AERODINÂMICA AVIÕES

7/18/2019 AERODINMICA AVIES

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AERODINMICA


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TEORIA DE VOOBJETIVO: entender a relao entre aatmosfera, a aeronave e as foras que

agem no vo da mesma; de forma atomar decises inteligentes que afetema segurana de vo, tanto de aviesquanto de !elic"#teros$

% teoria de vo relaciona&se com aaerodin'mica$

%E(O)I*+I-%

%E(O)I*+I-%: origem nas #alavras gregas.%E(/ 0 ar .)1*E/ 0 fora 2de

#ot3ncia4


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5 o estudo dos o67etos em movimento

atrav8s do ar, e das foras que #rodu9em oumudam tal movimento$

Estuda a ao do ar so6re um o67eto$

(amo da din'mica, que trata do movimentodo ar e de outros gases, com as foras agindo

so6re um o67eto em movimento atrav8s do ar,ou com um o67eto que este7a estacionrio nacorrente de ar

%E(O)I*+I-%

CONCEITOS DE AERODINMICA

% %E(O)I*+I-% est relacionada a:atmosferaao vento relativoaeronave$


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ATMOSFERA -omo uma aeronave o#era no ar as

#ro#riedades da atmosfera afetam o seucontrole e o desem#en!o;

O ar 8 uma mistura de gases com#osta#rinci#almente de nitrog3nio (78%) e oig3nio(21%). Ele segue suas #r"#rias leis;

O ar 8 um


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PRESSO ATMOSFRICA(Pa)

Maior a profundidade !aior apre""#o$

=a 0 >?,@ A6#olC 2nDvel domar4=a 0 medida em #ol$ de g$

%E(O)I*+I-%

=a

%o nDvel do mar


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%E(O)I*+I-%

uan&o !ai" a'&o !enor "er a pre""#o$

A Pa aria *o! aa'&i&ude$

PRESSO ATMOSFRICA(Pa)


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Den"idade pe"o por unidade deo'u!e$

%E(O)I*+I-%

DENSIDADE

PESO DO AR 2X

DENSIDADE 2X

METADE DO VO+,ME


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%E(O)I*+I-%

DENSIDADE(egras da densidade dos gases:

% densidade varia em #ro#oro direta com a #resso$

udanas na densidade afetam a #erformance aerodin'mica da aeronave$

% ar em grandes altitudes 8 menos denso doque em #equenas altitudes$% massa de ar quente 8 menos densa que a

massa de ar frio$


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,!idade

Fmidade 8 a quantidade de va#or dGgua no ar$

% quantidade mima de va#or que o ar #ode

a6sorver varia com a tem#eratura$ Huantomais elevada a tem#eratura do ar, mais va#ordGgua ele #ode a6sorver$% densidade do ar varia inversamente

com a umidade

*os dias midos a densidade do ar 8menor que nos dias secos$

%E(O)I*+I-%

+


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PRINC-PIO de .ERNO,++IO #rincD#io de Bernoulli esta6elece que,quando um


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PRINC-PIO de .ERNO,++I

%E(O)I*+I-%

+


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Equilbrio de Foras

E A

S

P

oras que atuam em uma aeronave

em vo:

>4Kravidade ou #eso,

L4 Mustentao,N4 Em#uo,?4 %rrasto$

%E(O)I*+I-%

+


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MOVIMENTO

A&o/ ou pro*e""o/ de &ro*a de 'u0ar oupo"i1#o$

O ar no tem fora ou #ot3ncia, eceto

#resso, a no ser quando ele est emmovimento$

Huando em movimento, no entanto, sua fora

se torna evidente$

Fm o67eto em movimento no ar inerte, temuma fora eercida so6re ele, como resultado

do seu #r"#rio movimento$

%E(O)I*+I-%


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MOVIMENTO

%E(O)I*+I-%


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O


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VE+OCIDADE

.M=EE).e .VEAO-IT1.

%celerao 8 denida como a ra9o de troca develocidade$

Fm aumento na velocidade da aeronave 8 umeem#lo de acelerao #ositiva$

% reduo de velocidade em outra aeronave 8 um

ACE+ERA2O

%E(O)I*+I-%

%E(O)I*+I-%


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+EI DO MOVIMENTO DE NE3TON

% lei fundamental que governa a ao do arnuma asa$

% #rimeira lei de *ePton : Aei da in8rcia

% segunda lei de *ePton : Aei da ora

ora 0 massa acelerao 20m$a4

% terceira lei de *ePton : Aei da ao e reao

%s tr3s leis esto relacionadas e a#licadas Q teoria

de vo$

%E(O)I*+I-%

%E(O)I*+I-%


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AEROF4+IOS

Fm aerof"lio 8 uma su#erfDcie #ro7etada#ara o6ter uma reao dese7vel do ar,atrav8s do qual esse aerof"lio se move$

%erof"lio 8 qualquer #ea de uma

aeronave, queconverta a resist3ncia do ar em fora tilao vo

%E(O)I*+I-%

%E(O)I*+I-%


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AEROF4+IOS

Diferena de presso = 0,13 Lb /pol

0,13 Lb /pol 1,!! (n" de pol e# $# p) = 18,72 Lb

18,72 Lb o &alor '$e ada p '$adrado dessa asa s$sena

%E(O)I*+I-%

%E(O)I*+I-%


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Fma #resso diferencial menor atrav8s da seode um aerof"lio, #ode #rodu9ir uma grande forade sustentao$

)entro de limites, a sustentao #ode ser

aumentada, aumentando&se o 'ngulo de ataque,rea da asa, a velocidade do


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N5,+O DE ATA%,E

-O()%: denio

+ngulo entre a corda da asa e a direo dovento relativo$

n0u'o de in*id6n*ia n0u'o de a&a7ue

%E(O)I*+I-%

%E(O)I*+I-%


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N5,+O DE ATA%,E%E(O)I*+I-%


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N5,+O DE INCID8NCIA

O 'ngulo agudo que a corda da asa formacom o eio longitudinal da aeronave$


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9REA DA ASA

% rea da asa 8 medida em #8s quadrados, einclui a #arte 6loqueada #ela fuselagem

%s foras de sustentao e arrasto que

agem so6re a asa, so #ro#orcionais Q suarea$


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FORMA DO AEROF4+IO

% forma do aerof"lio determina aquantidade de tur6ul3ncia ou atrito desu#erfDcie que ser #rodu9ido$-onseqRentemente, a forma da asaafeta sua eci3ncia$

% mel!or asa 8 aquela que est entre os doisetremos, #ara manter tanto a tur6ul3ncia quanto

o atrito de su#erfDcie nos mDnimos$

FORMA DO AEROF4+IO


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%s #ro#riedades da seo de aerof"lio diferem das#ro#riedades da asa, ou da aeronave, devido Q forma

#lana da asa$Fma asa #ode ter diversas sees de aerof"lio,desde a rai9 at8 a #onta, com diminuio gradual daes#essura, toro e en


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%s #ro#riedades da seo de aerof"lio diferem das#ro#riedades da asa, ou da aeronave, devido Q forma

#lana da asa$Fma asa #ode ter diversas sees de aerof"lio,desde a rai9 at8 a #onta, com diminuio gradual daes#essura, toro e en


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Me a asa for muito longa ela ser muito

na$

Me ela tiver 6aia ra9o de ne9a, ser

es#essa$

Fma asa com alta ra9o de ne9a, #rodu9

maior quantidade de atrito de su#erfDcie$

Fma asa com 6aia ra9o de ne9arodu9 maior uantidade de tur6ul3ncia$

FORMA DO AEROF4+IO


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% eci3ncia de uma asa 8 medida em termos dera9o entre sustentao e arrasto$

Essa ra9o varia com o 'ngulo de ataque$

*esse 'ngulo, a asa tem alcanado sua eci3nciamima$

% forma do aerof"lio 8 o fator que determina o

'ngulo de ataque no qual a asa 8 mais eciente,al8m de determinar o grau de eci3ncia$

=esquisas mostram que aerof"lios mais ecientes

t3m sua es#essura mima a cerca de um tero do6ordo de ata ue da asa$

FORMA DO AEROF4+IO


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FORMA DO AEROF4+IO


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% sustentao #rodu9ida #or um aerof"lio aumentar

com o aumento da cam6ra da asa$

-am6ra, 8 a curvatura de um aerof"lio acima ea6aio da su#erfDcie da corda$

-%B(% MF=E(IO(

-%B(% I*E(IO(-%B(% 5)I%

% cam6ra 8 #ositiva 0 variao da corda 8

eterior% cam6ra 8 negativa 0 variao da corda 8inferior

CAM.RA


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Os


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A+ON5AMENTO

5 sa6ido que, quanto maior a envergadura daasa quando com#arada com a corda, maior 8a sustentao o6tida$ Essa com#arao 8c!amada de alongamento$

Huanto maior o alongamento, maior a

sustentao$


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CENTRO DE 5RAVIDADE

O centro de gravidade #ode ser consideradocomo o #onto no qual todo o #eso de umaaeronave est concentrado$

Me uma aeronave for su#ortada no seu eatocentro de gravidade car equili6rada emqualquer #osio$O centro de gravidade tem grande relao

com a esta6ilidadeO centro de gravidade 8 determinado #elo#ro7eto geral da aeronave onde 8 calculado o#asseio do centro de #resso$


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Pe"o

Su"&en&a1#o

Arra"&o

E!pu:o

Essas quatros foras s" esto em #erfeitoequilD6rio quando a aeronave est em voreto, nivelado e desacelerada$

ESO/ S,STENTA2O/ ARRASTO e EMP,;O

-K


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%s foras de sustentao e arrasto so oresultado direto da relao entre o ventorelativo e a aeronave$

S,STENTA2O eARRASTO

Vento(elativo


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ESO/ S,STENTA2O/ ARRASTO e EMP,;O

-K


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=ara vencer o arrasto e mover a aeronave#ara frente, outra fora 8 essencial: oE=FSO 2=ro#ulso4

ARRASTOO arrasto 8 a resist3ncia do ar aos o67etosque se movem nele


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O em#uo 8 tirado da #ro#ulso, ou dacom6inao motor e !8lice$% teoria da #ro#ulso est 6aseada naterceira lei de

*ePton$

EMP,;O


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O motor Q tur6ina #rovoca o movimento da massade ar #ara trs Q alta velocidade, causando umareao #ara frente que movimenta a aeronave$

EMP,;O


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*uma com6inao motor!8lice, a !8licetem de fato, dois ou mais aerof"liosgirando, montados num eio !ori9ontal$ Omovimento das #s atrav8s do ar #rodu9

uma sustentao similar Q sustentaoso6re a asa, #or8m age em uma direo!ori9ontal, em#urrando a aeronave #arafrente$

EMP,;O


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-om a ($=$$ redu9ida, o em#uo tam68m serdiminuDdo$

%eronave #erder altitude

%rrasto 8constante

VEAO-I)%)E B%IS%

EMP,;O


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ARRASTOPARASITA

O atrito de su#erfDcie 8 o ti#o de arrasto

#arasita mais difDcil de ser redu9ido$

Os diversos com#onentes do arrasto#arasita so da mesma nature9a que o

arrasto de #erl$


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ARRASTO DO PERFI+

O arrasto de #erl #ode ser considerado comoum arrasto #arasita do aerof"lio$ Os diversoscom#onentes do arrasto #arasita so da

mesma nature9a que o arrasto de #erl$


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% ao do aerof"lio, que nos d sustentao,causa o arrasto indu9ido$

ARRASTO IND,


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% #resso so6re a asa 8 menor que a

#resso atmosf8rica, e a #resso a6aioda asa 8 igual ou maior que a #ressoatmosf8rica$

VORTE; d P & d A


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VORTE; da Pon&a da A"a

Os


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-om o aumento da

sustentao, devido oaumento do 'ngulo deataque, o arrasto indu9idotam68m aumenta$

Me o 'ngulo de ataqueaumenta, eiste maiordiferena de #resso entre oto#o e o fundo da asa$

Isso causa v"rtices maisviolentos, resultando emmais tur6ul3ncias e mais

arrasto indu9ido$

VORTE; da Pon&a da A"a


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EI;OS DE ,MA AERONAVE

(OA%E*TO

%(%KEKFI*%)%


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ESTA.I+IDADE E CONTRO+E

MANEA.I+IDADE 8 a !a6ilidade de umaaeronave, quanto Q sua dirigi6ilidade aolongo de uma tra7et"ria de vo, #ara resistiraos esforos que l!es so im#ostos$

ESTA.I+IDADE 8 a caracterDstica de umaaeronave, que tende a fa93&la voar emtra7et"ria reta e nivelada$

CONTRO+A.I+IDADE 8 a qualidade deres#osta de uma aeronave ao comando do

#iloto$

9


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ESTA.I+IDADE EST9TICA

Fma aeronave est numestado de equilD6rio,quando a soma de todasas foras que agemso6re ela, e a soma de

todos os momentos 8igual a 9ero$

Os tr3s ti#os deesta6ilidade esttica sodenidos #elacaracterDstica domovimento que se seguea cada #ertur6ao do

equilD6rio$


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E"&a=i'idade Din>!i*a

% esta6ilidade din'mica di9 res#eito ao movimentoque resulta com o tem#o$ Me um o67eto sofre umdistr6io em relao ao seu equilD6rio, o tem#o demovimento resultante, dene a esta6ilidade din'micado o67eto$

-aso a am#litude aumente com o tem#o, di9&se queo o67eto #ossui insta6ilidade din'mica$

Toda aeronave deve demonstrar o grau requerido de

esta6ilidade esttica e din'mica$

Me uma aeronave for #ro7etada com insta6ilidadeesttica e uma ligeira taa de insta6ilidade

din'mica, ela estar difDcil, se no im#ossDvel de


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ESTA.I+IDADE +ON5IT,DINA+

Huando uma aeronave tem uma tend3ncia de manter um 'ngulode ataque constante com relao ao vento relativo & ou se7a,quando ela no tende a 7ogar seu nari9 #ara 6aio e mergul!ar oulevantar seu nari9 e #erder velocidade$

OVIE*TO )E %(%KEEMT%BIAI%)O( O(IO*T%A

ESTA.I+IDADE DIRECIONA+


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ESTA.I+IDADE DIRECIONA+5 a esta6ilidade em torno do eio vertical$

O esta6ili9ador vertical 8 a su#erfDcie #rimria quecontrola a esta6ilidade direcional$

KAIMM%)% Uu KFI*%)%udana de %T do EV

e Mustentao no EV

(E-F=E(%WO )E )E((%=%KE 0 BO B%A%*-E%E*TO )I(E-IO*

fora lateral

momento de guinada


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5+ISSA5EM:5 qualquer movimento da aeronave #ara o

lado e #ara 6aio, na direo do interior dacurva$

DERRAPA5EM:5 qualquer movimento #ara cima e #arafora do centro da curva$

STA.I+IDADE DIRECIONA+


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%s asas en


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ESTA.I+IDADE +ATERA+

% su#erfDcie #rinci#al, em termos de contri6uio#ara a esta6ilidade lateral de uma aeronave, 8 a

ASA$

% esta6ilidade lateral de umaaeronave,envolve consideraes demomento de rolamento devido Q

glissada$OE*TO )E (OA%E*TOKFI*%)%

)IE)(O

E*AE-%E*TO


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E*AE-%E*TO

En


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O diedro serve #ara #ro#orcionar esta6ilidadelateral;=ode conseguir&se efeito de diedro atrav8s dacongurao e geometria da aeronave, #ara al8mdo 'ngulo de diedro;Ecesso de efeito de diedro #rodu9 /)utc! (ollX$

DIEDRO


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O efeito da geometria do diedro contri6ui #ara aesta6ilidade lateral$V$ ($ lateral na asa est su7eita a um aumento do'ngulo de ataque, e desenvolve um aumento desustentao$% asa contrria Q direo do vento est su7eita a umadiminuio do 'ngulo de ataque, e desenvolve menossustentao$%s mudanas na sustentao #rodu9em um momento

de rolagem tendendo a levantar a asa contra o vento$Huando a asa 8 en


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CONTRO+E

Huando se di9 que uma aeronave 8 controlvel, signica que ela

res#onde fcil e #rontamente ao movimento dos controles$

Mu#erfDcies de controle$

ovendo&se as su#erfDcies de controle em uma aeronave, muda&se o


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,PERF-CIES DE CONTRO+E DE VO

A" "uperf?*ie" de *on&ro'e ou de *o!ando de

@o/ "#o aerof'io" ar&i*u'ado" ou !ei"/proBe&ado" para !odi*ar a a&i&ude de u!aaeronae duran&e o @o$Mo divididas em tr3sgru#os:Kru#o =rimrioKru#o MecundrioKru#o %uiliar



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K(F=O =(IY(IO

%IAE(O*M, =(OF*)O(EM E AEE$ovimentam a aeronave em torno dos seustr3s eios$



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OMANDO DAS S,PERF-CIES DE CONTRO+E DE VO

PERF-CIES DE CONTRO+E DE VO


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5R,PO SEC,ND9RIO

-om#ensadorescomandveis-om#ensadores con7ugados

Os com#ensadores con7ugados so

similares quanto Q a#ar3ncia aoscom#ensadores comandveis,#or8m t3m diferentes #ro#"sitos$Eles so usados #ara a7udar o#iloto na movimentao das

su#erfDcies #rimrias de controle$

-om#ensadores comandveis

so #equenos aerof"liosencaiados nos 6ordos defuga das su#erfDcies decomando #rimrias$




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5R,PO A,;I+IAR

F+APES de ASA

SPOILERS

FREIOS AERODINMICOS

"SLATS (aerof'io au:i'iar!e')

F+APES de .ORDO de ATA%,E

SLOTS" (fenda na asa)



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%umentam a rea da asa%umentam a sustentao na decolagemdiminuem a velocidade durante o #ouso 2(EIOM%E(O)I*+I-OM4$

F+APES

Esses aerof"lios so retrateis e se a7ustam

aerodinamicamente ao contorno da asa$

F+APES d .ORDO d ATA%,E


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F+APES de .ORDO de ATA%,E

Mo aerof"lios, que se estendem e seretraem do 6ordo de ataque das asas$ %lgunsti#os criam uma a6ertura entre o aerof"lioestendido e o 6ordo de ataque$

SPOI+ERES


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%umentam a sustentao: .M#oiler. de vo

reios aerodin'micos: /Spoiler de solo

SPOI+ERES

O #ro#"sito dos .s#oilers. 8 #ertur6ar o


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Fm .s#oiler. o #ode ser uma #equena cun!aaada ao 6ordo de ataque do aerof"lio, Esse ti#o

de .s#oiler. fa9 com que a #arte de dentro da asaestole na frente da #arte de fora, o que resulta emcontrole do aileron at8 que ocorra o estol com#letoda asa$

Fsamos etrema #reciso no #osicionamento de um .s#oiler.de 6ordo de ataque durante sua reinstalao, a#"s ter sidoremovido #ara manuteno$O #osicionamento inadequado #ode resultar em caracterDsticasadversas de estol$

SPOI+ERES

S+ATS


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So superfcies mveis de controle #resas ao 6ordo de ataque dasasas$

%,ANDO FECADO: o .slat" forma o bordo de ataque da asa$

%,ANDO na POSI2O A.ERTA 2estendido #ara frente4 : 8 criadoum eslote entre o .slat" e o bordo de ataque da asa.

S+ATS

Em baixas velocidades, isso aumenta a sustentao e mel!ora ascaracterDsticas de mane7o, #ermitindo que a aeronave se7acontrolada em velocidades diferentes das velocidades normais de#ouso$


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SLOTS

ONTRO+E e! TORNO do EI;O +ON5IT,DINA+


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(olamento 2ou rolagem4 ou inclinaolateral$

uno dos AI+ERONS

%ileron: =osio *eutra quando est%E(O)I*%I-%E*TE alin!ado com o 6ordo de fuga

da asa$



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$

AI+ERONS


-O*T(OAE em TO(*O do EISO VE(TI-%A


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% rotao da aeronave em torno do eio vertical 8

c!amada de KFI*%)%$

Esse movimento 8 controlado #elo

+EME



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-ontrole de curva e inclinao em vo$

% #rinci#al funo do leme 8 girar a aeronave emvo$

Huando uma aeronave comea a escorregar ouderra#ar, 8 a#licada uma #resso no leme #aramanter a aeronave a#roada na direo dese7ada$


+EME

ONTRO+E TORNO d EI;O +ATERA+


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ONTRO+E e! TORNO do EI;O +ATERA+

PROF,NDORESFsados #ara fa9er a aeronave elevar&se oumergul!ar$

O6ter suciente sustentao das asas #aramanter a aeronave nivelada nas diversasvelocidades de vo$

NTRO+E do EI;O +ATERA+ e VERTICA+


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%eronaves com com6inao dos esta6ili9adores vertical e!ori9ontal$% em#enagem tem os seus esta6ili9adores formando um'ngulo$Mo con!ecidas como em#enagem em .V.$% #arte esta6ili9adora : EMT%BIAI%)O(EM

% #arte de comando: .RUDDERV!RS" #combi$a%o de leme e#rofundor4

PROF,NDORES E +EME COM.INADOS

COMPENSADORES


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COMPENSADORES

=ara com#ensar as foras que tendem ades6alancear o vo de uma aeronave, os ailerons,#rofundores e leme dis#em de comandos auiliarescon!ecidos como com#ensadores$

Variaes que requerem atuao nos comandos#ara correo:

=eso e a distri6uio da carga

)iversas velocidades

-om6ustDvel dos tanques

COMPENSADORES A,ST9VEIS


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CO S O S ,S S

-ontrolam o 6alanceamento de uma aeronave de forma amant3&la em vo reto e nivelado, sem atuao na coluna decomando, volante ou #edais do leme$

O movimento do com#ensador em uma direo #rovoca ade


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SERVO COMPENSADORESMo similares em a#ar3ncia e o#erao aos

com#ensadoresMo utili9ados nas grandes su#erfDcies de comando#rinci#ais%7udam na movimentao da su#erfDcie de comandomantendo&a na #osio dese7ada$%#enas o servo com#ensador se movimenta, emres#osta ao comando da ca6ine% fora do


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% articulao 8 #ro7etada de tal maneira que, quando a

su#erfDcie de comando #rimrio 8 movimentada, ocom#ensador, se move na direo o#osta$

)essa forma, foras aerodin'micas, atuando so6re ocom#ensador a7udam a movimentar a su#erfDcie de comando

#rimria$

SERVO COMANDO

OMPENSADORES COM MO+A


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OMPENSADORES COM MO+A

Mo de a#ar3ncia similar aos com#ensadores a7ustveis, #or8mservem #aradiferentes #ro#"sitos$Os com#ensadores com mola so usados com os mesmos#ro#"sitos dos atuadores !idrulicos, isto 8, a7udar na

movimentao da su#erfDcie #rimria de comando$

A+ANCEAMENTO EST9TICO e AERODINMICO


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(edu9ir a fora requerida #ara comandar uma su#erfDcie decomando$

O 6alanceamento aerodin'mico 8 geralmente conseguidoatrav8s da etenso de #arte da su#erfDcie de comando Q frenteda lin!a da do6radia$

Ftili9a o


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DISPOSITIVO DE IPERS,STENTA2O

)is#ositivos de !i#ersustentao so utili9ados em

com6inao com aerof"lios, de forma a redu9ir a velocidadede decolagem ou de #ouso, mudando as caracterDsticas deum aerof"lio durante essas fases$ES+OTE5 utili9ado como um #assadioEm grandes 'ngulos de ataque, oar


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-ontrolados da ca6ine

%umentam a cam6ra da asa e, #or conseguinte, asustentao , tornando #ossDvel a reduo da velocidade daaeronave, sem estolar$=ermitem a o6teno de curvas com grande inclinao nasa#roimaes #ara #ouso$Mo usados #rimariamente durante decolagens e #ousos

F+APS

Os ti#os de4 =A%*O,2L4 BI=%(TI)O,

2N4 /&'(ER e2?4 EMAOT%)O$

DISPOSITIVOS DE CONTRO+E DA CAMADA


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+IMITE% camada de ar so6re a su#erfDcie com menorvelocidade em relao ao


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ESTO+

DISPOSITIVOS DE CONTRO+E DA CAMADA+IMITE


89/161

Mo vrios #ara a#licao de alta sustentao;)estacam&se em manter a alta velocidade na

camada limite; e(etardam a se#arao do


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DISPOSITIVOS DE CONTRO+E DA CAMADA+IMITE


91/161

AERODINMICAEAI-Z=TE(OM

JET (%*KE(

M @[

-arlos enrique T!oma9


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FOR2AS %,E AT,AM SO.RE ,M E+IC4PTERO

EAI-Z=TE(O 2#alavra grega4 0 .asa rotativa.$

%s aeronaves so classicadas em:%E(O*%VEM )E %M% IS%

%E(O*%VEM )E %M% (OT%TIV%

(OTO( =(I*-I=%A


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-%BI*E

-O*E )E -%F)%

(OTO( )E -%F)%

(OTO( =(I*-I=%A

%MT(O

EMT%BIAI%)O(

EMHFI

OTO(


94/161

AERONAVEde ASAa dedu9 sua sustentao dasu#erfDcie de um %E(OZAIO ISO;E+IC4PTEROderiva sustentao de um%E(OZAIO (OT%TIVO, denominado (OTO($

O*TE de MFMTE*T%WO & )IE(E*%M

%FKFMT% >U\

Z


95/161

)urante qualquer ti#o de vo !ori9ontal ou vertical,eistem quatro foras atuando :

S,STENTA2O

EMP,;OPESOARRASTO

O(%M HFE %TF% E F EAI-Z=TE(O



96/161

-ondio .sem vento/

=lano 8 !ori9ontal & #aralelo ao solo$MFMTE*T%WO e E=FSO agem em lin!a reta #aracima$

=EMO e %((%MTO agem retos #ara 6aio$

VO PAIRADO

% soma das foras de sustentao e de em#uotem que igualar a soma das foras do #eso eem#uo, de forma a fa9er o !elic"#tero #airar$



97/161

-ondio .sem vento.

sustentao e em#uo agem verticalmente #aracima$=eso e arrasto agem verticalmente #ara 6aio$

!elic"#tero #aira quando:MFMTE*T%WO e E=FSO 0 =EMO e %((%MTOMe sustentao e em#uo menores que #eso earrasto, o !elic"#tero desce verticalmente

sustentao e em#uo so maiores que #eso earrasto, o !elic"#tero so6e verticalmente$

VO VERTICA+

VO PARA FRENTE



98/161

O #lano desenvolvido sustentao&em#uo 8 inclinado

#ara frenteEssa fora resultante sustentaoem#uo 8decom#osta em duas com#onentes:

MFMTE*T%WO atuando verticalmenteE=FSO atuando !ori9ontalmente na direo do vo$

%l8m disso agem:

=EMO 0 fora que atua #ara 6aio%((%MTO 0 fora que atua #ara trs

VO PARA FRENTE

VO RETO e NIVE+ADO


99/161

Voo #ara frente desaceleradoMFMTE*T%WO 0 =EMOE=FSO 0 %((%MTO

ME MFMTE*T%WO ES-E)E( O =EMO, O EAI-Z=TE(OMOBE$

ME % MFMTE*T%WO O( E*O( HFE O =EMO O

EAI-Z=TE(O )EM-E$

VO RETO e NIVE+ADO

Vo com #roa e altitude constantes

ME O E=FSO ES-E)E( O %((%MTO % VEAO-I)%)EEAI-Z=TE(O %FE*T%

ME O E=FSO O( (E)FI)O, % VEAO-I)%)E )II*FI

VO +ATERA+


100/161

O #lano desenvolvido 8 inclinado lateralmente na

direo do vo$

Inclinao do vetor sustentao&em#uo lateral total

% com#onente sustentao 2vertical4 8 reto #ara cima

=EMO reto #ara 6aio

-O=O*E*TE %-EAE(%WO, ou !ori9ontal, agora atua

lateralmente com o arrasto

%((%MTO atua #ara o lado o#osto$

VO +ATERA+

VO PARA TR9S


101/161

O #lano desenvolvido 8 inclinado #ara trs o vetorsustentao&em#uo 8 lateral$

E=FSO 8 #ara trs

%((%MTO 8 #ara frente

MFMTE*T%WO 8 reto #ara cima

=EMO 8 reto #ara 6aio$

VO PARA TR9S

Voo #ara trs 8 eatamente o#osto ao vo #ara

frente$

TOR%,E


102/161

% terceira lei de *ePton

Huanto maior a #ot3ncia do motor , maior o efeito dotorque$

)urante a %FTO&(OT%WO, no ! a reao de torque$

% fora que com#ensa o torque e #ro#orciona o

controle direcional #ode ser #rodu9ida #or (OTO(%FSIAI%(, locali9ado na cauda$

%

Tend3ncia que a fuselagem tende a girar na direo

o#osta$

(OTO( =(I*-I=%A2(=4


103/161

2(=4

F*WO )O (OTO( )E -%F)%

TO(HFE2OVIE*TO )% FMEA%KE4

TOR%,E

TO(HFE

ROTOR A,;I+IAR


104/161

(OTO( de -%F)% ou (OTO( %*TITO(HFE

-omandado #elos =E)%IM na ca6ine de comando

-om#ensao do torque e controle direcional:

5TO)OM

ROTOR A,;I+IAR

TO(HFE


105/161

]&%S

-om#ensao do torque e controle direcional:5TO)OM

PRECESSO 5IROSC4PICA


106/161

% centrifugao do rotor #rinci#al de um !elic"#teroatua como um girosc"#io$


AT,A2O DO C-C+ICO

=%MMO



107/161

ROTOR de D,AS P9S

-ontrole cDclico de#asso



108/161

ROTORES TRIP9S

ovimento do cDclico muda o 'ngulo de ataque de cada #

Eixo de variao

de passo

Variao

de passo

ASSIMETRIA DE S,STENTA2O


109/161

5 -(I%)% =EAO V^O O(IO*T%A OF VE*TO, )F(%*TE O V^O=%I(%)O, E 5 % )IE(E*% E*T(E % MFMTE*T%WO ESIMTE*TEE*T(E % ET%)E )% =Y %V%*%)% )% Y(E% )O )IM-O E %ET%)E )% =Y (ET(%_)%

SS S,S 2 O

9REA DO DISCO O, DISCO DOROTOR

OO PAIRADOHu"&en&a1#o na" p" i0ua' e!orno do di"*o

($=$$ normal do rotor e velocidade 09ero

Velocidade de (otao da #onta da #

Velocidade 8 redu9ida na medidaem que esse #onto se move #ara#osies mais #r"imas do cu6o

do rotor

ASSIMETRIA DE S,STENTA2O VENTO RE+ATIVO


110/161

2

VO PARA FRENTE

V( 0 com6inao davelocidade de rotao do rotore do movimento #ara frente do

!elic"#tero$

% # que avana tem avelocidade com6inada da #,mais a do !elic"#tero

% velocidade da #, que recua 8 avelocidade da # menos avelocidade do !elic"#tero$


111/161

)evido Q maior sustentao na # que avana, o!elic"#tero tende Q rolagem, a menos que algumacoisa se7a feita #ara equali9ar a sustentao duranteo vo !ori9ontal, ou quando #airando no vento$

)evido Q maior sustentao na # que avana, o!elic"#tero tende Q rolagem, a menos que alguma

coisa se7a feita #ara equali9ar a sustentao nas#s, em am6os os lados do !elic"#tero$

ASSIMETRIA DE S,STENTA2O

N5,+O DE .ATIMENTO


112/161

MIMTE% )O (OTO( T(I&=Y

.RA2OS DE ARRASTO


113/161

2

ao de 6atimento da #

o de 6atimento da # cria uma condio de des6alanceam

Vi6rao

#ermitir o movimento de vaiv8m no#lano !ori9ontal

=ermitem o movimento de vaiv8m da # no #lano

!ori9ontal


114/161

VIB(%WO ES-EMMIV%

%O(TE-E)O(EM I)(YFAI-OM

(OTO(%(TI-FA%)O

N5,+O DE .ATIMENTO

N5,+O DE .ATIMENTO

MIMTE% )O (OTO( BI =Y


115/161

%s #s 6atem como uma s" unidade$

Enquanto a # que avana 6ate #ara cima devido ao aumentode sustentao, a # que recua 6ate #ara 6aio, devido Qreduo da sustentao$

% mudana no 'ngulo de ataque em cada # #rodu9ida #oresse fato, tende a equali9ar a sustentao so6re as duasmetades do disco do rotor$

% #osio do controle cDclico de #asso no vo #ara frente,

tam68m causa diminuio do 'ngulo de ataque na # queavana, e um aumento do 'ngulo de ataque na # que recua$

Isso, somados ao 6atimento das #s equali9a a sustentaoso6re as duas metades do disco do rotor$

MIMTE% )O (OTO( BI&=Y

FORMA2O DE CONES


116/161

5 uma es#8cie de do6ramento das #s #ara

cima, causada #ela com6inao das foras desustentao e centrDfuga$

P'anoperpendi*u'ar ao!a"&ro do ro&or

)E-OA%KE VE(TI-%A

FORMA2O DE CONES


117/161

elic"#tero Mea ]ing da arin!a do Brasil

EFEITO SO+O


118/161

Voo #airado e #r"imo ao solo

=roduo de um denso colc!o dear entre o solo e o !elic"#tero

5 efetivo a uma altura dea#roimadamente metadedo di'metro do disco dorotor$

% a#roimadamente N a `mil!as#or !ora em relao ao solo,o !elic"#tero deiao colc!o$

A,TOJROTA2O


119/161

-ondio de vo durante o qual no ! fornecimento

de #ot3ncia do motor

O rotor #rinci#al 8 acionado a#enas #ela ao dovento relativo$

% transmisso do !elic"#tero ou trem de #ot3ncia 8#ro7etado #ara desenga7ar do sistema do rotor#rinci#al, #ara #ermitir que este gire livremente nasua direo original$

o


120/161

RE5IO DEACIONAMENTO

O, DE A,TOJROTA2O

% #arte da # do rotor que #rodu9 asforas, que fa9em com que o rotor

gire, e que est entrea#roimadamente L` e @U doraio, a #artir do centro$

RE5IO DE ESTO+

Mo os L` da #arte interna da #do rotor que o#era acima do 'ngulo

mimo de ataque 2'ngulo deestol4, contri6uindo dessa formacom #ouca sustentao, #or8mconsidervel arrasto, o qual tende adiminuir a rotao da #$

RE5IO DEPROP,+SO Os NU #ara a etremidade da #

do rotor$)urante o vo #ara frente, essas regies so deslocadasatrav8s do disco do rotor #ara a esquerda

A,TOJROTA2O


121/161

Esta6ilidade da ($=$$ do rotor: quando as foras soiguais$

% velocidade #ara frente durante a descida em auto&rotao$

% sustentao adicional indu9ida$

%rredondamento de #laneio$

Velocidade #ara frente e a de descida se a#roimamde 9ero$

(a9o ligeiramente aumentada e velocidade #ara

frente redu9ida

PO,SO

EI;OS DE VO DO E+IC4PTERO

VE(TI-%A


122/161

Eiotransversalou lateral

Eiolongitudinal

Eio vertical

-entro de gravidade &-K

ovimento dearfagem 2#icar,ca6rar4

ovimento

direcional

ovimentode rolagem

AO*KITF)I*%A

A%TE(%A



123/161

O movimento em torno do eio vertical #rodu9 guinada,uma oscilao do nari9 2ou mudana de direo4 #ara adireita ou #ara a esquerda$

-ontrolado #elo #edal$

VERTICA+



124/161

+ON5IT,DINA+

(olagem

-ontrole #elo -_-AI-O de #asso #ara a direta ou #ara aesquerda$

uda o #asso de cada # do rotor #rinci#al durante um ciclode rotao$



125/161

+ATERA+

Aevantamento ou a6aiamento do nari9 2%(%KE4

-ontrole -_-AI-O de #asso, #ara frente ou #ara trs$

CONTRO+E DE VO DO E+IC4PTERO


126/161



127/161

O movimento !ori9ontal 8controlado #ela mudana dedireo da inclinao do rotor

#rinci#al, #ara #rodu9ir umafora na direo dese7ada$

C-C+ICO

O -_-AI-O muda o 'ngulo do #asso das #sdo rotor



128/161

Aevantando o controle de#asso coletivo, aumentao #asso das #s,aumentando dessa formaa sustentao$

%6aiando o controle,diminui o #asso das #s,#rovocando uma #erda de

sustentao$

CO+ETIVO

-OAETIVO altera a #ot3ncia entregue #ara o rotor



129/161

O controle de #asso coletivo usado 7untamente com o controlecDclico$

(egular a velocidade do !elic"#tero

-_-AI-O muda o 'ngulo do #asso das #s do rotor

-OAETIVO muda a #ot3ncia entregue #arao rotor 2($=$$ e #resso de admisso4$

,SO COORDENADO DO C-C+ICO E CO+ETIVO



130/161

-ontrolando o #asso das #s do rotor, o #iloto#ode esta6elecer o vo vertical do !elic"#teroC-C+ICO

ani#ulando um comando, uma velocidade

constante #ode ser mantida, inde#endentementedo aumento ou da reduo do #asso das #s$CO+ETIVO

CO+ETIVO est sincroni9ado com o controle de#asso de rotor #rinci#al, de tal maneira que umaumento no #asso, aumenta a #ot3ncia; e umareduo no #asso redu9 a #ot3ncia$



131/161

O!ANDO F"N#$O PRI!%RIA

&'IO DIRE#$O E VE'OIDADE

O'E(IVOA'(I("DE E PRESS$O DE

AD!ISS$O

!ANE(E RP!

PEDAIS ON(RARIAR O (OR)"E

COMANDO DOS CONTRO+E DE VO DO E+IC4PTERO


132/161


133/161

C-C+ICO

CO+ETIVO

AERODINMICA DE A+TA VE+OCIDADE


134/161

E"&udo da na&ureKa do Lu:o de ar de a'&a e'o*idade *o! a"pe*u'iaridade" do" aie" de a'&a perfor!an*e$

OVOS PROETOS DE AERONAVES E MOTORES

TRANSPORTE DE A+TA PERFORMACE

VOOS COM VE+OCIDADES MAIS A+TAS

ERODINMICA DE A+TA VE+OCIDADE ; AERODINMICA DE .AI;A VE+OCIDAD



135/161

CONCEITOS 5ERAIS DE PADRO DE F+,;OS,PERSNICO

E! =ai:a" e'o*idade" de @oHO ar pa""a por pe7uena" !udan1a" de pre""#o"e! !udan1a da den"idade

E! 0rande" e'o*idade" de @oHA" !udan1a" de pre""#o "#o !aiore"Mudan1a" "i0ni*an&e" na den"idade do ar

E:i"&e! efei&o" de *o!pre""i=i'idade no ar$

VE+OCIDADE DO SOM



136/161

VE+OCIDADE DO SOM%o nDvel do mar, num dia #adro: cerca de [[>,@ n"s 2@[U $=$4

%,ANDO A ASA SE DES+OCA NO AR: mudanas na velocidade local-riao de #ertur6aes no


137/161

%M% -O VEAO-I)%)E %-I% )% VEAO-I)%)E )O MO:

O


138/161

O efeito da com#ressi6ilidade no de#ende da velocidade do ar,mas do relacionamento entre a velocidade do ar e a velocidade dosom$

Esse relacionamento 8 c!amado de nmero de %-

%- 0 velocidade verdadeira do arvelocidade do som a uma altitude #articular$

Esses regimes so denidos como se segue:

S,.SNICO & Vo com nmero de ac! a6aio deU,@`$ TRANSNICO& Vo com nmero de ac! entreU,@` e >,LU$S,PERSNICO& Vo com nmero de ac! entre >,LUe `,UU$ IPERSNICO& Vo com nmero de ac!

acima de ` UU



139/161

AVA+IA2O DOS TIPOS DE F+,;O E;ISTENTES EMCADA 9REA$

(EKIE MFBM^*I-O


140/161

F+,;O S,.SNICO F+,;O S,PERSNICO

F+,;O S,.SNICOToda mol8cula 8 mais ou menos afetada #elo movimento de

todas as outras mol8culas, em todo o cam#o do


141/161

F+,;O S,PERSNICO%celera ao longo de um tu6o dee#anso=rovoca r#ida queda da densidade doar

)esacelera ao longo de um tu6o decontrao-ausa queda da densidade do ar

*o AFSO MF=E(M^*I-O:

E;EMP+OS T-PICOS DE F+,;O S,PERSNICO


142/161

Todas as mudanas na velocidade, #resso, tem#eratura,densidade e direo de


143/161

Fm 4 O


144/161

FORMA2OHuando des#rendida do 6ordo de ataque$Tam68m ocorre quando uma 6orda, ou 'ngulo de meio cone,ecede um valor crDtico$=er#endicular ao for L,[, L ser a#enas U,`$

ONDA DE CO%,E NORMA+ 2+*KFAO(ETO4

orma na frente de qualquer

ONDA DE CO%,E NORMA+


145/161

orma na frente de qualquero67eto;

)iminui esse


146/161

*a medida em que o


147/161

>4 O


148/161

ONDA PARA ,M AEROF4+IO S,.SNICOCONVENCIONA+


149/161

Onda #ara um aerof"lio su6snicodes#ontado convencional$

*ari9 8 rom6o 0 onda de c!oque

normal

Fma ve9 que o


150/161

% es#essura do aerof"lio tem umefeito

etremamente #oderoso so6re oarrasto de onda$

Onda de arrasto 8 se#arada edistinta doarrasto devido Q sustentao$

O arrasto de onda varia com oquadrado da ra9o de es#essura2es#essura mima dividida #elacorda4$Os 6ordos de ataque das formas su#ersnicas t3m que ser

alados$O centro aerodin'mico do aerof"lio `U da corda

Aocali9ao su6snica do centro aerodin'mico est #r"imo da #osiode L` da corda$

F+,;O S,PERSNICO

5


151/161

F)%*%M HFE O-O((E (E=E*TI*%E*TE %T(%V5M )E )IVE(M%MO(%M )E O*)%:

VEAO-I)%)E*E(O )E %-=(EMMWO EMTYTI-%TE=E(%TF(% EMTYTI-%

)E*MI)%)E)I(EWO )E AFSO

TI=O E % ESTE*MWO )% O*)% O(%)%

% O(% )O OBJETOO *E(O )E %-F)%*% )E )I(EWO )E AFSO (EHFE(I)%

RE5IME DE VO TRANSNICO


152/161

-onforme a velocidade de vo se a#roima da velocidade do som, asreas de vo su#ersnico se am#liam, e as ondas de c!oque semovem mais #r"imas do 6ordo de fuga$

% camada limite #ode #ermanecer se#arada ou #ode se re7untar,de#endendo muito da forma do aerof"lio e do 'ngulo de ataque$

Huando a velocidade de vo ecede a velocidade do som, uma ondade #roa a#arece re#entinamente na frente do 6ordo de ataque, coma regio su6snica atrs da onda

Velocidades mistas 2su6snica e su#ersnica4

Efeitos signicantes de com#ressi6ilidade$

RE5IME DE VO TRANSNICO


153/161

%s ondas de c!oque normais se movem #ara o 6ordo de fuga$Me a velocidade de vo aumentar #ara qualquer valor su#ersnico, a

onda de #roase mover #ara mais #r"imo do 6ordo de ataque, inclinando&se mais#ara 6aio; e as ondas de c!oque normais do 6ordo de fuga se tornamondas de c!oque o6lDquas$

Fma ve9 que a maioria das diculdades do vo transnico estoassociadas com a se#arao do


154/161

EIOM =%(% (E)FI( % I*TE*MI)%)E )% )IVE(K*-I% )%

O(% T(%*M^*I-% *% %E(O*%VE:

Mu#erfDcies nas, de #ouco alongamento e comen


155/161

5 um #ar com#lementar de aerof"lios #equenos, de 6aio

alongamento 2#equeno es#ao em relao a corda4 montadosa 'ngulos de ataque o#ostos um ao outro, e #er#endiculares asu#erfDcie aerodin'mica$

Os aerof"lios dos geradores tam68m desenvolvemtur6il!onamentos muitos fortes$

Esses tur6il!onamentos #rovocam um


156/161

o efeito de arrastar o ar de altaenergia da camada

O com#rimento dosv"rtices8 #ro#orcional Qsustentaodesenvolvida #elos

aerof"liosdo gerador$Os geradores de tur6il!onamentose#restam a dois diferentes#ro#"sitos:*os %IAE(O*M:retardam o #rincD#io dadiverg3ncia de arrasto em altasvelocidades, eant3m a efetividade do aileronem altas velocidades

ileiras de geradores de tur6il!onamento instalados no

5ERADORES DE T,R.I+ONAMENTO


157/161

ileiras de geradores de tur6il!onamento instalados noleme:

#ro#orcionam a se#arao do


158/161

im#ortantes:

Mu#erfDcies de controle de 6ordo de ataque #odem ser afetadas demaneira adversa #elas ondas de c!oque, formadas em vo acima donmero de ac! crDtico da su#erfDcie de controle$

Me o


159/161

# , # c!oque, #ode criar alteraes muito grandes nos momentos de

articulao da su#erfDcie de controle$

Tais mudanas nos momentos de articulao, #rodu9em foras decontrole indese7veis, as quais #odem requerer o uso de um sistema decontrole irreversDvel$

Fm sistema de controle irreversDvel em#rega #ot3ncia !idrulica, ouatuadores el8tricos, #ara mover as su#erfDcies de controle, assim, ascargas de ar desenvolvidas nas su#erfDcies no #odem ser sentidas#elo #iloto$

%dequados retornos devem ser sinteti9ados #elas molas de retorno.q., contra#esos, e assim #or diante

Huando o ar


160/161

certas redues de velocidade, as quais #rodu9em os corres#ondentesaumentos de tem#eratura$

% maior reduo de velocidade e aumento de tem#eratura, ocorremnos diversos #ontos de re#ouso da camada limite na aeronave$

Enquanto os vos su6snicos no #rodu9em qualquer interesse real,vos su#ersnicos #odem gerar tem#eraturas sucientementeelevadas, #ara tornarem&se de grande im#ort'ncia #ara a estrutura,

sistema de com6ustDvel e gru#o moto#ro#ulsor$

Tem#eraturas mais elevadas #rodu9em redues es#ecDcas naresist3ncia das ligas de alumDnio e requerem a utili9ao de ligas detit'nio e aos inoidveis$

A%,ECIMENTO AERODINMICO


161/161

E#osies contDnuas em tem#eraturas elevadas, redu9em a resist3nciae am#liam os #ro6lemas de fal!a #or desligamento e rigide9 estrutural$

O efeito do aquecimento aerodin'mico so6re o sistema de com6ustDvel,deve ser considerado no #ro7eto de um avio su#ersnico$

IAE -%%

AERODINÂMICA AVIÕES

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