Conhecimentos Técnicos

O que é uma aeronave?

“Todo aparelho capaz de navegar e se sustentar no ar”

As aeronaves são classificadas em:

1. Aerostatos
   1. Mais leves do que o ar: Balões / Dirigíveis
2. Aerodinos
   1. Mais pesados que o ar: Aviões / Helicópteros / Asadeltas / etc..
   2. São aeronaves baseadas no princípio de Arquimedes: “Todo corpo mergulhado em fluido recebe um empuxo para cima igual ao peso do fluido deslocado”.
   3. São aeronaves baseadas na 3ª lei de Newton: (A toda ação corresponde uma reação igual e contrária).
   4. Aviões e planadores são aerodinos de asa FIXA.
   5. As asas criam por efeito aerodinâmico uma força chamada SUSTENTAÇÃO.
   6. Helicópteros e Aerogiros são aerodinos de asa ROTATIVA.

Componentes de um avião

1. Estrutura
2. Grupo Moto-Propulsor
3. Sistemas

Estrutura

Corpo ou carcaça que dá forma ao avião, aloja tripulação, passageiros e os demais componentes do avião.

As principais partes da estrutura são:

• Asas
• Fuselagem
• Empenagem (Cauda)
  • Estabilizador Vertical (Deriva)
    • Leme Direcional
  • Estabilizador Horizontal
    • Profundor
  • Superfícies de Controle (Asas / Aletas)

Empenagem (Cauda)

Estabilizador Vertical ou Deriva

Leme Direcional (parte móvel do estabilizador vertical)

Estabilizador Horizontal

Profundor (parte móvel do estabilizador horizontal)

Superfícies de Controle

Aileron (fica na ponta da asa)

Flap (fica mais próxima a raiz da asa)

Esforços Aerodinâmicos

1. Tração
2. Compressão
3. Flexão
   1. Tração em cima + Compressão em baixo
4. Cisalhamento
5. Torção

Materiais Aerodinâmicos

Os materiais da estrutura devem ser leves e resistentes.

Os mais utilizados são: liga de alumínio, porém há aeronaves fabricadas cm tubos de aço soltados e recobertos com tela (tecidos leves com revestimentos de resina). Há também aviões fabricados com plástico, e revestido com fibra de vidro (material composto) e carbono, e até kevlar (revestimento de coletes a prova de bala).

Asas

As asas têm finalidade de produzir a sustentação necessária ao vôo.

Asas Enteladas

1. Extra Dorso (Cambra Superior) Parte de cima da asa.
2. Intra Dorso (Cambra Inferior) Parte de baixo da asa.
3. Nervura Dá o formato aerodinâmico do perfil da asa.
4. Longarinas Prende as nervuras da asa (vai da raiz até a ponta da asa).
   Suporta os esforços de flexão (tração e compressão) da asa.
5. Montantes Suporta a compressão da asa nos intervalos de nervura.
6. Tirantes Amarras entre as nervuras para suportar esforços de tração.
7. Bordo de ataque Parte da frente do perfil, que primeiro faz contato com o ar.
8. Bordo de fuga Parte traseira  do perfil, que primeiro faz contato com o ar.
9. Reforçadores Parecem com mini Longarinas.

Asas Metálicas ou Composite

Não possuem montantes e tirantes. O metal suporta os esforços aerodinâmicos da asa sem a necessidade dos montantes ou tirantes.

1. Suporte da asa Vai da base da fuselagem ao ponto médio da asa.
   Ajuda na resistência aos esforços de flexão na asa.

Classificação dos aviões quanto às ASAS

Esta posição se dá quanto à posição de localização das asas em relação à fuselagem.

1. Asa BAIXA
2. Asa MÉDIA (ou intermediária)
3. Asa ALTA
4. Asa PARASOL (separada da fuselagem, ligada por montantes/suportes)

Classificação dos aviões quanto a FIXAÇÃO

1. CANTILEVER A asa está presa na fuselagem apenas pela raiz. Não possuem suporte.
2. SEMI-CANTILEVER A asa está presa na fuselagem pela raiz, mas possuem suporte.

Cantilever                  É um tipo de construção apoiado em um só ponto.

Classificação dos aviões quanto ao NÚMERO DE ASAS

As asas são dividas em 2 semi-asas, ou seja, cada avião possui PELO MENOS duas semi-asas.

1. MONO Plano 1 conjunto de asas
2. BI Plano 2 conjuntos de asas
3. TRI Plano 3 conjuntos de asas

Classificação dos aviões quanto a FORMA DA ASA

1. Retangular
2. Trapezoidal
3. Elíptica
4. Delta

Fuselagem

É a estrutura principal ou corpo da aeronave (também conhecido como “charuto”).

• Treliça Usa treliças, mais usada em aviação leve
• Monocoque Conta com o revestimento do avião para sustentar os esforços
  Possui apenas “cavernas” e “revestimento”
  Não possui “longarinas” e “vigas”
• Semi-monocoque Conta com uma estrutura mais complexa  usando mais componentes.
  Utiliza “longarinas” e “vigas” para dar forma a fuselagem

 

Avião:   Asa fixa

Helicóptero:    Asa rotativa

Superfícies de Contato

Flaps

Dispositivo HIPER-sustentador. Aumenta a sustentação. Fica no bordo de fuga , próximo à raiz da asa.

Tipos de flaps

1. Simples
2. Ventral Só a parte ventral do flap desce
3. Com fenda
4. Fowler

Slats

Dispositivo de HIPER-sustentação auxiliar. Fica localizado no bordo de ataque.

Permite a asa operar em um maior ângulo de ataque, provendo maior escoamento.

Slot

É uma cavidade que permite maior escoamento para a asa mesmo com altos ângulos de ataque.

Spoiler ou Speed breaks

Quebram a sustentação da asa. Ficam no Extra-dorso da asa.

Motores

Para que uma aeronave permaneça em voo com velocidade constante, deve haver um empuxo igual e em direção oposta ao arrasto aerodinâmico da aeronave.

Este empuxo é fornecido por um motor térmico.

Todos os motores térmicos têm a capacidade de converter energia calorífica em energia mecânica.

Tipos de motores

TIPO	PRINCIPAL MÉTODO DE COMPRESSÃO	FLUÍDO DE TRABALHO DO MOTOR	FLUÍDO DE TRABALHO DA PROPULSÃO	OBS
TURBOJATO	Compressor a turbina	Mistura de ar-combustível	O mesmo trabalho do motor	São os motores dos aviões de caça.
TURBO-FAN	Compressor a turbina	Mistura de ar-combustível	O mesmo trabalho do motor	Usado nos aviões comerciais. Possui um “FANzão”.
TURBO-HÉLICE	Compressor a turbina	Mistura de ar-combustível	Mistura de ar-combustível	Possui uma caixa de redução onde o eixo da turbina gira a hélice.
ESTATO REATOR	Ar de impacto devido a alta velocidade de voo	Mistura de ar-combustível	Mistura de ar-combustível	Mísseis V1 da 2ª Guerra.
ALTERNATIVO	Alterna ação de pistões	Mistura de ar-combustível	Ar ambiente
FOGUETE	Compressão devido à combustão	Mistura oxidador combustível	Mesmo do trabalho do motor	Funcionam no espaço sem ar.

 

Motores a combustão

• Combustão EXTERNA Ex: Caldeiras de Maria fumaça.
• Combustão INTERNA Ex: Carros

DAC: “impulsiona grandes massas de ar a velocidades pequenas”.

Motores a pistão

• Aeronaves de pequeno porte
• Baixas altitudes

OBS: Motor radial

1. Grande área frontal
2. Boa relação peso x potência (Leves e Potentes)

   

 

Motores Turbo-hélice

• Ideal para velocidades e altitudes intermediárias

  

Motores a reação

Turbo-Fan

• Mais eficiente
• Mais econômicos

  

Turbo-Jato

• Mais potentes

  

Qualidades de um motor aeronáutico

1. Eficiência Térmica
2. Leveza
3. Facilidade de manutenção e durabilidade
   1. Inspeções Visuais
   2. Inspeções Periódicas
   3. Revisões gerais
4. Economia do motor
   1. Consumo Horário 23 litros / hora
   2. Consumo Específico 0,2 Litro / HP / hora
5. Equilíbrio do Conjugado do motor
6. Excesso de Potência na Decolagem
7. Pequena Área Frontal

 

Mistura ar-combustível

Mistura	Relação ar / combustível	Observação
Mistura INCOMBUSTÍVEL Mais que RICA	05,5 kg AR / 1 kg GASOLINA	Falta AR / Sobra GASOLINA
Mistura RICA	10    kg AR / 1 kg GASOLINA	Sobra gasolina não queimada
Mistura Quimicamente CORRETA	15    kg AR / 1 kg GASOLINA	Queima todo combustível
Mistura POBRE	20    kg AR / 1 kg GASOLINA	Sobra AR sem ser queimado
Mistura INCOMBUSTÍVEL Mais que POBRE	25    kg AR / 1 kg GASOLINA	Sobra AR / Falta GASOLINA

Potência x Eficiência

Maior potência = Menor Eficiência

Maior Eficiência = Menor Potência

 

Eficiência Térmica

Num motor a combustão, de 25% a 30% da mistura AR-COMBUSTÍVEL é utilizada na produção de energia mecânica.

Em um motor elétrico, a eficiência é de 90%, mas o motor é muito pesado.

Equilíbrio do conjugado do motor

É o quanto o motor vibra. Com o movimento dos pistões há vibração. Esta vibração precisa ser equilibrada pelo eixo de manivelas (virabrequin).

Maior potência de decolagem

Motores aeronáuticos DEVEM manter potencia máxima por pelo menos 5 MINUTOS.

Durabilidade e Facilidade de Manutenção

Os motores aeronáuticos DEVEM atender à requisitos para homologação.

Inspeções visuais

Inspeções feitas pelo próprio piloto.

Inspeções Periódicas

Inspeções realizadas pelos mecânicos, em geral entre 25 a 50 horas.

Revisões Gerais

TBO = Time Between Overhall

Normalmente em motores a pistão gira em torno de 2.000 horas.

Economia do motor

Consumo Horário

É o consumo por hora de voo.

23 litros / hora

Consumo Específico

É o consumo por hora de voo em relação a potência gerada (não é muito usado)

0,2 Litro / HP / hora

Motores a pistão

Motor Capado:              Entre 550 Rpm e 750 Rpm

Marcha Lenta:               1.000 Rpm

Voo Cruzeiro:                 Normalmente 2.300 Rpm a 2.500 Rpm. Depende da hélice e da mistura.

Sistema de Alimentação

Sistema de Indução

Admite filtra e aquece o ar se necessário.

O ar frio em grandes altitudes pode conter umidade ou gelo. Por isso precisa ser aquecido.

Sistema de Alimentação – Super Alimentação (opcional)

Responsável pelo fornecimento de mistura ar-conbustível para o motor.

Super alimentação: É o motor TURBO

 

Motores a combustão

São divididos em 2 grandes grupos:

Motores 4 tempos

Cada cilindro possui 4 tempos de funcionamento:

1. Admissão da mistura ar-combustível
2. Compressão da mistura
3. Explosão
4. Exaustão

   

Ver:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_de_combust%C3%A3o_interna

OBS: A ANAC adora confusões entre o PMA (Ponto médio alto) e PMB (ponto médio baixo)

Motores 2 tempos

Possui apenas 2 tempos de funcionamento

1. Admissão
2. Explosão

Torque

Esforço rotacional sobre o eixo da hélice

Potência

Medida em HP. É trabalho por unidade de tempo. 1 HP = levantar 76 kgf a 1 metro de altura.

Cilindrada

É o volume de ar-combustível que cabe no espaço entre o PMB e o PMA.

Ex: se 1 motor de 6 cilindros tem uma cilindrada de 3.600 cc. Significa que cada cilindro tem 600cc.

Rendimento (ou eficiência)

Indica o quanto o motor aproveita o combustível para produzir energia mecânica.

Um motor térmico tem uma eficiência de 20% a 30%.

Um motor elétrico tem uma eficiência de 90%, mas perdem na relação peso/potência.

Taxa de compressão

Quanto o pistão consegue comprimir na câmera de combustão.

É o volume da cilindrada dividido pelo volume da câmera de combustão.

Motores aeronáuticos têm em média 8:1 – o Volume da cilindrada é 8 vezes maior que o volume da câmera de combustão.

Eficiência da hélice

Quando a velocidade de deslocamento da aeronave, somada a velocidade de rotação da hélice SOMADAS, supera a velocidade do som, a hélice estola, e não produz tração, apenas arrasto.

Potências do Motor

Potência teórica

É determinada pelo calorímetro. Qual a capacidade do combustível gerar calor.

Potência indicada – IHP – Indicated Horse power

É o que o motor vai gerar de potência SEM considerar o atrito das partes móveis.

Potência efetiva – BHP –Break horse power

É o que o motor vai gerar de potência final gerada no eixo, considerando o atrito.

É a potência líquida que vai ser despejada no eixo.

Potência Máxima

É a potencia máxima que o motor pode dar.

Nos motores aeronáuticos é garantida por apenas 5 min.

Potência Nominal (ou máxima contínua)

É a potência líquida que vai ser despejada no eixo.

É a potencia que pode ser usada continuamente.

Potência Útil ou Potência de Tração – THP – Thrust Horse Power

É a potência efetiva multiplicada pela eficiência da hélice.

A hélice gera potência com a inércia do movimento da hélice.

Ex: rendimento da hélice 85% – Potência Útil = Potencia Efetiva x 85%.

Combustível

Propriedades da Gasolina

1. Alto Poder Calorífico
2. Volatilidade
3. Poder anti-detonante

Tipos de Combustão

1. Combustão Normal
2. Pré-ignição
3. Detonação

Lubrificação

Tem como objetivo evitar o atrito.

Funções do óleo lubrificante

1. Viscosidade
2. Ponto de congelamento
3. Ponto de fulgor (pegar fogo)

Viscosidade

Resistência que o óleo oferece ao escoamento.

Viscosidade é densidade.

Ponto de congelamento

É a temperatura que o óleo congela. Ponto que o óleo deixa de escoar.

Ponto de fulgor

Ponto que o óleo se inflama temporáriamente

Sistema Elétrico

Tensão

É o potencial que os elétrons livres no pólo negativo, tem de se ligarem aos prótons livres no pólo positivo.

Corrente

É o caminho seguido pela corrente elétrica. Vai do negativo para positivo.

Resistência

É algo que consome a tensão na corrente elétrica.

 

Fórmula que a ANAC gosta:

V = I * R

V = Tensão (em volts)
I = Corrente (em amperes)
R = Resistência (em “Omns”)