est atrs alcan-la.

A estabilidade direcional tambm ajudada pela utilizao de uma fuselagem longa e uma

grande quilha dorsal.

O alto nmero Mach do voo supersnico reduz a contribuio do estabilizador vertical

para a estabilidade direcional. Para produzir a estabilidade direcional a altos nmeros Mach

pode ser necessria uma rea do estabilizador vertical muito grande. Alhetas ventrais

podem ser colocadas como uma contribuio adicional estabilidade direcional.

Estabilidade Lateral

Vimos que arfagem o movimento em torno do eixo lateral da aeronave e guinada o

movimento em torno do seu eixo vertical. O movimento em torno do seu eixo longitudinal

(na frente ou atrs) um movimento lateral ou de rolamento. A tendncia de retornar para

a atitude original chamada estabilidade lateral.

A estabilidade lateral de uma aeronave envolve consideraes de momento de rolamento

devido glissada. Uma glissada tende a produzir os movimentos, tanto de rolagem quanto

de guinada. Se uma aeronave tem um momento de rolamento favorvel, uma guinada tende

a retornar a aeronave para a atitude de voo nivelado. A superfcie principal, em termos de

contribuio para a estabilidade lateral de uma aeronave, a asa.


Figura 13-14 Contribuio do diedro para a estabilidade lateral.


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O efeito da geometria do diedro (figura 14) de uma asa uma contribuio em potencial

para a estabilidade lateral. Como mostrado na figura 13-14, uma asa com diedro desenvolve

momentos de rolagem estveis com glissada.

Com vento relativo lateral, a asa do lado do vento est sujeita a um aumento do ngulo de

ataque e desenvolve um aumento de sustentao.

A asa contrria direo do vento est sujeita a uma diminuio do ngulo de ataque e

desenvolve menos sustentao. As mudanas na sustentao produzem um momento de

rolagem tendendo a levantar a asa contra o vento.

Quando a asa enflechada, o diedro efetivo aumenta rapidamente com a mudana no

coeficiente de sustentao da asa.

Enflechamento o ngulo entre uma linha perpendicular linha de centro da fuselagem eo quarto de corda de cada seo de aeroflio da asa. O enflechamento em combinao com

o diedro faz com que o efeito do diedro seja excessivo.

Conforme mostra a figura 13-15, a aeronave com asa enflechada durante uma glissada tem

uma asa que est operando do lado do vento, com um aumento efetivo no enflechamento,

enquanto a outra asa opera com uma reduo efetiva no enflechamento.

Fonte: IAC Instituto de Aviao Civil Diviso de Instruo Profissional

Figura 13-15 Efeito do enflechamento na estabilidade lateral.

A asa do lado do vento produz mais sustentao que a do lado contrrio. Isso tende a

restabelecer a atitude de voo nivelado da aeronave.

A medida do diedro efetivo necessria para produzir um voo de qualidade satisfatria, varia

muito com o tipo e o propsito da aeronave. Geralmente, o diedro efetivo mantido

baixo, porque o alto rolamento, devido glissada, pode criar problemas. Um excesso no

diedro efetivo pode conduzir ao movimento lento oscilatrio ("dutch roll"), dificuldade de


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coordenao do leme nas manobras de rolagem ou impor extrema dificuldade no controle

lateral durante decolagens e pousos com vento cruzado.

BRASIL. IACInstituto de Aviao Civil. Diviso de Instruo Profissional MatriasBsicas, traduo do AC 65-9A do FAA (Airframe & Powerplant Mechanics-GeneralHandbook). Edio Revisada 2002.

No prximo mdulo vamos aprofundar nossos estudos sobre o controle das aeronaves.

Juntos, tentaremos definir o conceito de controle bem como procurar identificar as

diferentes superfcies de controle.

Espero voc!

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Fonte: Vanderlei dos reis

MDULO II

CONTROLE DA AERONAVE

INTRODUO

Caro aluno,

Vamos aprofundar nossos estudos sobre o controle das aeronaves. Tentaremos definir o

conceito de controle bem como procurar identificar as diferentes superfcies de controle.

Essas e outras questes sero abordadas neste mdulo.

Fique atento!


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2 1 CONTROLE

Controle a atitude tomada para fazer com que a aeronave siga a trajetria de voo

desejada.

Quando se diz que uma aeronave controlvel, significa que ela responde fcil e

prontamente ao movimento dos controles. Diferentes superfcies de controle so utilizadas

para controlar a aeronave em torno de cada um dos seus trs eixos. Movendo-se as

superfcies de controle em uma aeronave, muda-se o fluxo de ar que atua nessas superfcies.

Isso por sua vez, cria mudanas no balanceamento das foras que agem para manter a

aeronave em voo reto e nivelado.

Superfcies de Controle de Voo

As superfcies de controle ou de comando de voo so aeroflios articulados ou mveis,

projetados para modificar a atitude de uma aeronave durante o voo. Essas superfcies

podem ser divididas em trs grupos, geralmente denominados de grupo primrio, grupo

secundrio e grupo auxiliar.

Grupo Primrio

O grupo primrio inclui os ailerons, profundores e leme (figura 13-16). Essas superfcies

so usadas para movimentar a aeronave em torno dos seus trs eixos.

Os ailerons e profundores so geralmente comandados por um volante ou basto de

comando (manche) e o leme comandado por pedais em quase todos os tipos de

aeronaves.


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Fonte: FAA - Mechanic Training Handbook-AirframeFigura 13-16 Controles primrios de voo

Grupo Secundrio

Includos no grupo secundrio esto os compensadores comandveis e os compensadores

conjugados. Compensadores comandveis so pequenos aeroflios (figura 13-17)

encaixados nos bordos de fuga das superfcies de comando primrias.

Fonte: FAA - Mechanic Training Handbook-AirframeCompensadores

Leme

Profundor

Aileron

Aileron


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Figura 13-17 Compensadores.

O propsito dos compensadores comandveis capacitar o piloto para corrigir qualquercondio de desbalanceamento que possa existir durante o voo sem exercer qualquer

presso sobre os controles primrios.

Cada compensador est articulado sua superfcie matriz de controle primrio, porm

controlada por um comando independente.

Os compensadores conjugados so similares quanto aparncia aos compensadores

comandveis, porm tm diferentes propsitos.

Eles so usados para ajudar o piloto na movimentao das superfcies primrias decontrole.

Grupo uxiliar

Esto includos no grupo auxiliar de superfcies de controle de voo, os flapes de asa, os

"spoilers", os freios aerodinmicos, os "slats" (aeroflio auxiliar mvel), os flapes de bordo

de ataque e os "slots" (fenda na asa).

O grupo auxiliar pode ser dividido em dois subgrupos: aqueles cujo propsito primrio

aumentar a sustentao e aqueles cujo propsito diminu-la. Noprimeiro grupo esto os

flapes, tanto o de bordo de fuga quanto o de bordo de ataque (slats) e os eslotes (slots).

Os dispositivos destinados a diminuir a sustentao so os "spoileres" e os freios

aerodinmicos.

Os flapesaumentam a rea da asa, aumentando dessa forma a sustentao na decolagem e

diminuindo a velocidade durante o pouso. Esses aeroflios so retrteis e se ajustam

aerodinamicamente ao contorno da asa.


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Os outros so simplesmente partes do revestimento inferior, os quais se estendem pelo

fluxo de ar diminuindo a velocidade da aeronave.


Figura 15.8 - Flaps


Os Spoilers so os dispositivos chamados de freios aerodinmicos. Em alguns casos,

existem dois tipos de spoiler. O spoiler de solo que estendido somente aps o pouso da

aeronave, auxiliando, dessa forma, a ao de frenagem.

"Spoiler" de voo o que auxilia o controle lateral, sendo estendido sempre que o aileron darespectiva asa acionado para cima.


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Quando atua como freios aerodinmicos, os "spoilers", em ambas as asas, tm maioramplitude no lado superior da asa que na parte inferior desta. Isso permite a operao do

freio aerodinmico e controle posterior, simultaneamente.

Os "slats"so superfcies mveis de controle presas ao bordo de ataque das asas.

Quando fechado, o "slat" forma o bordo de ataque da asa. Quando na posio aberta

(estendido para frente) criado um eslote entre o "slat" e o bordo de ataque da asa. Em

baixas velocidades, isso aumenta a sustentao e melhora as caractersticas de manejo,

permitindo que a aeronave seja controlada em velocidades diferentes das velocidades

normais de pouso.

Controle em Torno do Eixo Longitudinal

O movimento da aeronave em torno do eixo longitudinal chamado rolamento (ou

rolagem), ou inclinao lateral. Os ailerons so utilizados para controlar esse movimento.

Os ailerons formam parte da asa e esto localizados no bordo de fuga, prximos s pontas

dessas asas. Os ailerons so as superfcies mveis de outra superfcie fixa que a asa. O

aileron est na posio neutra quando est aerodinamicamente alinhado com o bordo de

fuga da asa.

Os ailerons respondem presso lateral aplicada ao manche. A presso aplicada para

mover o manche para a direita levanta o aileron direito e abaixa o esquerdo, provocando a

inclinao da aeronave para a direita.


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Os ailerons so interligados por cabos de comando, de forma que, quando um aileron

comandado para baixo, o outro comandado para cima. A funo do aileron que

comandado para baixo aumentar a sustentao, aumentando a cambra da asa. Ao mesmo

tempo o aileron abaixado, tambm cria arrasto adicional, uma vez que ele est numa rea

de alta presso embaixo da asa.

O aileron que est em cima, na extremidade oposta da asa, diminui a sustentao daquele

lado. O aumento de sustentao sob a asa cujo aileron est para baixo levanta essa asa. Isso

provoca o rolamento da aeronave em torno do seu eixo longitudinal, conforme mostrado

na figura 13-19.


Rolamento para direita: O manche comandado para direita. O aileron direito sobe e o

esquerdo desce


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Figura 13-19 Sistema de controle do aileron.

Como resultado do aumento de sustentao na asa cujo aileron est para baixo, o arrasto

tambm aumentado. Esse arrasto produz um esforo para puxar o nariz na direo da asa

alta. Uma vez que os ailerons so utilizados em conjunto com o leme, quando a aeronave

est em curva, o aumento de arrasto tenta girar a aeronave na direo oposta desejada.

Para evitar esse efeito indesejvel as aeronaves so projetadas com deslocamentos

diferenciados dos ailerons.

O deslocamento diferenciado do aileron (figura 13-20) proporciona maior deslocamento

para cima do que para baixo, para um dado movimento do manche ou do volante na

cabine.

Os "spoiler" ou freios aerodinmicos, como tambm so chamados, so placas instaladas

na superfcie superior (Extradorso) da asa. Elas so geralmente defletidas para cima por

meio de atuadores hidrulicos, em resposta ao movimento do volante de controle na

cabine.


Figura 13-20 Controle diferencial do aileron.


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O propsito dos "spoilers" perturbar o fluxo de ar uniforme que passa pelo topo do

aeroflio, criando assim um aumento do arrasto e uma reduo da sustentao nesse

aeroflio.

Os spoilers so utilizados, a princpio, para controle lateral. Durante a inclinao de uma

aeronave, os spoilers funcionam com os ailerons.

Os "spoilers" do lado cujo aileron est para cima sobem com esse aileron para posterior

reduo da sustentao da asa.

O "spoiler" do lado oposto permanece na posio inalterada.

Quando os spoilers so utilizados como freios aerodinmicos, so totalmente defletidos

para cima, simultaneamente.

Uma alavanca de comando separada permite a operao dos "spoilers" como freiosaerodinmicos.

Enquanto temos uma tendncia a imaginar um "spoiler" como sendo um dispositivo de

controle totalmente complicado, deveramos ter em mente que alguns no so controlveis.

Alguns spoilers so operados automaticamente e atuam apenas em grandes ngulos de

ataque. Essa montagem os mantm fora do turbilhonamento a altas velocidades e em

cruzeiro.

Um "spoiler" fixo pode ser uma pequena cunha afixada ao bordo de ataque do aeroflio,

como mostrado na figura 13-21.

Esse tipo de "spoiler" faz com que a parte de dentro da asa estole na frente da parte de

fora, o que resulta em controle do aileron at que ocorra o estol completo da asa.


Figura 13-21 Spoileres fixos.


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Seguimos sempre as instrues do fabricante, com respeito localizao e mtodo de

fixao.

Controle em Torno do Eixo Vertical

Girando o nariz de uma aeronave, provocamos a rotao dessa aeronave em torno do seu

eixo vertical. A rotao da aeronave em torno do eixo vertical chamada de guinada. Esse

movimento controlado pelo leme, como ilustrado na figura 13-22.


Figura 13-22 Ao do leme de direo. Empurrando o pedal direito para frente, o

leme vai para a direita e o nariz do avio tambm vai para a direita


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O pedal esquerdo empurrado para frente, o leme vai para a esquerda e o nariz do avio

tambm vai para a esquerda.

O leme uma superfcie de comando unida ao bordo de fuga do estabilizador vertical.

Para girar a aeronave para a direita, o leme movimentado para a direita. O leme sobressai

no fluxo de ar fazendo com que uma fora aja sobre ele.

Essa a fora necessria para dar o movimento giratrio em torno do centro de gravidade,o qual gira a aeronave para a direita.

Se o leme for movimentado para a esquerda, induz uma rotao no sentido anti-horrio e a

aeronave similarmente gira para a esquerda.

O leme pode tambm ser utilizado no controle de curva e inclinao em voo.

A principal funo do leme girar a aeronave em voo. Esse giro mantido pela presso

lateral do ar em movimento passando pela superfcie vertical.

Quando uma aeronave comea a escorregar ou derrapar, aplicada uma presso no leme

para manter a aeronave aproada na direo desejada.

Glissagem se refere a qualquer movimento da aeronave para o lado e para baixo na direo

do interior da curva. Derrapagem diz respeito a qualquer movimento para cima e para fora

do centro da curva.


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Controle em Torno do Eixo Lateral

Quando o nariz de uma aeronave levantado ou abaixado, ele gira sobre seu eixo lateral.

Os profundores so superfcies mveis de comando que provocam sua rotao (figura 13-

23). Eles esto normalmente unidos ao bordo de fuga do estabilizador horizontal.


Figura 13-23 Controle do profundor.

Puxando o manche para traz o profundor (leme de profundidade) sobe e o nariz do avio

tambm sobe. Empurrando o manche para frente o profundor desce e o nariz do avio

desce.

Os profundores so usados para fazer a aeronave elevar-se ou mergulhar e tambm para

obter suficiente sustentao das asas, para manter a aeronave nivelada nas diversas

velocidades de voo.


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Os profundores podem ser movimentados tanto para cima quanto para baixo. Se ele for

movimentado para cima, diminui a fora de sustentao na cauda, provocando sua queda e

elevao do nariz. Se o profundor for movimentado para baixo, ele aumenta a fora de

sustentao sobre a cauda, provocando sua elevao e abaixando o nariz.

Abaixando-se o nariz da aeronave, aumenta-se sua velocidade; elevando-o, diminuimos a

velocidade.

Algumas aeronaves utilizam uma superfcie horizontal mvel chamada estabilizador mvel

(figura 13-24). Esse estabilizador serve para o mesmo propsito do estabilizador horizontal,

combinado ao profundor.


Figura 13-24 Estabilizador horizontal mvel.

Quando o controle na cabine comandado, o estabilizador completo movimentado para

elevar ou abaixar o bordo de ataque, mudando dessa forma o ngulo de ataque e a

sustentao nas superfcies da empenagem.

Algumas empenagens de aeronaves so projetadas com uma combinao dos

estabilizadores vertical e horizontal. Esse tipo de empenagem tem os seus estabilizadores

montados formando um ngulo conforme mostra a figura 13- 25. As empenagens com esse

formato so conhecidas como empenagem em "V".

As superfcies de comando so instaladas no bordo de fuga dos estabilizadores.

A parte estabilizadora desse conjunto denominada estabilizador e a parte de comando

denominada "ruddervators" (combinao de leme e profundor).


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Figura 13-25 Empenagem em V

Essas superfcies podem ser comandadas, ambas para baixo ou para cima ao mesmo

tempo. Quando utilizadas dessa forma, o resultado o mesmo que seria obtido com

qualquer outro tipo de profundor. Esse comando executado atravs do manche.

Os "ruddervators" podem ser comandados em sentidos opostos um ao outro, empurrando-se

o pedal do leme direito ou esquerdo (figura 13-26).

Fonte: FAA - Mechanic Training Handbook-AirframeFigura 13-26 Ao dos Ruddervators

Se o pedal do leme direito for empurrado, a superfcie direita se move para baixo e a

esquerda para cima. Isso produz um movimento de rotao que mover o nariz da

aeronave para a direita.


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2 2 COMPENSADORES

Muito embora uma aeronave tenha a estabilidade inerente, nem sempre ela tende a voar

reta e nivelada.

O peso e a distribuio da carga afetam a estabilidade da aeronave. Diversas velocidades

tambm afetam as caractersticas de voo.

Se o combustvel do tanque de uma asa for utilizado antes do combustvel do tanque da

outra asa, a aeronave tender a girar para o lado do tanque cheio.

Todas essas variaes requerem constante atuao nos comandos para correo.

Enquanto subindo ou em planeio, necessrio aplicar presso nos comandos para que a

aeronave mantenha a atitude desejada.Para compensar as foras que tendem a desbalancear o voo de uma aeronave, os ailerons,

profundores e leme dispem de comandos auxiliares conhecidos como compensadores.

So pequenas superfcies de comando ligadas ao bordo de fuga da superfcie de comando

primria (figura 13-27). Os compensadores podem ser comandados para cima ou para

baixo, por meio de manivela ou comando eltrico na cabine. Os compensadores podem ser

comandados para cima ou para baixo, por meio de manivela ou comando eltrico na

cabine.



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Figura 13-27 Tipos de compensadores.

Esses compensadores podem ser usados para contrabalanar as foras que atuam sobre os

comandos, de forma que a aeronave voe reta e nivelada ou mantenha uma atitude desubida ou planeio.

Compensadores justveis

Os compensadores ajustveis ajustam a aeronave em voo. Ajustar significa corrigir

qualquer tendncia que a aeronave tenha de se movimentar para uma atitude indesejada de

voo.


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Os compensadores ajustveis controlam o balanceamento de uma aeronave de forma a

mant-la em voo reto e nivelado, sem atuao na coluna de comando, volante ou pedais do

leme.

A figura 13-27A ilustra um compensador ajustvel. Note que o compensador tem uma

articulao varivel que ajustada da cabine.

O movimento do compensador em uma direo provoca a deflexo da superfcie de

comando na direo oposta.

A maioria dos compensadores instalados em aeronaves so comandados mecanicamente da

cabine, atravs de um sistema individual de cabos. Contudo, algumas aeronaves tm

compensadores ajustveis que so operados atravs de um atuador eltrico.

Os compensadores ajustveis so ou controlados da cabine ou ajustados no solo, antes dadecolagem. Eles so instalados nos profundores leme e ailerons.


Figura 13-27A

Servo Compensadores

Os servos compensadores (figura 13-27B) so similares em aparncia e operao aos

compensadores j mencionados. So utilizados primariamente nas grandes superfcies de

comando principais. Eles ajudam na movimentao da superfcie de comando, mantendo-a

na posio desejada. Apenas o servo compensador se movimenta em resposta ao comando


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da cabine (A haste do servo compensador livre para girar, do eixo da superfcie de

comando principal).

A fora do fluxo de ar sobre o servo compensador ento movimenta a superfcie primria

de comando. Com a utilizao do servo compensador, menos fora necessria para

movimentar a superfcie de comando primria.


Figura: 13-27B

Servo Comando

Um servo comando mostrado na figura13-27C. A articulao projetada de tal maneira

que, quando a superfcie de comando primrio movimentada, o compensador se move na

direo oposta. Dessa forma, foras aerodinmicas atuando sobre o compensador ajudam a

movimentar a superfcie de comando primria.


Figura 13-27C


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Compensadores com Mola

Os compensadores com mola (figura 13-27D) so de aparncia similar aos compensadores

ajustveis, porm servem para diferentes propsitos.

Os compensadores com mola so usados com os mesmos propsitos dos atuadores

hidrulicos, isto , ajudar na movimentao da superfcie primria de comando.

Existem diversas montagens utilizadas na articulao do compensador com mola. Em

algumas aeronaves, um compensador com mola est ligado ao bordo de fuga de cada

aileron e atuado por um conjunto formado por haste, do tipo vaivm, carregada por

mola, a qual est tambm ligada articulao de controle dos ailerons.

A articulao conectada de tal forma que o movimento do aileron em uma direoprovoca a deflexo do compensador com mola na direo oposta. Isso proporciona uma

condio de balanceamento, reduzindo dessa forma, a intensidade da fora requerida para

movimentar os ailerons.

Fonte: FAA - Mechanic Training Handbook-AirframeFigura 13-27D

A deflexo do compensador com mola diretamente proporcional carga aerodinmica

imposta ao aileron. Por conseguinte, as baixas velocidades e o compensador com mola

permanecem na posio neutra e o aileron fica sendo uma superfcie controlada

manualmente. As altas velocidades, onde a carga aerodinmica maior, o compensador

funciona como uma ajuda na movimentao da superfcie primria de comando.


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Para reduzir a fora requerida para comandar uma superfcie de comando, elas so

geralmente balanceadas estaticamente e aerodinamicamente.

O balanceamento aerodinmico geralmente conseguido atravs da extenso de parte da

superfcie de comando frente da linha da dobradia. Isso utiliza o fluxo de ar na aeronave

para ajudar na movimentao da superfcie. Os diversos mtodos para se obter o

balanceamento aerodinmico so mostrados na figura 13-28.


Figura 13-28 Trs formas de balanceamento aerodinmico.

O balanceamento esttico conseguido atravs da adio de pesos seo frente da linhade articulao, at esses pesos se igualarem ao da seo traseira. Quando fazendo reparo de

uma superfcie de comando, observamos os cuidados necessrios a evitar danos ao

balanceamento esttico. Uma superfcie desbalanceada tem uma tendncia a vibrar na

medida em que o ar passa por ela.

2 3 DISPOSITIVO DE HIPERSUSTENTAO

Dispositivos de hipersustentao so utilizados em combinao com aeroflios, de forma a

reduzir a velocidade de decolagem ou de pouso, mudando as caractersticas de um

aeroflio durante essas fases.

Quando esses dispositivos no so necessrios, so retornados para uma posio dentro da

asa para recuperar as caractersticas normais do aeroflio.

Dois dispositivos de hipersustentao comumente utilizados em aeronaves so

mostrados na figura 13-29, Eslote e Flape.

O eslote utilizado como um passadio atravs do bordo de ataque da asa.


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Fonte: FAA - Mechanic Training Handbook-AirframeFigura 13-29 Dispositivos de hipersustentao.

Em grandes ngulos de ataque, o ar flui atravs do eslote e suaviza o fluxo de ar sobre a

superfcie superior da asa. Isso permite que a asa valm do seu ponto normal de estol,

sem estolar. Maiores sustentaes so obtidas com a asa operando com ngulo de ataque

maior.

O outro dispositivo de hipersustentao conhecido como flape . uma superfcie

ligada superfcie do bordo de fuga da asa. O flape controlado da cabine e, quando no

est em uso, aloja-se suavemente na superfcie inferior de cada asa.A utilizao dos flapes aumenta a cambra da asa e, por conseguinte, a sustentao da asa,

tornando possvel a reduo da velocidade da aeronave, sem estolar. Isso tambm permite

a obteno de curvas com grande inclinao nas aproximaes para pouso. Os flapes so

usados primariamente durante decolagens e pousos. Importante saber, o Flape durante o

pouso usado como um freio aerodinmico, e durante decolagem, como dispositivo

hipersustentador.

Os tipos de flapes em uso em aeronaves incluem: (1) plano, (2) bipartido, (3) fowler e


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(4) eslotado.

O plano (figura 13-30) simplesmente articulado com a asa, formando uma parte da

superfcie quando recolhido.

O flape bipartido (figura 13-30) tem esse nome devido articulao na parte inferior da asa,

prximo ao bordo de fuga, permitindo que ele seja abaixado da superfcie fixa superior.

O flap "fowler" (figura 13-30) instalado na parte inferior da asa, de forma a facear com a

superfcie. Quando o flape acionado, desliza para trs sobre trilhos e pende para baixo ao

mesmo tempo.


Figura 13-30 Tipos de flapes das asas.

Isso aumenta a cambra da asa, da mesma forma que ocorre com outros tipos de flapes,

contudo, os flapes "fowler" aumentam a rea da asa. Desse modo, eles aumentam a

sustentao sem indevidamente aumentar o arrasto.

O flape com fenda (figura 13-30) igual ao flap "fowler" quanto a operao, porm, em

aparncia similar ao flape plano. Esse flape, ou est equipado com trilhos e roletes ou

acoplamentos de projeto especial.

Com fenda


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Durante a operao, o flape se desloca para baixo e para trs, para fora da asa. Dessa

forma, o eslote aberto permite um fluxo de ar sobre a superfcie superior do flape.

O efeito um fluxo de ar supostamente alinhado e uma melhoria da eficincia do flape.

Dispositivos de Controle da Camada Limite

A camada de ar sobre a superfcie com menor velocidade em relao ao fluxo de ar,

conhecida por camada limite. O fluxo de ar inicial sobre uma superfcie uniforme (figura

13-31) d a evidncia de uma camada limite muito fina, com um fluxo que ocorre em

camadas que deslizam suavemente, uma sobre a outra. Portanto, o termo para esse tipo de

fluxo camada limite laminar.


Figura 13-31 Caractersticas da camada limite.

Enquanto o fluxo continua do bordo de ataque para trs, foras de frico na camada

limite continuam a dissipar a energia do fluxo dos filetes de ar, diminuindo esse fluxo. A

camada limite laminada aumenta em espessura com relao distncia do bordo de ataqueda asa.

A certa distncia do bordo de ataque, o fluxo laminar comea um distrbio oscilante

instvel. Uma ondulao ocorre na camada limite laminar, a qual cresce de modo a tornar-

se mais severa e destruir o suave fluxo laminar.

Dessa forma, uma transio ocorre quando a camada limite laminar desagrega-se numa

camada limite turbulenta.

O mesmo tipo de transio pode ser observado na fumaa de um cigarro.


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Primeiramente a cinta de fumaa suave e laminar, depois revela uma ondulao definitiva

e, depois, torna-se uma amostra turbulenta de fumaa. Os dispositivos de controle da

camada limite constituem meios adicionais de aumentar o coeficiente de sustentao de

uma seo.

A fina camada de ar adjacente superfcie de um aeroflio mostra as velocidades reduzidas

pelo efeito do atrito de superfcie. Em grandes ngulos de ataque, a camada limite sobre a

superfcie superior tende a estagnar-se.

Quando isso acontece, o fluxo de ar se separa da superfcie e ocorre o estol.

Vrios dispositivos de controle da camada limite para aplicao de alta sustentao se

destacam para manter a alta velocidade na camada limite e retardar a separao do fluxo de

ar.O controle da energia cintica da camada limite pode ser conseguido usando-se eslates

(aeroflio auxiliar mvel no bordo de ataque da asa) e a aplicao de suco, para retirar o

ar estagnado e recoloc-lo com alta velocidade para fora da camada limite.

Eslotes (figura 13-32) so superfcies de controle mveis presas ao bordo de ataque das

asas.

Na posio fechada eles formam o bordo de ataque da asa. Na posio aberta (estendido

para frente) uma fenda criada entre o eslote e o bordo de ataque da asa. Dessa forma, ar

na forma de alta energia introduzido na camada limite no topo da asa. Isso conhecido

como "controle da camada limite".

Em baixas velocidades do ar, isso melhora as caractersticas de movimentao, permitindo

que a aeronave seja controlada lateralmente a velocidades abaixo das velocidades normais

de pouso. Controlando-se o ar da camada limite pela suco na superfcie, permite-se que a

asa opere em ngulos de ataque maiores.

O efeito das caractersticas de sustentao similar quele de um eslote, porque o eslote

essencialmente um dispositivo de controle da camada limite, conduzindo ar de alta energia

para a superfcie superior.


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Figura 13-32 Mtodos de controlar a camada limite.

O controle da camada limite tambm pode ser conseguido, direcionando-se o ar sangrado

do motor a alta presso atravs de um estreito orifcio localizado exatamente frente, nobordo de ataque do flape de asa. Isso dirige um fluxo laminar (camadas de ar) sobre a asa e

os flapes, quando estes estiverem abaixados o suficiente para expor o orifcio em alta

temperatura. O ar laminar a alta velocidade passando sobre a asa e flapes retarda a

separao do fluxo (o fluxo de ar sobre um aeroflio segue o contorno deste aeroflio).

Isso resulta em menor velocidade de estol e permite velocidades de pouso mais baixas.

BRASIL. IACInstituto de Aviao Civil. Diviso de Instruo Profissional Matrias

Bsicas, traduo do AC 65-9A do FAA (Airframe & Powerplant Mechanics-General

Handbook). Edio Revisada 2002.


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No prximo mdulo, vamos tratar das caractersticas do voo de um helicptero, os fatores

envolvidos e que se diferenciam dos encontrados nos voos das aeronaves convencionais.

Espero voc!

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Fonte: Vanderlei Reis

MDULO III

DIFERENAS ENTRE OS SISTEMAS DE VOO DAS AERONAVES E DOS

HELICPTEROS

INTRODUO

Caro aluno,

Chegamos ao ltimo mdulo da disciplina. At aqui enfocamos assuntos pertinentes a

aeronaves convencionais, amplamente utilizadas no transporte de carga e passageiros em

todo o mundo.

Agora vamos nos voltar para as caractersticas especficas encontradas nas aeronaves

conhecidas como helicpteros e, ao final desde mdulo, voc dever saber as diferenas

entre os sistemas de voo das aeronaves e as peculiaridades especficas dos helicpteros.

Vamos L!

3 1 FORAS QUE ATUAM SOBRE UM HELICPTERO


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Uma das diferenas entre um helicptero e uma aeronave de asas fixas a principal fonte

de sustentao. A aeronave de asa fixa deduz sua sustentao da superfcie de um aeroflio

fixo, enquanto um helicptero deriva sustentao de um aeroflio rotativo, denominado

rotor.

As aeronaves so classificadas de asa fixa ou de asa rotativa. A palavra helicptero vem de

uma palavra grega, significando "asa rotativa".


Foras que atuam Sobre um Helicptero

Durante qualquer tipo de voo horizontal ou vertical, existem quatro foras atuando na

sustentao, na trao, no peso e no arrasto do helicptero. Sustentao a fora requerida

para suportar o peso do helicptero. Trao a fora requerida para vencer o arrasto sobrea fuselagem e outros componentes do helicptero.

Durante voo pairado, numa condio "sem vento", o plano desenvolvido horizontal, isto

, paralelo ao solo. Sustentao e trao agem em linha reta para cima; peso e arrasto agem

retos para baixo. A soma das foras de sustentao e de trao tem que igualar a soma das

foras do peso e trao, de forma a fazer o helicptero pairar.

Durante o voo vertical, numa condio "sem vento", as foras de sustentao e trao

agem ambos verticalmente para cima. Peso e arrasto agem ambos verticalmente, para baixo.


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Quando sustentao e trao se igualam ao peso e arrasto, o helicptero paira. Se a

sustentao e a trao so menores que peso e arrasto, o helicptero desce verticalmente.

Se sustentao e trao so maiores que peso e arrasto, o helicptero sobe verticalmente.

Em voos para frente, o plano desenvolvido inclinado para frente, dessa forma inclinando

a fora sustentao-trao para frente.

Essa fora resultante, sustentao-trao, pode ser decomposta em duas componentes

(sustentao atuando verticalmente e trao atuando horizontalmente na direo do voo).

Alm disso, para sustentao e trao, existe o peso, a fora que atua para baixo e o arrasto,

a fora que atua para trs ou fora retardadora de inrcia e de resistncia ao vento.

Em voo reto e nivelado, voo para frente desacelerado, a sustentao se iguala ao peso e a

trao se iguala ao arrasto (voo reto e nivelado o voo com proa e altitude constantes). Sesustentao exceder o peso, o helicptero sobe; se a sustentao for menor que o peso o

helicptero desce.

Se a trao exceder o arrasto a velocidade do helicptero aumenta; se a trao for reduzida,

a velocidade diminui. Em voo lateral, o plano desenvolvido inclinado lateralmente na

direo do voo, inclinando dessa forma o vetor sustentao-trao lateral total.

Nesse caso, a componente sustentao, ou vertical, ainda reto para cima, o peso reto para

baixo, porm, a componente acelerao, ou horizontal, agora atua lateralmente com o

arrasto, atuando para o lado oposto.

No voo para trs, o plano desenvolvido inclinado para trs, inclinando o vetor

sustentao-trao, lateralmente. O componente da trao para trs e o componente

arrasto, para frente, exatamente oposto ao voo para frente.

O componente de sustentao reto para cima, e o do peso, reto para baixo.

Torque

A terceira lei de Newton estabelece que "para toda ao existe uma reao igual e oposta".

Como o rotor principal de um helicptero gira em uma direo, a fuselagem tende a girar

na direo oposta. Essa tendncia que a fuselagem tem de girar denominada torque. Uma

vez que o efeito do torque sobre a fuselagem o resultado direto da potncia do motor

suprida para o rotor principal, qualquer mudana na potncia do motor causar uma

mudana correspondente no efeito do torque. Quanto maior a potncia do motor, maior o

efeito do torque.


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Uma vez que no haja potncia do motor, sendo suprida para o rotor principal durante a

autorrotao, no haver, tambm, reao de torque durante a auto-rotao. A fora que

compensa o torque e proporciona o controle direcional, pode ser produzida por um rotor

auxiliar, localizado na cauda.

Esse rotor auxiliar, geralmente chamado de rotor de cauda ou rotor antitorque, produz

trao na direo oposta reao de torque desenvolvida pelo rotor principal (figura 13-

33).

Pedais na cabine de comando permitem ao piloto aumentar ou diminuir a trao no rotor

de cauda, como necessrio, para neutralizar o efeito de torque.

Outros mtodos de compensao do torque e de se prover controle direcional esto

ilustrados na figura 13-33.A rotao do rotor principal de um helicptero atua como um giroscpio. Como tal, ele

tem as propriedades da ao giroscpica, uma das quais, a precesso.

Fonte: IAC

Instituto de Aviao Civil

Diviso de Instruo Profissional

Figura 13-33 Mtodos para obteno do controle direcional

Precesso giroscpica a ao resultante ou deflexo de um objeto em rotao, quando

uma fora aplicada sobre ele.

Essa ao ocorre aproximadamente a 90 na direo de rotao, em relao ao ponto onde

a fora aplicada (figura 13-34). Atravs do uso desse princpio, o plano desenvolvido de

um rotor principal pode estar inclinado da horizontal. O movimento no controle cclico de


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passo, num sistema de rotor de duas ps, aumenta o ngulo de ataque de uma das ps do

rotor, resultando na aplicao de uma fora de sustentao maior nesse ponto, no plano de

rotao.

Fonte: FAA - Mechanic Training Handbook-AirframeFigura 13-34 Princpio da precesso giroscpica.

Esse mesmo movimento de controle, simultaneamente diminui o ngulo de ataque da outra

p, diminuindo dessa forma a fora de sustentao aplicada nesse ponto, no plano de

rotao.A p com o ngulo de ataque aumentado tende a subir. A p com o ngulo de ataque

diminudo tende a abaixar. Contudo, devido propriedade da precesso giroscpica, o

efeito se d em um ponto aproximadamente a 90 aps, no plano de rotao.

Conforme mostra a figura 13-35, o ngulo de ataque da p que recua, aumentado e o

ngulo de ataque da p que avana, diminudo, resultando numa inclinao do plano, uma

vez que a deflexo mxima acontece 90 atrasados, quando as ps esto atrs e na frente

respectivamente.Nos rotores trips, o movimento cclico muda o ngulo de ataque de cada p de forma

apropriada, de maneira que o resultado final seja o mesmo. Uma inclinao para frente da

ponta do plano quando a mxima troca de ngulo de ataque feita na medida em que cada

p passa no mesmo ponto no qual os aumentos e diminuies mximos ocorrem para o

rotor de duas ps, como mostra a fig. 13-35.


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Figura 13-35 O disco do rotor atua como um giroscpio.

Na medida em que cada p passa pela posio de 90 esquerda, ocorre o aumento do

ngulo de ataque. Na medida em que cada p passa pela posio de 90 para a direita,

ocorre a diminuio no ngulo de ataque.

Pelo efeito de precesso giroscpica, a parte traseira do rotor se eleva e a dianteira abaixa.

ssimetria de Sustentao

A rea dentro do plano desenvolvido por um rotor principal conhecida como rea do

disco ou disco do rotor.

Quando pairando no ar, a sustentao criada pelas ps do rotor em todas as posiescorrespondentes em torno do disco igual.

A assimetria de sustentao criada pelo voo horizontal ou vento, durante o voo pairado e

a diferena entre a sustentao existente entre a metade da p avanada da rea do disco e

a metade da p retrada. Na rotao normal de operao do rotor e velocidade zero, a

velocidade de rotao da ponta da p aproximadamente 400 rotaes.


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Quando pairando numa condio sem vento, a velocidade do vento relativo nas pontas das

ps, e em qualquer ponto especfico ao longo da p, a mesma atravs do plano

desenvolvido (figura 13-36).

Contudo, a velocidade reduzida na medida em que esse ponto se move para posies

mais prximas do cubo do rotor, conforme indicado na figura 13-36 pelos dois crculos

internos.

Na medida em que o helicptero se desloca no voo para frente, o vento relativo que passa

por cada p do rotor se torna uma combinao da velocidade de rotao do rotor e do

movimento para frente, do helicptero.


Figura 13-36 Comparao das velocidades entre a p que avana e a que recua, durante o

voo pairado.

Conforme mostra a figura 13-37, a p que avana tem a velocidade combinada da p, maisa do helicptero.

No lado oposto, a velocidade da p, que recua a velocidade da p menos a velocidade do

helicptero.

evidente que a sustentao na p que avana na metade do disco do rotor ser maior que

a sustentao na metade da p que recua, durante o voo horizontal, ou quando pairando no

vento.


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Figura 13-37 Comparao das velocidades das ps entre a p que avana e a que recua

durante o voo para frente.

Devido maior sustentao na p que avana, o helicptero tende rolagem, a menos que

alguma coisa seja feita para equalizar a sustentao durante o voo horizontal, ou quando

pairando no vento.

ngulo de Batimento

No intuito de evitar a assimetria de sustentao, as ps so ligadas ao cubo do rotor pela

articulao horizontal, a qual permite que as ps se movam no plano vertical, ou seja, para

cima ou para baixo na medida em que elas giram (figura 13-38).


Figura 13-38 Ao do ngulo de batimento (plano vertical).

No voo para frente, considerando que o passo da p permanece constante, o aumento de

sustentao na p que avana, provoca o levantamento da p, aumentando o ngulo de

ataque, uma vez que o vento relativo ir mudar da direo horizontal para baixo. A reduo


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da sustentao na p que recua causar a queda da p, aumentando o ngulo de ataque

devido troca do vento relativo, da direo horizontal para a direo para cima. A

combinao do ngulo de ataque reduzido na p que avana e o ngulo de ataque

aumentado na p que recua pela ao do ngulo de batimento tende a equalizar a

sustentao sobre as duas metades do disco do rotor.

O deslocamento da p para cima em consequncia da fora de sustentao que tende a

levantar a p sobre sua articulao. Na medida em que as ps sobem, elas deixam seu plano

desenvolvido momentaneamente. Em consequncia, a ponta da p que est "batendo" deve

percorrer uma distncia maior. Dessa forma, ela tem que atingir maior velocidade pr uma

frao de segundo, de forma a acompanhar as outras ps.

A ao de batimento da p cria uma condio de desbalanceamento, resultando emvibrao. Para evitar essa vibrao, braos de arrasto (figura 13-39) so incorporados para

permitir o movimento de vaivm no plano horizontal.


Figura 13-39 Ao do brao de arrasto.

Com as ps livres para se movimentarem no eixo de arrasto, uma condio de

desbalanceamento criada, uma vez que o C.G. (Centro de Gravidade) no ir permanecerfixo, mas sim se mover em volta do mastro. Esse movimento do C.G. causa vibrao

excessiva.

Para amortecer as vibraes, amortecedores hidrulicos limitam o movimento das ps

sobre o brao de arrasto. Esses amortecedores tambm tendem a manter o relacionamento

geomtrico das ps.

Um rotor que permite o movimento individual das ps em relao ao cubo, tanto no plano

vertical quanto horizontal, chamado de rotor articulado.


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Os pontos de a

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