Análise sobre os fatores contribuintes à perda de eficiência do rotor de cauda e métodos de prevenção em aeronaves de asas rotativas de configuração simples

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UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTACATARINA ALEXANDRE XIMENES KNUPP

ANÁLISE SOBRE OS FATORES CONTRIBUINTES À PERDA DE EFICIÊNCIA DO ROTOR DE CAUDA E MÉTODOS DE PREVENÇÃO EM AERONAVES DE ASAS

ROTATIVAS DE CONFIGURAÇÃO SIMPLES

Palhoça 2018

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ALEXANDRE XIMENES KNUPP

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de graduação em Ciências Aeronáuticas, da Universidade do Sul de Santa Catarina, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Ciências Aeronáuticas.

Orientadora: Professora Conceição Aparecida Kindermann, Dra.

Palhoça 2018

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ALEXANDRE XIMENES KNUPP

Esta monografia foi julgada adequada à obtenção do título de Bacharel em Ciências Aeronáuticas e aprovada em sua forma final pelo Curso de Ciências Aeronáuticas, da Universidade do Sul de Santa Catarina.

Palhoça, 21 de jun de 2018

__________________________________________ Orientadora: Profa. Conceição Aparecida Kindermann, Dra.

__________________________________________ Prof. Nome completo, abreviatura da titulação

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AGRADECIMENTOS

Dedico esse trabalho a família e amigos que sempre me apoiaram. Também gostaria de dedicar aos Professores que transmitiram seus conhecimentos e assim puder chegar à conclusão deste.

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RESUMO

Esta pesquisa teve como objetivo compreender as principais panes causadoras de acidentes aeronáuticos relacionados ao rotor de cauda e a análise sobre os fatores contribuintes à perda de eficiência do rotor de cauda (LTE) em aeronaves de configuração simples e seus métodos de prevenção, de modo a reduzir o número de incidentes e acidentes aeronáuticos para um mínimo aceitável, aumentando a segurança de voo. Caracteriza-se como uma pesquisa exploratória e descritiva com procedimento bibliográfico e documental por meio de livros, artigos, reportagens, regulamentos, instruções suplementares, divulgações operacionais, manuais de treinamento e relatórios finais de acidentes, buscando então informações para tomada de decisão ao longo de toda a pesquisa. A abordagem utilizada foi qualitativa, por se basear na realidade para compreensão dos fatores que contribuíram com as ocorrências. Ao finalizar a pesquisa, pôde-se constatar que a falta de treinamento da tripulação de voo, no que tange à simulação de condições de risco e à recuperação dessas condições, e a não observância às limitações das aeronaves faz com que os fatores humanos e organizacionais contribuem em boa parte para as ocorrências de incidentes e acidentes aeronáuticos em toda aviação de asas rotativas, seja ela RBAC 91 (aviação geral) ou RBAC 135 (operações por demanda).

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ABSTRACT

This research had as goal the analysis of the contributing factors that could lead to the loss of tail rotor effectiveness (LTE) on standard rotor configuration aircrafts, and methods that could prevent them from happening, in a way those incidents and accidents could be reduced to an acceptable level, increasing the flight safety. This research has the characteristics of the bibliographic and exploratory research, as it was based on books, articles, reports, regulation, safety alerts, safety notices, flight training guides and final reports, searching for information helping through the decision making process of this research The approach of this research was qualitative, as it was based on reality and comprehension of the factors that led to the occurrences. By the end of this research, it is safe to say that the lack of training of flight crews, meaning simulating unsafe conditions and recovery techniques, and the non-compliances of the limitations presented in the Pilot operation handbooks contributed the organizational and human factors to incidents and accidents among all aviation, meaning to general aviation (RBAC 91) and demanded aviation (RBAC 135).

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LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 - O parafuso voador de Leonardo Da Vinci ... 7

Figura 2 - Aerodinâmica ... 8

Figura 3 - O coaxial de Cornu ... 9

Figura 4 - PCA-2, o primeiro autogiro a fazer um voo transcontinental, pousando na Califórnia, em 1931. ... 10

Figura 5 - Hanna Reitsch aos comandos do FW 61 em Berlin ... 11

Figura 6 - R-4 pertencente à Força Aérea Britânica, utilizado para treinamento, em 1945. ... 11

Figura 7 - Os eixos imaginários... 13

Figura 8 - Ilustração do teorema de Bernoulli ... 16

Figura 9 - O fluxo de ar em um aerofólio ... 16

Figura 10 – Vortex de ponta de pá ... 17

Figura 11 - Ilustração de uma deriva vertical ... 19

Figura 12 - Quadrantes críticos de vento ... 20

Figura 13 - Azimutes críticos do LTE por Weathercock stability... 21

Figura 14 - Azimutes críticos do LTE por Weathercock stability... 22

Figura 15 - Rotor de cauda Fenestron ... 26

Figura 18 – Carta de hover IGE ... 29

Figura 19 – Full flight simulator AS350 ... 30

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LISTA DE ABREVIATURAS

ANAC – Agência Nacional de Aviação Civil

CENIPA – Centro de Investigação e Prevenção de Acidentes Aeronáuticos D.C – Depois de Cristo

EC - Eurocopter

FAA – Federal Aviation Administration HP – Horse power

hPA – Hectopascal IGE – In ground effect KT – Knot

LTE – Loss of tail rotor effectiveness

METAR – Meteorological Aerodrome Report OGE – Out of ground effect

RBAC – Regulamento Brasileiro da Aviação Civil

SERIPA – Serviços Regionais de Investigação e Prevenção de Acidentes Aeronáuticos

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ... 10

1.2 OBJETIVOS ... 10

1.3 JUSTIFICATIVA ... 11

1.4 METODOLOGIA ... 11

1.4.1 Natureza da pesquisa e tipo de pesquisa ... 12

1.4.2 Materiais e métodos ... 12

1.5 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO ... 13

2 INÍCIO DA AVIAÇÃO DE ASAS ROTATIVAS ... 7

3 AS PANES RELACIONADAS À DISPOSIÇÃO TRADICIONAL DE ROTORES .. 13

3.1 OS COMANDOS DE VOO DAS AERONAVES DE ASAS ROTATIVAS ... 13

3.2 AERODINÂMICA DOS ROTORES ... 14

3.2.1 Sustentação ... 15

3.2.2 Princípio de Bernoulli ... 15

3.2.3 O funcionamento dos rotores com vento turbilhonado ... 17

3.3 PERDA DE EFICIÊNCIA DO ROTOR DE CAUDA (LTE) ... 18

3.3.1 Deriva vertical ... 18

3.3.2. Os casos de LTE ... 19

4 MITIGAÇÃO E PREVENÇÃO DE ACIDENTES EM AERONAVES DE ASAS ROTATIVAS DE CONFIGURAÇÃO SIMPLES ... 25

4.1 AÇÕES POSSÍVEIS PARA MITIGAÇÃO DE ACIDENTES, NO ASPECTO DE ENGENHARIA AERONÁUTICA ... 25

4.1.1 Fenestron ... 25

4.2.1 Notar ... 26

4.2 MÉTODOS DE PREVENÇÃO EM AERONAVES DE ASAS ROTATIVAS DE CONFIGURAÇÃO SIMPLES. ... 28

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4.2.2 Treinamento ... 30 5 ACIDENTES RECENTES ... 32 5.1 PT-HTJ. ... 32 5.2 PR-HQB ... 33 6 CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 35 REFERÊNCIAS ... 37

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1 INTRODUÇÃO

O presente trabalho tem como objetivo a análise sobre os fatores contribuintes à perda de eficiência do rotor de cauda e métodos de prevenção em aeronaves de asas rotativas de configuração simples, buscando agregar mais conhecimento à comunidade aeronáutica, de modo a reduzir as ocorrências relacionadas aos efeitos aqui debatidos.

Atualmente, grande parte dos helicópteros, operando em território brasileiro, são de configuração convencional devido ao baixo custo operacional, entretanto esse tipo de configuração data dos primórdios da aviação de asas rotativas, e pouco se modificou no desenho dos helicópteros desde então.

Segundo o SERIPA, entre 2006 e 2015 ocorreram em média 22 acidentes por ano, totalizando 211 acidentes. 33,65% destes acidentes foram classificados como perda de controle em voo. (BRASIL, 2016). O trabalho tem como foco tratar de parte dos fatores contribuintes destes eventos, e apontar possiblidades para redução do número de ocorrências.

Não obstante, é impossível deixar de citar a filosofia SIPAER, que prega que todos os acidentes podem e ser evitados. O sistema prega que as principais bandeiras são a mobilização geral, sempre na busca do desejável “índice de zero acidente”. (BRASIL, 2012).

1.1 PROBLEMA DA PESQUISA

Quais as principais panes de rotor de cauda associadas a fatores contribuintes de acidentes aeronáuticos?

1.2 OBJETIVOS

1.2.1 Objetivo Geral

Compreender as principais panes causadoras de acidentes aeronáuticos relacionados ao rotor de cauda.

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1.2.2 Objetivos Específicos

- Pesquisar o complexo caminho que levou a criação da aeronave de asas rotativas;

- Identificar as principais panes relacionadas a rotores de cauda, listadas como fatores contribuintes para acidentes aeronáuticos;

- Analisar ações possíveis para mitigar acidentes, no aspecto de engenharia aeronáutica;

- Avaliar métodos de prevenção em aeronaves de asas rotativas de configuração simples

1.3 JUSTIFICATIVA

Segundo o SERIPA, entre 2006 e 2015 ocorreram em média 22 acidentes por ano, totalizando 211 acidentes. 33,65% destes acidentes foram classificados como perda de controle em voo. (BRASIL, 2016).

O trabalho tem como foco abordar as possíveis soluções de modo a mitigar as ocorrências de Loss of tail rotor effectiveness (LTE), aumentando então a consciência situacional dos pilotos. O mesmo também pode ser utilizado por parte dos operadores de modo a selecionar aeronaves menos suscetíveis ao evento.

Também, este estudo tem como função agregar conhecimento técnico ao seu público alvo, quais sejam: operadores, pilotos, empresas e qualquer outro cujo foco principal seja a operação de aeronaves dotadas de asas rotativas de modo a mitigar acidentes relacionados ao tema aqui estudado.

Esta pesquisa foi proposta devido aos anos de observação e experiência prática do autor na operação de aeronaves de asas rotativas na aviação geral e, especialmente, na instrução de voo.

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Este trabalho caracteriza-se como bibliográfico, já que busca publicações existentes para analisar os fatos, documental, devido a comparação de dados e fatos, com abordagem qualitativa, baseando-se na realidade para compreensão dos fatos. Os materiais analisados foram bibliográficos e documentais, diversos documentos sobre a aviação civil e militar, tais como: Livros sobre teoria de voo, publicações periódicas emitidas pela FAA, ANAC e CENIPA, relatórios de acidentes, circulares aeronáuticas, reportagens e matérias on-line, entre outros.

1.4.1 Natureza da pesquisa e tipo de pesquisa

Considerando os objetivos da pesquisa, optou-se por realizar uma pesquisa exploratória e descritiva, com abordagem qualitativa.

A pesquisa exploratória, conforme Marconi e Lakatos (2003, p.188), tem uma tríplice finalidade, que é “desenvolver hipóteses, aumentar a familiaridade do pesquisador com um ambiente, fato ou fenômeno, para a realização de uma pesquisa futura mais precisa ou modificar e classificar conceitos”.

O procedimento para coleta de dados caracteriza-se como bibliográfico, definido por Rauen (2002, p. 65) como a “busca de informações bibliográficas relevantes para a tomada de decisão em todas as fases da pesquisa.”. Desse modo, a pesquisa em questão visa a uma profunda investigação teórica e prática sobre cada uma das supracitadas abordagens, primordial para a análise proposta inicialmente. O procedimento documental, conforme Gil (2002), tem o objetivo de descrever e comparar dados, características da realidade presente e do passado.

A abordagem da pesquisa foi qualitativa, por se basear na realidade para fins de compreender uma situação única. (RAUEN, 2002).

1.4.2 Materiais e métodos

Os materiais analisados foram bibliográficos e documentais, diversos documentos sobre a aviação civil e militar, tais como: Livros sobre teoria de voo, publicações periódicas emitidas pela FAA, ANAC e CENIPA, relatórios de acidentes, circulares aeronáuticas, reportagens e matérias on-line, entre outros.

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1.4.3 Procedimentos de coleta de dados

Considerando a classificação proposta por Gil (2002), o procedimento de coleta de dados da presente pesquisa foi bibliográfico já que foi desenvolvida com base em material elaborado por diversos autores, constituído por livros e apostilas, e documental por consultar publicações expedidas por organizações de segurança de voo sem nenhum tipo de tratamento analítico.

1.4.4 Procedimentos de análise de dados

Os dados coletados através de pesquisa bibliográfica e documental foram analisados de forma qualitativa, de modo a embasar todo o assunto aqui discutido. “A manipulação qualitativa dos dados durante a análise é uma atividade eclética; não há uma única maneira de fazê-la. Embora se reconheça a importância de um arcabouço metodológico sólido, não se pode dispensar a criatividade do pesquisador. (TESCH 1990, apud GIL, 2002, p. 176).

1.5 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO

Além dos elementos pré-textuais e pós-textuais, este trabalho é dividido em seis capítulos. No primeiro capítulo é apresentada a introdução contendo o problema norteador, os objetivos geral e específico, a justificativa, a metodologia adotada e a estruturação do trabalho.

No segundo capítulo, apresenta um breve histórico da aviação, os grandes nomes e as máquinas que levaram à criação da máquina de asas rotativas VTOL que conhecemos hoje.

No terceiro capítulo, são apresentadas as panes mais comuns à disposição convencional de rotores, os comandos de voo das aeronaves e um breve resumo do funcionamento de um aerofólio.

São apresentadas possíveis soluções para mitigação de acidentes, no aspecto da engenharia aeronáutica e os métodos de prevenção de acidentes no que tange à literatura dos fabricantes de aeronaves e treinamento.

Também neste mesmo capítulo, são apresentados relatórios finais de acidentes cujos fatores contribuintes foram atribuídos à LTE.

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No sétimo e último capítulo são feitas as considerações finais do trabalho e, em seguida, as referências.

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2 INÍCIO DA AVIAÇÃO DE ASAS ROTATIVAS

Neste capítulo, faz-se uma apresentação sobre contexto histórico da aviação de asas rotativas.

Desde os primórdios do que conhecemos como humanidade, o voo tem sido algo exaustivamente buscado pelos seres humanos, na maior parte das vezes, sem sucesso. Não era por menos, árdua era a tarefa de imitar o voo dos pássaros, em especial do beija-flor, devido a difícil relação peso/potência, antigamente demasiadamente prejudicada por conta dos pesados e ineficientes motores a vapor.

Em 1400 D.C, um dos maiores inventores da humanidade, Leonardo Da Vinci, projetou o “Parafuso voador”, o primeiro esboço da tentativa do voo vertical que a humanidade conheceu. Seu rotor media aproximadamente dois metros de diâmetro, e a força motriz era gerada por dois homens que giravam o “parafuso” de modo a alçar voo.

Da Vinci escreveu em seu esboço: “Acho que se este instrumento como um parafuso for bem feito – isto é, feito de linho, cujos poros sejam fechados com goma – e for girado rapidamente, o mencionado parafuso fará espirais no ar e subirá alto”. (Da Vinci, apud CRUZ, 2009, p. 12).

Obviamente, o modelo nunca saiu do chão, uma vez que a carga alar (peso da aeronave dividido pela área da asa) era demasiadamente elevada, já que a base do mesmo pesava quase uma tonelada devido a densa madeira de pinheiro.

Figura 1 - O parafuso voador de Leonardo Da Vinci

Fonte: FLYNN [20--?]

Passaram-se 271 anos, até que Mikail V. Lomonosov (GABLEHOUSE, 1967) criou um pequeno modelo coaxial propulsionado por molas, nomeado

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aerodinâmica, o primeiro a resolver a problemática da correção do torque. O mesmo foi demonstrado à academia de ciências Russas, assim descreveu a publicação:

[...] o honorável conselheiro Lomonosov demonstrou sua invenção denominada ‘Aerodinâmica’ a ser usada para a finalidade de empurrar o ar por meio de asas que giram horizontalmente em direções opostas pela ação de uma mola do tipo usada em relógios, a fim de alçar a máquina às camadas superiores do ar. (GABLEHOUSE, 1967, p. 13).

Figura 2 - Aerodinâmica

Fonte: Russ (2013).

Em 1907, já no Século XX, foi a vez de Paul Cornu, inventor francês, prestar sua parte à humanidade na invenção do helicóptero. Cornu era construtor de bicicletas, motocicletas e automóveis, dominava a arte da construção, o que o ajudou em seu projeto. Ele construiu um modelo coaxial, propulsionado por um motor Antoniette de oito cilindros, que produzia apenas 24hp de potência. (CRUZ, 2009).

A potência era levada até os pequenos rotores (aros de bicicleta com três pequenas pás) através de uma correia que media aproximadamente 22 metros. A mesma tinha baixíssima eficiência, cerca de 25%. O modelo pairou por cerca de um minuto, entre um metro e um metro e meio. O feito foi notável, já que este foi o primeiro modelo em grande escala mais pesado que o ar a pairar. As pás para um voo bem sucedido deveriam ser alongadas, e com pouco passo. Isso permitiria um voo controlável estável. (CORNU, apud LEISHMAN; JHONSON, 2007).

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Figura 3 - O coaxial de Cornu

Fonte: Leishman e Johnson (2007, p. 11).

Até essa data, 1907, não havia nenhuma aeronave com a capacidade de mudança de passo cíclico ou coletivo. Faltava a invenção do rotor articulado, que permitiria então o batimento das pás devido à dissimetria de sustentação, evitando assim a quebra do modelo.

Em 1911, Juan de La Cierva entrou para a faculdade de engenharia civil de Madri, o que certamente o ajudou a alcançar seus grandes feitos. Mais tarde, em 1919, ele produziu um grande avião bombardeio dotado de três motores, que, pilotado por Julio Rios, veio a estolar a aeronave em seu voo teste e se acidentar. (CHARNOV, 2002).

Segundo La Cierva, a asa falhou em produzir sustentação em baixa velocidade, o que poderia ser evitado, se a asa por si só pudesse se movimentar. Um rotor instalado no topo da aeronave, a prova de stal. Foi como ele descreveu a patente de seu primeiro autogiro. O mesmo voaria em autorrotação, definido como o processo de produzir sustentação através de um rotor livre por meio de forças aerodinâmicas resultando um fluxo de ar ascendente. Enquanto o motor estivesse operando normalmente, o fluxo de ar se manteria, e seria possível produzir sustentação. Caso o mesmo falhasse, a aeronave afundaria vagarosamente, até o solo. (CHARNOV, 2002).

La Cierva produziu os modelos C1, C2, C3, mas somente o C4 conquistou o ar. O voo foi registrado no dia 9 de Janeiro de 1923, e ocorreu em um aeroclube fora de Madri, em Getafe.

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Figura 4 - PCA-2, o primeiro autogiro a fazer um voo transcontinental, pousando na Califórnia, em 1931.

Fonte: Lleishman e Johnson, (2007).

A Cierva Autogyros Company, fundada em 1925, desenvolveu girocopteros na Europa e Estados Unidos até o fim da década de 1930, quando a grande depressão econômica e o excesso de publicidade de modelos ainda em estágio inicial de desenvolvimento cessaram o avanço da empresa. La Cierva, ironicamente morreu em Dezembro de 1936, a bordo de um avião de passageiros em condições IMC, que veio a colidir contra o solo no aeroporto de Croydon. (CHARNOV, 2002).

Em 1936, em meio à Alemanha nazista, Hanna Reitsch voara o Focke-Achgelis 61 (fw 61) dentro de um hall de exposições em Berlin. O modelo pairou e executou manobras precisas demonstrando sua excelente controlabilidade, uma demonstração do poderio bélico e engenharia Alemã. O modelo era dotado de dois rotores articulados em tandem, utilizando a tecnologia desenvolvida por La Cierva. (CRUZ, 2009).

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Figura 5 - Hanna Reitsch aos comandos do FW 61 em Berlin

Fonte: Cruz, (2009).

Em 14 de Setembro de 1939, o engenheiro russo Ygor Sikorsky realizava o primeiro voo do VS-300. Nesta ocasião, Sikorsky havia adicionado dois pequenos rotores horizontais na cauda com a função de aumentar a estabilidade, e substituído o motor motor Lycoming de 75 hp pelo Franklin de 90 hp. (CRUZ, 2009).

Segundo Lima (2012, p. 33),

O U.S Army Air Corps ficou muito impressionado com a aeronave e celebrou um contrato com Sikorsky, em dezembro de 1940, para construir o helicóptero experimental conhecido como XR-4 (a aeronave voou em janeiro de 1942, tendo-se tornado a primeira de uma longa série de helicópteros produzida com o nome Sikorsky), que era maior que o VS-300 e veio a ser tornar a popular aeronave R-4, que chegou a ser utilizada no final da II Guerra Mundial.

Figura 6 - R-4 pertencente à Força Aérea Britânica, utilizado para treinamento, em 1945.

Fonte: Wikipedia. Disponível em:

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Diante de todos os grandes e importantes nomes citados, a Sikorsky helicopters é a única que ainda está no mercado. Teve grande importância no desenvolvimento do aparelho de asas rotativas, tanto por estar presente em projeto revolucionários, quanto pelo fato de ter sido o primeiro fabricante em larga escala de aeronaves de asas rotativas.

Pode-se concluir após este capítulo que grande parte do arcabouço teórico necessário ao desenvolvimento das máquinas de asas rotativas modernas foi alimentado graças à contribuição de grandes nomes como Ygor Sikorsky e Juan de la Cierva. A importância histórica destes homens e seus inventos é inquestionável.

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3 AS PANES RELACIONADAS À DISPOSIÇÃO TRADICIONAL DE ROTORES

De 1939 até os dias de hoje, pouco se mudou no projeto das aeronaves. Logicamente, houve um grande incremento da tecnologia à bordo e melhoras nos projetos no que tange à segurança de voo. A configuração tradicional de rotores permanece em grande parte dos helicópteros atuais devido à simplicidade e o baixo custo.

Neste capítulo, apresenta-se o funcionamento dos comandos de voo das aeronaves, e também são abordadas as ocorrências mais comuns envolvendo falha do sistema de anti-torque.

3.1 OS COMANDOS DE VOO DAS AERONAVES DE ASAS ROTATIVAS

Diferentemente do avião, que possui uma superfície de comando para cada ação desejada em torno dos eixos da aeronave, nos helicópteros, todas as ações são realizadas por somente duas superfícies aerodinâmicas: O rotor principal e o rotor de cauda. Esta particularidade, somado à falta de potência dos primeiros motores, fez com que projetos de aeronaves de asas rotativas fossem viáveis somete no século XX. (SILVA, 2011).

Toda a movimentação das aeronaves, independente se asa fixa ou rotativa, ocorre em torno de seus eixos, conforme pode ser visualizado na figura abaixo.

Figura 7 - Os eixos imaginários

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O eixo longitudinal é o eixo imaginário que cruza a aeronave no sentido da fuselagem. Nos helicópteros, ocorre o rolamento de rolagem, que é comandado pelo manche cíclico. O eixo lateral é o eixo imaginário que cruza a aeronave no sentido das asas. Nas aeronaves de asas rotativas, o comando também é dado no manche cíclico. O manche cíclico altera o comando das pás de maneira cíclica, de modo que enquanto em um quadrante do rotor temos ângulo de ataque maior em outro quadrante 180° defasado teremos um ângulo de ataque menor, fazendo com que a aeronave se incline, do quadrante com maior ângulo, para o quadrante de menor ângulo. (ROCHA, 2013).

O eixo vertical cruza a aeronave de baixo para cima, onde obtemos o controle direcional através dos pedais, alterando o ângulo de ataque das pás do rotor de cauda, de modo a girar a aeronave e obter o controle direcional em baixas velocidades, e o alinhamento com o vento em velocidades maiores. (ROCHA, 2013).

Além do cíclico e pedais, temos também o manche coletivo, responsável por alterar o passo das pás como um todo [coletivamente, de maneira simétrica] de modo a aumentar ou reduzir a sustentação produzida pelo rotor principal, fazendo com que o helicóptero se eleve, ou abaixe em direção ao solo. (ROCHA, 2013).

Aeronaves de asas rotativas são muito mais complexas que aeronaves de asa fixa, devido a uma particularidade: Toda a manobrabilidade provém de somente duas superfícies de comando, enquanto em aeronaves de asa fixa a manobrabilidade é feita através de superfícies diferentes.

3.2 AERODINÂMICA DOS ROTORES

Aerodinâmica é o estudo do fluxo do ar e outros gases e suas forças em aerofólios em forma de vetores. Assunto de suma importância em aeronaves mais pesadas que o ar, tanto para fins de projeto quanto para gerenciamento de voo.

Nesta seção serão tratados assuntos como a sustentação e suas componentes, o princípio de Bernoulli que e o funcionamento do rotor em ar turbilhonado.

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3.2.1 Sustentação

As pás dos helicópteros, sejam as do rotor principal ou rotor de cauda, são aerofólios, assim como as asas de um avião. De fato, por isso são chamadas asas rotativas. Diferentemente do avião, que necessita de velocidade à frente para produção de sustentação, as pás obtêm a sustentação se deslocando contra o vento relativo. (RODRIGUES, 2010).

A sustentação produzida pelos rotores é definida pela fórmula L = Cl.r.2.s.v²/s, em que L = Lift [sustentação], CL = coeficiente de sustentação, r = densidade do ar, s = área da pá, v² = velocidade do vento relativo. Observa-se, que a sustentação é proporcional ao quadrado da velocidade do vento relativo. Nota-se, então, que, uma vez reduzida a velocidade, a sustentação despenca drasticamente. No caso dos helicópteros, isso pode ocorrer reduzindo-se a velocidade à frente, a RPM dos rotores, ou operando com vento desfavorável. (ROCHA, 2013).

3.2.2 Princípio de Bernoulli

O princípio de Bernoulli prega que, uma vez que um fluido seja perturbado por um estreitamento, existirá um aumento na pressão dinâmica, e uma queda na pressão estática, permitindo assim a conservação de energia no fim do sistema. Quanto maior a velocidade de escoamento de um fluido, maior será a pressão dinâmica e menor será a pressão estática. Pressão total = Pressão estática + pressão dinâmica. (FAA, 2012, p. 2-3).

O princípio de Bernoulli descreve a relação entre a pressão e a velocidade de um fluido. O princípio ajuda a firmar a lei da conservação de energia e ajuda a explicar porque um aerofólio produz sustentação. O conceito de estados de conservação de Energia não pode ser criado nem destruído, e a quantidade de energia que entra em um sistema também deve sair. (Helicopter flying handbook, faa, p. 2-3, tradução nossa)

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Figura 8 - Ilustração do teorema de Bernoulli

Fonte: FAA helicopter flying handbook (2012, p. 2-3).

Segundo o princípio de Bernoulli, a taxa de escoamento do fluído nas três seções acima será igual, observando-se somente alteração da velocidade, conforme pode ser visto na figura acima.

Uma vez que se observa o mesmo efeito em um aerofólio, já que o extradorso tem uma área levemente maior que o intradorso, o princípio de conservação de energia é aplicável. Duas moléculas de ar que se encontram no bordo de ataque de um aerofólio, devem se encontrar novamente no bordo de fuga. Ocorre então uma redução da pressão estática e aumento da pressão dinâmica no Extradorso. Essa variação de pressão faz com que 80% da sustentação seja produzida neste local, e 20% da sustentação produzida por um aerofólio dar-se-á por conta da terceira lei de Newton, ação – reação. Uma vez que o aerofólio força uma molécula de ar contra o solo, a mesma molécula forçará o aerofólio para cima. (ROCHA, 2013).

Figura 9 - O fluxo de ar em um aerofólio

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Na parte superior do aerofólio ocorre uma aceleração do fluxo de ar, devido a área maior. Bernoulli é responsável por até 80% da sustentação. Na parte inferior, ocorre a reação (Terceira lei de Newton) uma vez que o aerofólio força o fluxo de ar para baixo, produzindo até 20% da sustentação.

3.2.3 O funcionamento dos rotores com vento turbilhonado

É evidente que quanto mais laminar o deslocamento da massa de ar ao longo dos rotores, mais eficiente será o mesmo. Entretanto, como subproduto da produção de sustentação devido à diferença de pressão entre o intradorso e o extradorso dos aerofólios, um pequeno vortex de ponta de pá conhecido como arrasto induzido é produzido. Quanto maior o ângulo de ataque do rotor e menor a velocidade de deslocamento, maiores serão os vórtices de ponta de pá. (ROCHA, 2013).

Figura 10 – Vortex de ponta de pá

Fonte: Cuzieux; Basset; Desopper, 2012.

Em pairados IGE [in ground effect], os vórtices de ponta de pá não produzem grande dano à sustentação do rotor. Entretanto, em pairados OGE [out of ground effect] e em aproximações com grandes razões de descida.

Durante este tipo de voo, os rotores empurram o ar para baixo e este mesmo fluxo sobe pelos lados, provocando vórtices ao longo de toda lateral e no centro do disco do rotor. Uma vibração e ruído são característicos dessa situação, “avisando” que as asas estão em um pré estol. Se houver a

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necessidade de aplicação de comando coletivo aumentando o passo das pás ou um brusco flare, poderá ocorrer o estol de turbilhonamento. (ROCHA, 2013, p. 82).

Este tipo de situação é grave, já que, uma vez que o rotor passa a aspirar o próprio vortex, o mesmo causa um descolamento da camada laminar que passa pelo extradorso, causando uma queda na sustentação produzida pelo rotor principal. (ROCHA, 2013).

3.3 PERDA DE EFICIÊNCIA DO ROTOR DE CAUDA (LTE)

A Perda de eficiência do rotor de cauda é um efeito característico por forte guinada à direita, causado principalmente por altitude e densidade elevadas, carga paga elevada e baixa velocidade à frente. Nesta seção, abordaremos os principais tipos de LTE.

LTE é um fenômeno crítico, característico de baixa velocidade à frente que pode resultar em uma guinada à direita não comandada que não diminui por conta própria, e se não corrigida, pode resultar em perda completa de controle aeronave.(FAA, 1995, p. 1, tradução nossa).

Para entender o efeito, primeiro é necessário entender um pouco sobre o sistema antitorque. Levando em conta helicópteros norte americanos ou russos, nos quais o rotor principal gira no sentido anti-horário, o torque produzido pelo rotor faz com que aeronave gire no sentido horário. É necessário então a aplicação de pedal esquerdo para manter o controle direcional do helicóptero, em torno do seu eixo vertical, como explicado anteriormente em 2.2. (FAA, 1995).

A variação de empuxo produzida pelo rotor de cauda faz com que o controle direcional seja obtido. Se mais pedal esquerdo é aplicado além do necessário para se manter o controle direcional, o helicóptero iniciará uma guinada para a esquerda. Se menos pedal esquerdo é aplicado, o helicóptero iniciará giro à direita. (FAA, 1995, p. 2).

3.3.1 Deriva vertical

A deriva vertical tem como função aumentar a estabilidade direcional do helicóptero. Ela é basicamente um aerofólio, em algumas aeronaves, assimétrico, instalado de modo que o vento relativo gere empuxo o suficiente para manter o

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helicóptero alinhado com o vento relativo. Esta última afirmação é muito importante. (FAA, 1995, p. 3).

Isso quer dizer que, se a aeronave está voando em baixas velocidades com vento de proa, menos pedal de potência [pedal esquerdo no caso dos helicópteros citados acima] se faz necessário, já que a deriva manterá a aeronave alinhada com o vento.

O mesmo vale para ventos laterais, ou de cauda. A deriva fará de tudo para alinhar o helicóptero com o vento, de modo a iniciar um giro não comandado pelo piloto, solicitando aplicação de pedal. Dependendo do envelope da aeronave, isso pode não ser possível, então se inicia o giro descontrolado. (FAA, 1995, p. 3).

Figura 11 - Ilustração de uma deriva vertical

Fonte: Silva, (2011, p. 26).

Comumente, as aeronaves têm somente uma deriva. A depender do projeto, as aeronaves podem conter duas ou mais, como o EC 145 e o Bell 407.

3.3.2. Os casos de LTE

É interessante frisar que a LTE não é um problema mecânico, tampouco um rotor de cauda estolado. O problema em questão é simplesmente uma reação aerodinâmica de uma dada condição de voo causada por aspectos como vento em quadrantes desfavoráveis, velocidade baixa, elevada altitude densidade, baixa RPM, entre outros. (FAA, 1995).

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3.3.2.1 Interferência do Vórtex do disco do rotor principal

A LTE causada pelo vórtex do rotor principal, assim como nos outros tipos de LTE, acontece em velocidades abaixo de 30kt. Em curvas à direita, os vortex do rotor principal, ao incidirem em ventos nos setores de 285° a 315° do rotor principal, são levados diretamente para o rotor de cauda, podendo causar de início um aumento da eficiência do efeito anti torque, solicitando ao piloto que aplique mais pedal direito. Em dado momento, o vortex diminui o ângulo de ataque fazendo com que o rotor perca sua eficiência, pegando o piloto de surpresa, podendo já ser tarde demais para aplicar pedal esquerdo na tentativa de retirar a aeronave da condição de LTE. (FAA. 1995. p. 3).

Figura 12 - Quadrantes críticos de vento

Fonte: Helicopter Flying Handbook (2012, p. 149).

Os vortex de ponta de pá são normais e esperados já que são produtos da sustentação. Deve-se evitar o voo em baixas velocidades com curva à direita de modo a evitar a interação dos mesmos com o rotor de cauda.

3.3.2.2 LTE por Weathercock Stability

Em tradução livre, Weathercock significa galo do tempo. O termo faz referência aos antigos indicadores de direção do vento em formato de galo, muito comuns em casas antigas. O mesmo funciona exatamente do mesmo jeito que uma

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deriva vertical. Ventos de causa de 120° a 140°, assim como ventos cruzados, produzem grande mudança de ângulo de ataque da deriva vertical, fazendo com que o anti torque aplicado pelo piloto seja bastante oscilante.

Figura 13 - Azimutes críticos do LTE por Weathercock stability

Fonte: Helicopter Flying Handbook. (EUA, 2012, p.150).

A partir do momento que a deriva cria um ângulo de ataque maior perante o vento relativo, a razão de giro pode aumentar a ponto do giro não poder ser mais controlado. (FAA. 1995. p. 3).

3.3.2.3 LTE por anéis de vorticidade do rotor de cauda

Esta condição, LTE por anéis de vorticidade do rotor de cauda, é causada por ventos de través esquerdo, de 210° a 330°. Em condições normais de voo, o rotor de cauda “sopra” para a esquerda. Ventos advindos dos quadrantes acima citados fazem com que o fluxo induzido do rotor de cauda sejam empurrados novamente contra o rotor de cauda, causando variação do fluxo induzido, já que o rotor está trabalhando em ar turbilhonado. Dependendo das condições de RPM, altitude densidade, velocidade do vento e quantidade de pedal aplicado, o piloto pode não dispor de meios para controlar a guinada. (FAA, 1995, p. 3).

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Figura 14 - Azimutes críticos do LTE por Weathercock stability

Fonte: Helicopter Flying Handbook. (EUA, 2012, p 150).

Exercícios de solo com ventos de través, tanto esquerdo quanto direito, são muito comuns. O instrutor e instruendo devem ficar atentos a qualquer necessidade de aplicação de pedal cuja intensidade extrapole o normal.

3.3.2.4 – Perda de sustentação de deslocamento

A sustentação de deslocamento é um fator vital para os voos de baixa velocidade, pois, dependendo das condições de altitude densidade e peso da aeronave, o helicóptero simplesmente pode não dispor de potência necessária até mesmo para um pairado IGE. Caso o piloto esteja focado na manutenção de algum parâmetro, proa ou preocupado com algo relacionado à operação (inspeção de linhas, spray de lavouras, combate a incêndios) a aeronave pode perder a sustentação de deslocamento vindo a afundar, solicitando ao piloto aplicar 100% de potência. Vale lembrar que a sustentação é proporcional ao quadrado da RPM. Caso a RPM do rotor principal saia do arco verde de operação devido a altos ângulos de ataque, a eficiência do rotor de cauda estará mais prejudicada ainda, causando uma forte guinada à direita. (FAA. 1995. p. 7).

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3.3.2.5 Fatores contribuintes a LTE

Por mais que algumas aeronaves sejam mais suscetíveis a eventos de LTE do que outras, todas as aeronaves estão sujeitas ao efeito se operadas fora do envelope de voo recomendado pelo fabricante. O principal fator contribuinte é a incidência de ventos acima de 8kt nos setores acima discutidos em voos à baixa velocidade. Deve-se evitar a todo o custo o pairado OGE quando se existe a suspeita de ocorrência de LTE. (FAA. 1995. p. 8).

A altitude densidade elevada também é um fator forte nas ocorrências de LTE. Como a densidade do ar é reduzida, assim é a eficiência dos rotores, solicitando mais potência, então mais anti torque. Em certas condições a nível mar, com ventos fortes e peso elevado, frequentemente os pilotos se deparam com o batente de pedal de potência. Em altitudes densidade elevadas, o evento é ainda mais comum. (FAA, 2012. p. 11-20).

A rápida aplicação de potência também pode ser um fator contribuinte aos casos de LTE, especialmente em aeronaves dotadas de motores à reação, já que a resposta dos mesmos é mais defasada que a de motores convencionais. Uma rápida aplicação de passo coletivo pode causar redução da RPM dos rotores, reduzindo a eficiência do rotor de cauda, em contrapartida o torque produzido pelo rotor principal é aumentado, necessitando de mais pedal de potência. (FAA. 1995. p. 7).

3.3.2.6 Recuperação de LTE

Em todos os casos acima citados, a recuperação de LTE resume-se em aplicação total do pedal esquerdo, reduzir a potência (se a altitude permitir) de modo a necessitar de menos anti torque e ganhar velocidade à frente, de modo a permitir que o estabilizador vertical atue e o escoamento dos vortex gerados pelos rotores.

Caso ainda assim o giro não tenha sido controlado, a autorrotação é a melhor opção. (FAA, 1995, p. 8).

Com uma introdução básica sobre aerodinâmica e o funcionamento de um aerofólio, pode-se concluir com este capítulo que a LTE é causada basicamente por uma perturbação no fluxo de ar que atinge o rotor de cauda ou a deriva vertical. A perturbação no fluxo causa então uma perda de eficiência do rotor de cauda,

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causando uma guinada não comandada, ou alteração no ângulo de ataque da deriva, fazendo com que a mesma guine o helicóptero de forma não comandada pelo piloto.

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4 MITIGAÇÃO E PREVENÇÃO DE ACIDENTES EM AERONAVES DE ASAS ROTATIVAS DE CONFIGURAÇÃO SIMPLES

Desde os primórdios da aviação de asas rotativas, inúmeros tipos de rotores foram desenvolvidos. Entretanto, mesmo com o avanço da tecnologia, permitindo o nascimento de novos modelos e configurações, o modelo convencional se sobressaiu devido à simplicidade e baixo peso agregado.

A seguir, são apresentados alguns modelos de rotores que são conhecidos por sua eficiência e autoridade, associado também a sua segurança operacional elevada e também métodos de prevenção de ocorrências, tanto por parte dos fabricantes por meio de seus manuais de voo e publicações suplementares, quanto por parte de agências reguladoras, também com suas publicações suplementares.

4.1 AÇÕES POSSÍVEIS PARA MITIGAÇÃO DE ACIDENTES, NO ASPECTO DE ENGENHARIA AERONÁUTICA

Certas configurações de rotores são mais sensíveis a casos de LTE e outras ocorrências que outras. Abaixo uma seleção de alternativas plausíveis para a mitigação de ocorrências envolvendo casos de LTE.

4.1.1 Fenestron

O fenestron foi um rotor desenvolvido em 1960 devido a necessidade de um rotor de cauda mais seguro, uma vez que algumas aeronaves estavam realizando manobras de reconhecimento em terrenos acidentados, e os casos de ocorrências envolvendo o toque do rotor contra o terreno cresciam consideravelmente. (BRODERICK, 2013). Diferentemente dos rotores de cauda convencionais, que podem conter de 2 a 5 pás, dependendo do projeto, o Fenestron pode conter de 8 a 18 pás.

Pelo fato do rotor estar engaiolado dentro do estabilizador vertical, o mesmo tem sua eficiência aumentada devido à redução do vortex de ponta de pá, e

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sua segurança operacional é elevada, já que o mesmo está isolado de todo o ambiente externo. Como se não bastasse, o Fenestron pode produzir até duas vezes mais empuxo que o sistema convencional, e é um pouco mais eficiente comparando o empuxo com o mesmo nível de potência. (BRODERICK, 2013).

Figura 15 - Rotor de cauda Fenestron

Fonte: Broderick (2013).

Infelizmente, estas características tem um custo. Devido sua complexidade, o rotor é mais pesado que um rotor convencional. Além disso, devido ao maior número de pás, seu custo operacional é mais caro.

4.2.1 Notar

NOTAR, acrônimo para No Tail Rotor, é um tipo de sistema anti-toque que não dispõe de um rotor de cauda. Desenvolvido pela MacDonnel Douglas Helicopters, o sistema dispõe de uma ventoinha no interior do cone de cauda, próximo da transmissão, um cone de cauda mais largo dotado de slots, e uma janela basculante na ponta do cone de cauda. (BRODERICK, 2013).

A ventoinha produz um fluxo de ar de alto volume e baixa pressão, que fui pelo cone de cauda. Parte dele é expelido através de slots na lateral direita do cone, reduzindo a pressão estática, fazendo com que o fluxo de ar do rotor principal se adira ao perfil do cone através do efeito Coanda. Basicamente, o cone de cauda torna-se

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um aerofólio, produzindo empuxo proporcional ao fluxo induzido do rotor principal, que é soprado contra o mesmo.

Uma janela basculante no final do cone de cauda, controlada através dos pedais, provê o controle direcional.

1 – Entrada de ar, 2 – ventoinha, 3 – fluxo de ar, 4 – cone de cauda com slots, 5 – janela basculante para controle direcional, 6 – fluxo induzido do rotor principal, 7 – slots expelindo ar, criando o efeito coanda, 8 – efeito anti-torque.

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Fonte: Arquivo pessoal do autor

O controle do fluxo de ar no cone de cauda é feito através de cabos de aço polias, lincadas aos pedais de comando. Em adição, para um melhor controle direcional em voo, ao comandar os pedais o estabilizador vertical esquerdo também é movimentado.

As vantagens do sistema são claras: Não existem partes móveis de alta energia no fim da cauda, logo os riscos de acidente envolvendo foreign object ou até mesmo fatalidades envolvendo pessoal não capacitado que podem vir a se chocar contra o rotor são nulos. (BRODERICK, 2013).

4.2 MÉTODOS DE PREVENÇÃO EM AERONAVES DE ASAS ROTATIVAS DE CONFIGURAÇÃO SIMPLES.

A prevenção de acidentes é uma tarefa árdua, que demanda esforço mútuo e a ausência de segredos nem bandeiras, de modo que toda a informação gerada por qualquer órgão de prevenção do mundo é difundida no meio de modo a impactar o maior número possível de pessoas e organizações, evitando assim novos acidentes.

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4.2.1 Literatura

Poucos manuais de voo abordam a LTE de maneira mais incisiva. Felizmente, fabricantes como a Bell contam em seus manuais de voo com cartas indicando setores críticos durante voos de baixa velocidade, que devem ser evitados.

Figura 18 – Carta de hover IGE

Fonte: Canada - TSB (2013).

Outros manuais, infelizmente, não tratam o assunto com tanta seriedade. A Robinson helicopters emitiu em 2013 a safety notice 42 que trata sobre guinada não comandada. A mesma praticamente garante que os helicópteros Robinson não são suscetíveis a eventos de LTE.

A falha de um piloto em aplicar rapidamente pedais em resposta a rajadas de vento durante hover ou voos a baixa velocidade podem resultar em uma guinada não comandada. Alguns pilotos erroneamente atribuem isso a LTE, afirmando que o rotor de cauda estolou ou não foi capaz de fornecer empuxo o suficiente. Os rotores de cauda em helicópteros Robinson são projetados para ter mais autoridade que qualquer outro helicóptero, e é improvável que os mesmos experimentem LTE. (EUA, 2013, tradução nossa).

Como citado anteriormente, a Robinson Helicopter company (EUA, 2013) não dispõe de uma seção em seus manuais de voo que trate com seriedade sobre os casos de LTE. Uma carta com setores de vento a serem evitados, como as dispostas nos manuais da Bell, seria uma grande ferramenta na prevenção de casos de LTE.

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4.2.2 Treinamento

Treinamentos periódicos são ferramentas fundamentais de modo a evitar perdas humanas e materiais. Um método cujo custo operacional é efetivamente mais baixo e permite colocar os tripulantes em condições mais críticas são os simuladores de voo. Os mesmos fazem parte da rotina anual de treinamento dos pilotos de aeronaves mais avançadas, mas dentro da aviação geral não é algo tão comum.

“Se você pensa que segurança custa caro, experimente um acidente.” (Stelios Haji-Ioannou, fundador da easy-jet)

Figura 19 – Full flight simulator AS350

Fonte: Airbus (2011).

Considera-se que o uso de um simulador de voo permite colocar a aeronave em situações extremas, simulando panes graves como falhas em rotores, motores ou até mesmo LTE, em locais nada apropriados, como grandes centros urbanos. Uma resposta rápida e precisa pode definir um bom pouso ou um acidente. O adestramento prático sempre fará diferença em casos de emergência.

A divulgação operacional (DIVOP) 001/2018 fala sobre um acidente que marcou o mês de novembro de 2016. Um AS350 pertencente ao grupamento aeromóvel (GAM) da polícia militar do Rio de Janeiro pairava a 1000ft próximo da Cidade de Deus, auxiliando as equipes em terra na incursão. Um giro anti-horário foi observado e a aeronave veio a se chocar contra o solo. A aeronave estava com atitude picada de 45°e com inclinação lateral para a direita de aproximadamente 80°. “Até o

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momento, a comissão de investigação não identificou quaisquer evidências de falha ou mau funcionamento nos sistemas da aeronave”. (BRASIL, 2018).

Figura 20 - Destroços do PR-IDR

Fonte: O Globo (2016).

Tudo leva a crer que a aeronave sofreu uma perda de eficiência do rotor de cauda, e infelizmente os tripulantes não conseguiram recuperar a atitude normal de voo.

Pode-se concluir neste capítulo que existem rotores menos suscetíveis a fenômenos de LTE por particularidades em seus projetos, aumentando assim a margem de segurança operacional. Além de rotores, o investimento em literatura por parte de fabricantes ou agências na forma de informações que podem aumentar a consciência situacional e o treinamento periódico das tripulações agem aumentando de maneira considerável a segurança de voo, prevenindo então novas ocorrências.

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5 ACIDENTES RECENTES

Neste capítulo, são apresentados dois relatórios finais de acidentes nos quais a LTE foi considerada um dos fatores contribuintes.

5.1 PT-HTJ1_.

Acidente ocorrido em 1º de novembro de 2007, aeronave Bell B-206B (Jet Ranger). A aeronave Jet Ranger é famosa por seu pequeno rotor de cauda e a falta de autoridade do mesmo. É comum a relação da aeronave em questão e casos de LTE. A pressão atmosférica era considerada baixa (1007hPA) e a temperatura relativamente alta (34°c) no horário do acidente, o que contribui para a redução de efetividade do rotor de cauda (elevada altitude densidade). O vento era de cauda, o que provavelmente resultou em uma LTE por vento de cauda.

Bell B-206B – Acidente envolvendo LTE, classificado como perda de controle em voo. 1 de novembro de 2007.

A aeronave arremeteu com vento de cauda e veio a se acidentar, 100 metros depois. A temperatura do dia era de 34°c, e a pressão atmosférica era de 1007hPA. No momento da decolagem, o vento era de cauda, com intensidade de 13kt. A provavelmente aeronave entrou em uma condição de LTE por efeito de vento de cauda.

A aeronave estava com seu Certificado de aeronavegabilidade válido. A aeronave se encontrava dentro de seu envelope. Entretanto, com a pressão atmosférica baixa, e com o vento de cauda de intensidade considerável, uma grande margem de potência era necessária, agindo como fator contribuinte do acidente.

1_{Disponível em: <http://www2.anac.gov.br/segVoo/pdf/Relatorio%20PT-HTJ.pdf>. Acesso em: 06 mar,}

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5.2 PR-HQB2

Acidente ocorrido em 21 de Dezembro de 2010, aeronave Bell B-206B (Jet Ranger). A pressão atmosférica no horário do acidente era considerada alta (1015 hPA), entretanto o vento era de intensidade aproximada de 18kt, intensidade considerável caso operando com componente lateral, como foi o caso do acidente. A aeronave iniciou arremetida, e o rotor de cauda não foi capaz de prover autoridade o suficiente para evitar o giro à direita.

Bell B-206B – Acidente envolvendo LTE, classificado como perda de controle em voo.

Havia informações meteorológicas disponíveis para o piloto, referentes ao Aeroporto de Aracaju (SBAR), no momento de sua saída e de sua chegada ao Aeroclube de Sergipe. Tais informações são normalmente utilizadas pelos pilotos que operam naquele aeroclube, em razão da proximidade entre os referidos aeródromos, cerca de 09Km. Às 13:00 UTC, o METAR de Aracaju era: SBAR 211300Z 09013KT 9999 FEW020 30/23 Q1015 Apesar de o METAR daquela hora indicar que no Aeroporto de Aracaju o vento era de 090º com 13kt, o circuito interno de TV instalado no hangar da empresa operadora da aeronave indicava que havia rajadas de vento alinhado com a pista, com intensidade de aproximadamente 18kt.

Após a aproximação para a cabeceira 14 do Aeroclube de Sergipe, o piloto iniciou a operação de táxi sobre a pista principal, com vento de proa. Em seguida, ingressou em uma taxiway, divergindo 45° do rumo da pista principal. Prosseguiu no táxi até alcançar a interseção que dá acesso ao pátio de estacionamento, quando realizou uma conversão de aproximadamente 45° à direita.

Nesta condição passou a operar com uma componente lateral (esquerda) de vento, de aproximadamente 90°. Logo após o ingresso da aeronave na interseção que une a taxiway e o pátio de estacionamento, o funcionário que sinalizava a aproximação observou uma brusca mudança de atitude, seguida de uma arremetida. Concomitante à arremetida, o helicóptero iniciou uma rotação pela direita, em torno do seu eixo vertical, ultrapassando verticalmente o hangar, em um movimento elíptico, percorrendo cerca de 80m até chocar-se contra o solo em uma área de

2_{Disponível em:}

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estacionamento localizada ao lado do aeroclube. A aeronave estava dentro dos limites de peso e do centro de gravidade (CG) especificados pelo fabricante.

Foi possível concluir por meio dos relatórios finais que a não observância das limitações contidas nos manuais das aeronaves no que tange à carta de ventos, aliado a falta de treinamento periódico pode causar acidentes aeronáuticos. É possível salientar a importância da operação, respeitando o sentido dos ventos, visando arremetidas e voos à baixa velocidade com mais segurança.

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6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Esta monografia teve como objetivo geral compreender as principais panes causadoras de acidentes aeronáuticos relacionados ao rotor de cauda. E teve como base a análise bibliográfica e documental de publicações como relatórios finais, publicações periódicas emitidas pela FAA, ANAC e CENIPA, circulares aeronáuticas, reportagens e matérias de periódicos.

Os materiais analisados foram bibliográficos e documentais, diversos documentos sobre a aviação civil e militar, tais como: Livros sobre teoria de voo, publicações periódicas emitidas pela FAA, ANAC e CENIPA, relatórios de acidentes, circulares aeronáuticas, reportagens e matérias on-line, entre outros. Também contou com o embasamento teórico de autores consagrados como Ronaldo Vieira Cruz (2009), Ivan Freire Brito Rocha (2013), Paulo Rodrigues (2013 e 2015), entre outros.

Foi pesquisado o complexo caminho que levou a criação da aeronave de asas rotativas, destacando-se a importância dos grandes nomes que levaram ao desenvolvimento da aeronave de asas rotativas e as máquinas criadas por esses inventores, que formaram uma base sólida para a criação do transporte aéreo que conhecemos hoje.

Grandes nomes como Igor Sikorsky continuam no mercado de asas rotativas, inovando constantemente, trazendo cada vez mais tecnologia à bordo, prevenindo novas ocorrências.

Também foram identificadas as principais panes relacionadas a rotores de cauda, listadas como fatores contribuintes para acidentes aeronáuticos, apresentado as principais ocorrências envolvendo a aeronave de configuração tradicional de rotores. Importa destacar que as ocorrências que aconteceram no passado, podem e devem ser evitadas no cenário atual, simplesmente com apoio em literatura específica por parte dos fabricantes e agências, em conjunto com treinamento periódico com ênfase em recuperação avançada por parte dos operadores.

Do mesmo modo, foi possível analisar algumas ações capazes de mitigar acidentes. Em relação ao aspecto de engenharia aeronáutica, foram apresentadas alternativas à disposição tradicional de rotores, que tem uma menor possibilidade de ocorrências envolvendo LT.

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Além disso, com estas alternativas, é possível obter um significativo incremento em segurança operacional, seja para os tripulantes, ou para o pessoal de solo.

Em relação à mitigação e à prevenção de acidentes em aeronaves de asas rotativas de configuração simples, o autor abordou temas como bibliografia, seja ela periódica emitida por entidades da aviação, ou pelo próprio fabricante. Organizações como a FAA e CENIPA emitiram publicações periódicas sobre LTE, de modo a aumentar a consciência situacional dos pilotos. Destaca-se que a Bell helicopters conta em seus manuais com cartas de vento, de modo a evitar certos setores sucessíveis a LTE. A Robinson helicopters se limita a dizer que casos de LTE são improváveis de acontecer em seus helicópteros.

Foi destacado a importância do treinamento periódico em simulador, como uma importante ferramenta para simular estas condições críticas, e técnicas para recuperação da condição normal de voo, como forma de evitar as possíveis ocorrências citadas ao longo do capítulo.

Quanto ao problema que norteou esta pesquisa, retoma-se: Quais as principais panes de rotor de cauda associadas a fatores contribuintes de acidentes aeronáuticos?

Foi possível destacar que:

a) A LTE (loss of tail rotor efficiency) foi responsável por todas as ocorrências estudadas ao longo dessa pesquisa.

b) A LTE não é um problema mecânico, é um efeito aerodinâmico. c) Por ser um efeito aerodinâmico, é completamente evitável.

Espera-se que com essa pesquisa o leitor possa ter uma compreensão maior dos perigos envolvendo o voo de asas através do entendimento das principais panes causadoras de acidentes aeronáuticos relacionados ao rotor de cauda.

Este trabalho limitou-se em algumas panes do sistema anti torque em aeronaves de configuração simples. Como outros tipos de falhas podem ocorrer, em outros tipos de aeronave, recomenda-se um estudo mais aprofundado e subsequente desenvolvimento de outras pesquisas sobre este assunto.

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