TV – Teoria de Voo – 2012-01-31

Aerodinâmica e Teoria de vôo

Aerodinâmica é uma ciência que faz parte da física e estuda o movimento do ar e sua interação com os corpos.

A teoria de vôo por sua vez é a aplicação da aerodinâmica ao projeto e a operação das aeronaves em geral e a dos aviões em particular

• Forma de Asa
  • Arrasto mínimo
  • Poucos redemoinhos
• Forma de Esfera
  • Muito arrasto
  • Redemoinhos
• Forma de Plano
  • Muito arrasto
  • Muitos redemoinhos

Velocidade

É uma distância percorrida por uma unidade de tempo. Na aviação além das unidades métricas como m/s e km/h são também usadas as seguintes unidades inglesas:

• Pé por minuto (ft/m)
• Milha por hora (mph)
• Nós (kt = NM/h)

Massa

Quantidade de matéria contida num corpo.

• Kg – Quilograma
• Lb – Libra (0,454 kg)

Força

Tudo aquilo que é capaz de alterar o peso de um corpo.

• Kgf – Quilograma força
• Lbf – Libra força

f = m * a => Força = Massa * Aceleração

Densidade

É a massa de um objeto por unidade de volume.

Ex: gasolina possui uma densidade igual a 0,72 kg/litro, ou seja, cada litro de gasolina pesa 0,72 kg

Trabalho

É o produto da força pelo deslocamento.

Energia

É tudo aquilo capaz de gerar trabalho.

Cinética:                                         É a energia contida em um corpo em movimento.

Potencial Gravitacional:            É a energia de um corpo em posição elevada.

Energia de pressão:                    É a energia de um liquido sob pressão

Potência

Trabalho produzido por uma unidade de tempo

p = f * v => Potência = Força * Velocidade

Geralmente media em HP

1 HP = 33.000 foot-pounds per minute.

Aceleração

Variação da velocidade por unidade de tempo.

Momento, Torque ou Conjugado

É tudo aquilo que pode causar reação.

Pressão

É a força por unidade de área.

Primeira lei de Newton – Inércia

Todo corpo tem a tendência de permanecer em repouso ou em movimento retilíneo uniforme.

Segunda lei de Newton – Gravitação Universal

Essa lei afirma que a aceleração é diretamente proporcional a força aplicada e inversamente proporcional a massa do corpo.

Terceira lei de Newton – Ação e Reação

A toda ação corresponde uma reação em intensidades igual e sentido contrário.

Velocidade Absoluta

Velocidade de um corpo medida em relação a terra.

Velocidade Relativa

Velocidade medida em relação a outro corpo.

TV – Teoria de Voo – 2012-02-07

Lei dos gases

Densidade constante

A pressão AUMENTA proporcionalmente ao aumento de temperatura.

Pressão constante

A densidade DIMINUI proporcionalmente ao aumento de temperatura.

Temperatura constante

A densidade AUMENTA proporcionalmente ao aumento de pressão.

Altitudes

Altitude Verdadeira

É a altitude real que a aeronave se encontra em relação ao nível do mar. Voo usando altitude.

Ajuste QNH – Voo usando Altitude.

Altitude Pressão

É a altitude baseada na pressão atmosférica padrão 1013f hPa.

Ajuste QNE – Voo usando FL (Flight Level)

Altitude Densidade

É a altitude baseada na densidade do ar da Atmosfera Padrão. Ë usada para especificar o teto de subida, que é a altitude máxima que o avião pode atingir.

 

 

TV – Teoria de Voo – 2012-02-14

Escoamento

É o movimento de um fluido gasoso ou líquido, pode ser de 2 tipos:

1. Laminar ou Lamelar
2. Turbulento ou Turbilhonado

Quantidade de Escoamento

Quanto menor o diâmetro do tubo de escoamento maior será a pressão e velocidade.

Pressão estática                     É aquela que não depende do movimento do fluído.

Pressão dinâmica                  É aquela causada pelo impacto do ar.

Pressão Total                          É a somas das pressões dinâmicas e estáticas.

Velocímetro

Apresenta a velocidade INDICADADA – VI

Utiliza um tubo de pitot para calcular a diferença entre a pressão dinâmica e estática.

Vermelho                        VNE – Velocidade NUNCA exceder

Amarelo                          Velocidade em Ar Calmo

Verde                               Velocidade em Ar Turbulento

Branco                             Velocidade com Flaps

Velocidade INDICADA – VI

É a velocidade indicada pelo velocímetro, ao qual é a correta para um avião voando ao nível do mar, na atmosfera padrão.

Velocidade AERODINÂMICA – VA

É a velocidade do avião em relação ao ar.

Ela é também denominada Velocidade Verdadeira e deve ser usada nas formulas matemáticas de Teoria de Voo.

Para navegação aérea, a VA ainda NÃO é a velocidade real do avião.

É necessário corrigi-la em função do vento atmosférico a fim de obter a velocidade em relação ao solo.

 

 

A VA aumenta na razão 2% para cada 1.000’.

Ex:

	1000’	2000’	3000’
VI	200 kts	200 kts	200 kts
VA	204 kts  (+2%)	208 kts  (+2% x 2 = +4%)	212 kts (+2% x 3 = +6%)

 

Velocidade SOLO – VS

Velocidade da aeronave em relação ao SOLO.

Vai ser diferente da VA caso haja vento de proa ou de cauda.

Velocidade CALIBRADA – VC

É a velocidade calibrada, corrigida para os erros de instalação do pitot e instrumento.

Teoria de Bernoulli

“Um aumento na velocidade de um fluido em escoamento causa uma redução na pressão estática

Tubo de Venturi

Uma aplicação do teorema de Bernoulli.

É usado nos falecidos carburadores dos veículos.

 

 

 

 

TV – Teoria de Voo – 2012-02-28

Ângulo de ataque crítico

É o ângulo de ataque onde a sustentação atinge o valor máximo num determinado ângulo.

Fórmula da Sustentação

L = ½ * P * V² * S * CL

L = Sustentação
P = Densidade do Ar
V = Velocidade
S = Área da asa
CL = Coeficiente de Sustentação

Observação: A forma mais fácil de ganhar sustentação é aumentando a velocidade, picando a aeronave.

Fórmula do Arrasto

D = ½ * P * V² * S * CL

D = Arrasto
P = Densidade do Ar
V = Velocidade
S = Área da asa
CD = Coeficiente de Arrasto

Observação: É a mesma fórmula da sustentação.

Arrasto Induzido

É o arrasto que ocorre na ponta da asa, pela diferença entre a maior pressão no intra-dorso e a menor pressão no extra-dorso. O ar vai tender, por diferença de pressão a ir de baixo para cima da asa, criando um vórtex, uma turbulência.

Arrasto Parasita

É o arrasto da aeronave em relação ao movimento

É gerado por superfícies que não geram forças úteis ao voo.

TV – Teoria de Voo – 2012-03-14

Eixos e comandos

Vertical                                        Guinar Guinagem

Lateral                                         Picar / Cabrar                                          Arfagem / Tangem

Longitudinal                               Rolar    Rolagem / Rolamento / Bancagem

TV – Teoria de Voo – 2012-03-26

GMP – Grupos moto propulsores

Tração

Aviões a hélice, a hélice puxa ou “cava” o ar e puxa o avião para frente.

Empuxo

Aviões a reação tem. O motor comprime o ar e “empurra” ele para fora.

Grupo Moto Propulsor é o conjunto dos componentes que fornece a tração/empuxo necessários para movimentar a aeronave.

Diferença entre motores a pistão / reação:

Os motores a reação são baseados na 3ª lei de Newton (Ação e reação).

Os motores a pistão também contam a 3ª lei de Newton, na combustão dentro da câmara de combustão, porém ele depende inteiramente da combustão, se ela não acontecer não há energia disponível para a tração, ao contrário dos motores a reação, onde a combustão é acessória e em teoria, não seria necessária para gerar o empuxo.

Tipos de potência

Potência Efetiva

É a potência medida no eixo da hélice.

É medida com o dinamômetro, varia da marcha lenta, até a potência máxima.

Potência Nominal

É o que está escrito no manual do motor.

É a potência efetiva, máxima para qual um dado motor foi projetado. Encontra-se nas especificações do motor.

Depende do passo da hélice que estiver em uso.

Potência Útil

É a potência de tração que a hélice fornece ao avião.

 

Tipos de Hélice

Passo Fixo

É feita em uma peça inteira, tem o mesmo passo em todas as fases de voo.

É projetada para ter um rendimento médio em todas as fases de voo,

Passo Ajustável

Seu passo pode ser ajustado pelo mecânico em solo.

É igual a uma hélice de passo fixo, só que o passo é ajustável.

Passo Controlável

Seu passo pode ser ajustado em voo.

O piloto  ajusta o passo da hélice para cada fase de voo.

Manual

O piloto executa o controle do passo.

Contrapesos

O passo é automaticamente controlado por meio de contrapesos que funcionam por ação de força centrifuga.

Governador

O passo é controlado automaticamente por um mecanismo elétrico ou hidráulico denominado governador.

São chamadas também de “Hélice de Velocidade Constante”.

Passo da Hélice

Passo é o avanço produzido por uma hélice a cada rotação.

Passo teórico

Seria o avanço que a hélice teria se o ar fosse um sólido.

Passo efetivo

É o avanço que a hélice tem efetivamente no ar, que é um fluido.

Torção / Angulação da Pá

Serve para deixar tração ao longo da extensão da pá mais uniforme.

A velocidade da ponta da asa (e a força necessária) é muito maior.

 

Passo Chato

É quando o ângulo de ataque da pá da hélice é zero, ou seja, a pá não exerce tração.

A hélice vira uma “parede” funcionando como um freio aerodinâmico.

Passo Mínimo / Passo Máximo

É a quantidade de areia, versus a quantidade de “pazadas”.

Mais pazadas com quantidades menores de areia, cava o buraco mais rápido do que pazadas cheias de areia, mas com poucas pazadas.

Passo mínimo = máximo RPM

Havendo um passo mínimo (muito pequeno) o motor terá de rodar mais, maior RPM.

Gera mais tração disponível. É usado na decolagem.

O avanço é maior por que a hélice vai girar mais.

Passo máximo = Mínimo RPM

Havendo um passo máximo (muito grande) o motor terá de rodar menos, menor RPM.

Como o aumento do passo, a hélice precisará girar menos, e o motor precisará girar menos, precisando de menos potência, e economizando combustível.

 

Propelor Wash

É o fluxo de ar gerado pela propulsão da hélice.

O ar, sendo empurrado circularmente pelo cavar da pá, vai bater na deriva (estabilizador vertical), provocando uma guinada conforme se aumenta a RPM.

 

 

TV – Teoria de Voo – 2012-01-31

Velocidades

VNE – Velocidade Never Exeed  – Traço vermelho no

VNO – Velocidade Normal Operation – Área verde do velocímetro

Voo Planado

VG – Velocidade de Glide / Planeio

 

TV – Teoria de Voo – 2012-04-23

Estabilidades da Aeronave

Uma aeronave possui  três tipos de estabilidade:

1. Longitudinal Cabrar ou Picar
2. Lateral Rolar ou Bancar
3. Direcional Guinar

Equilíbrios Aerodinâmicos

Estável

Tende a permanecer em equilíbrio.

Se levar uma “rajada” tende a voltar a voar em equilíbrio.

Ex: Cone de pé (Apoiado na base) = Fica parado, ou seja, é estável.

Indiferente

Tende a se afastar do equilíbrio, mas fica afastado da mesma forma.

Mantém o que a “rajada” fizer com o avião, se alterar o pitch em 10º, fica nos 10º.

Ex: Cone de ponta cabeça (Apoiado pela ponta) = Não fica parado em pé, ou seja, é instável.

Instável

Tende a se afastar cada vez mais do equilíbrio.

Se levar uma “rajada” o pitch é alterado em 10º, e vai aumentando indefinidamente.

Ex: Cone de ponta cabeça (Apoiado pela ponta) = Não fica parado em pé, ou seja, é instável.

 

Estabilidade Longitudinal e Lateral

Estabilidade em relação aos eixos longitudinal e lateral da aeronave.

• Longitudinal: Tendência de: Cabrar e Picar
• Lateral: Tendência de: Rolar ou Bancar

Tendência ESTÁTICA em relação ao equilíbrio

É a tendência estática, ou seja, sem a interferência do piloto.

Um avião pode ser:

• Estaticamente ESTÁVEL
• Estaticamente INDIFERENTE
• Estaticamente INSTÁVEL

 

Relação Centro de Gravidade / Peso cauda

Quando a cauda é LEVE o avião é estaticamente ESTÁVEL

Quando a cauda é PESADA o avião é estaticamente INSTÁVEL

Em outras palavras:

Se a resultante de sustentação (asa + estabilizador vertical) ficar A FRENTE do CG, teremos a cauda mais “PESADA”, ou seja: INSTABILIDADE.

Se a resultante de sustentação (asa + estabilizador vertical) ficar ATRÁS do CG, teremos a cauda mais “LEVE”, ou seja: ESTABILIDADE.

 

Tendência DINÂMICA em relação ao equilíbrio

É a tendência do equilíbrio em relação aos comandos do piloto, ou seja, como o avião se comporta aos comandos dinâmicos.

Em conclusão uma aeronave pode ser:

• Estaticamente ESTÁVEL
  • Dinamicamente ESTÁVEL
  • Dinamicamente INDIDERENTE
  • Dinamicamente INSTÁVEL
• Estaticamente INDIFERENTE
• Estaticamente INSTÁVEL

 

Influência na Estabilidade Lateral

OBS: estabilidade lateral é somente dinâmica, não existe estabilidade lateral estática.

Diedro

Diedro Positivo:               Lateralmente EQUILIBRADO

Diedro Negativo:             Lateralmente DESEQUILIBRADO

Diedro Neutro:                 Lateralmente INDIFERENTE

Efeito de Quilha (em relação ao vento lateral)

Diretamente ligado ao quanto de massa existe acima ou abaixo do CG.

Área atrás do CG é maior:                Lateralmente EQUILIBRADO

Área a frente do CG é maior:               Lateralmente DESEQULIBRADO

Efeito de Fuselagem

É o quanto a fuselagem prejudica a passagem de vento lateral de um lado para o outro.

Muita área acima da asa:                Lateralmente DESEQULIBRADO

Muita área abaixo da asa:               Lateralmente EQUILIBRADO

 

Enflechamento

Enflechamento Positivo:                Lateralmente EQUILIBRADO

Enflechamento Negativo:                Lateralmente DESEQULIBRADO

Distribuição de Peso

Quanto maior o peso acima ou abaixo do plano das asas, maior a INSTABILIDADE.

No avião de asa alta, o peso da fuselagem abaixo da asa funcionará como um “pendulo” balançando, mas tendendo ao equilíbrio.

 

DICA: coisas principais para o piloto se preocupar:

1. Velocidade = Energia
2. Bolinha centrada

 

Regras Básicas

1. Pilotar
2. Navegar
3. Comunicar