RESUMO TEORIA DE VÔO RESUMO TEORIA DE VÔO
George Coutinho George Coutinho
FÍSICA FÍSICA Velocidade
Velocidade - É a distancia percorrida por- É a distancia percorrida por unidade de tempo.
unidade de tempo. Massa
Massa - É a quantidade de matéria contida num- É a quantidade de matéria contida num corpo.
corpo. A MASSA É INVARIAVELA MASSA É INVARIAVEL.. Força
Força - É tudo aquilo capaz de - É tudo aquilo capaz de produzir ouproduzir ou modificar o movimento de um corpo.
modificar o movimento de um corpo. Peso
Peso - É à força da gravidade -- É à força da gravidade - O PESO É O PESO É VARIAVEL
VARIAVEL.. Trabalho
Trabalho - É o produto da força pelo- É o produto da força pelo deslocamento.
deslocamento. Potência
Potência - É o trabalho produzido por unidade- É o trabalho produzido por unidade de tempo.
de tempo. Densidade
Densidade - É a massa por unidade de volume.- É a massa por unidade de volume. Pressão
Pressão - É a força por unidade de área- É a força por unidade de área Fluido
Fluido - É todo corpo que NÃO possui forma- É todo corpo que NÃO possui forma física.
física.
Momento ou Torque
Momento ou Torque - É tudo aquilo capaz de- É tudo aquilo capaz de produzir rotação.
produzir rotação. Ação e Reação
Ação e Reação - É a 3ª Lei de Newton- É a 3ª Lei de Newton Energia
Energia - É tudo aquilo capaz de - É tudo aquilo capaz de produzirproduzir trabalho. Existem diversos tipos de energia: trabalho. Existem diversos tipos de energia: Cinética, Potencial Gravitacional e de Pressão Cinética, Potencial Gravitacional e de Pressão Altímetro
Altímetro - Sua construção é baseada num- Sua construção é baseada num Barômetro
Barômetro
•
• A altitude indicada pelo altímetro recebe o nome deA altitude indicada pelo altímetro recebe o nome de
ALTITUDE PRESSÃO
ALTITUDE PRESSÃO, e a altitude, e a altitude REALREAL em que aem que a acft esta voando recebe o nome de
acft esta voando recebe o nome de ALTITUDEALTITUDE VERDADEIRA
VERDADEIRA..
GEOMETRIA DO AVIÃO GEOMETRIA DO AVIÃO
Superfícies Aerodinâmicas
Superfícies Aerodinâmicas - São aquelas que- São aquelas que produzem pequena resistência ao avança, MAS produzem pequena resistência ao avança, MAS NÃO PRODUZEM NENHUMA FORÇA ÚTIL AO NÃO PRODUZEM NENHUMA FORÇA ÚTIL AO VÔO
VÔO
•
• Exemplos: “Spinner” e Carenagem de RodaExemplos: “Spinner” e Carenagem de Roda
Aerofólios
Aerofólios - São aquelas que PRODUZEM- São aquelas que PRODUZEM FORÇAS ÚTEIS AO VÔO.
FORÇAS ÚTEIS AO VÔO.
•
• Exemplos: Exemplos: Hélice, AHélice, Asa e sa e Estabilizador.Estabilizador.
ELEMENTOS DE UMA ASA ELEMENTOS DE UMA ASA
•
• Envergadura (distancia entre as 02 pontas deEnvergadura (distancia entre as 02 pontas de
asas) asas)
•
• Corda (distancia entre o bordo de fuga e oCorda (distancia entre o bordo de fuga e o
bordo de ataque) bordo de ataque)
•
• Raiz da AsaRaiz da Asa •
• Ponta da AsaPonta da Asa •
• Bordo de Fuga eBordo de Fuga e •
• Bordo de AtaqueBordo de Ataque
Perfil: Perfil:
É o formato em corte do aerofólio. Pode ser de É o formato em corte do aerofólio. Pode ser de 02 tipos:
02 tipos:
•
• Simétrico - Pode ser dividido por uma linhaSimétrico - Pode ser dividido por uma linha
RETA em 02 metades iguais. RETA em 02 metades iguais.
•
• Assimétrico - NÃO pode ser dividido em 02Assimétrico - NÃO pode ser dividido em 02
partes iguais. partes iguais. Elementos do Perfil: Elementos do Perfil:
•
• Bordo de AtaqueBordo de Ataque •
• Bordo de FugaBordo de Fuga • • ExtradorsoExtradorso • • IntradorsoIntradorso • • CordaCorda •
• Linha de Curvatura Média (CMG) - É a linhaLinha de Curvatura Média (CMG) - É a linha
eqüidistante do extradorso e do intradorso eqüidistante do extradorso e do intradorso
⇒
⇒Eixo Longitudinal é uma referencia imaginária da acft. VaiEixo Longitudinal é uma referencia imaginária da acft. Vai
do nariz a cauda da acft. do nariz a cauda da acft. Pressão Dinâmica
Pressão Dinâmica - É a pressão produzida pelo impacto do- É a pressão produzida pelo impacto do vento. A Pressão Dinâmica
vento. A Pressão Dinâmica AUMENTAAUMENTA com o aumento dacom o aumento da DENSIDADE
DENSIDADE
Pressão Total - Soma da Pressão Estática com a Pressão Pressão Total - Soma da Pressão Estática com a Pressão Dinâmica
Dinâmica
⇒
⇒OO VelocímetroVelocímetro utiliza as Pressões Estática e Total para outiliza as Pressões Estática e Total para o
seu funcionamento seu funcionamento
⇒
⇒OO AltímetroAltímetro utiliza a apenas a Pressão Estática para o seuutiliza a apenas a Pressão Estática para o seu
funcionamento funcionamento
Teorema de Bernoulli Teorema de Bernoulli
“Quanto maior a velocidade do escoamento, “Quanto maior a velocidade do escoamento, maior será a Pressão Dinâmica e menor a maior será a Pressão Dinâmica e menor a Pressão Estática”. Pressão Estática”. ÂNGULOS ÂNGULOS 1- ANGULO DE PLANEIO 1- ANGULO DE PLANEIO
É O ANGULO FORMADO ENTRE A É O ANGULO FORMADO ENTRE A
TRAJETORIA DO VOO E A LINHA DO TRAJETORIA DO VOO E A LINHA DO HORIZONTE NUM VOO SEM MOTOR HORIZONTE NUM VOO SEM MOTOR
•
• O PESO NAO ALTERA O ÂNGULO DEO PESO NAO ALTERA O ÂNGULO DE
PLANEIO PLANEIO
2- ANGULO DE ATAQUE 2- ANGULO DE ATAQUE
É O ANGULO FORMADO ENTRE A CORDA E É O ANGULO FORMADO ENTRE A CORDA E O VENTO RELATIVO
O VENTO RELATIVO
3-3-
ANGULO DE INCIDENCIAANGULO DE INCIDENCIAÉ O ANGULO FORMADO ENTRE O EIXO É O ANGULO FORMADO ENTRE O EIXO LONGIT
LONGITUDINAL DA UDINAL DA ACFT E ACFT E A A CORDA DACORDA DA ASA
ASA
4- ANGULO DE INCLINACAO LATERAL 4- ANGULO DE INCLINACAO LATERAL
É O ANGULO FORMADO ENTRE A LINHA DO É O ANGULO FORMADO ENTRE A LINHA DO HORIZONTE E O PLANO DAS ASAS
HORIZONTE E O PLANO DAS ASAS 5- ANGULO DE SUBIDA
5- ANGULO DE SUBIDA
É O ANGULO FORMADO ENTRE A É O ANGULO FORMADO ENTRE A
TRAJETÓRIA ASCENDENTE DA ACFT E A TRAJETÓRIA ASCENDENTE DA ACFT E A LINHA DO HORIZONTE
LINHA DO HORIZONTE 6- ÂNGULO DE DIEDRO 6- ÂNGULO DE DIEDRO
É O ANG FORMADO POR UMA LINHA QUE É O ANG FORMADO POR UMA LINHA QUE
PASSA PELO INTRADORSO DA ASA E O EIXO LATERAL
7- ÂNGULO DE ENFLECHAMENTO É O ANGULO FORMADO ENTRE O EIXO LATERAL E O BORDO DE ATAQUE DAS ASAS
8- ÂNGULO DE ESTOL, ÂNGULO CRITICO OU DE ÂNGULO DE PERDA
QUANDO TEMOS O VALOR MÁXIMO DE SUSTENTACAO
• • •
• NESTE ÂNGULO O CD E O CL SAO
MÁXIMOS VELOCIDADES
VI - Velocidade Indicada - É a velocidade que o piloto lê nos instrumentos; só será correta se a acft estiver voando na atmosfera padrão, ao nível do mar.
VA - Velocidade Aerodinâmica - É a velocidade em relação ao ar. Também conhecida como Velocidade Verdadeira
• A VA NÃO se altera com o vento.
⇒Num vôo normal, o ar escoa com mais velocidade
extradorso da asa devido a
curvatura da asa (mais acentuada).
CP - Centro de Pressão -, Quando aumentamos o An de Ataque nos perfis
assimétricos, o CP “anda” para frente. Nos perfis simétri CP NÃO se move.
• Quando o Ang. de ataque é positivo, a sustentação
também será positiva
(qualquer que seja o tipo de perfil).
• O angulo de ataque será NULO quando o Vento Rela
sopra na mesma direção da Corda do Aerofólio.
• Quando aumentamos o ângulo de ataque, a sustenta
também aumenta.
A SUSTENTAÇÃO DEPENDE DE:
• Coeficiente de Sustentação {Cl] • Densidade do Ar [Rô]
• Superfície da Asa [S]
• Velocidade ao quadrado [V2]
O ARRASTO DEPENDE DE:
• Coeficiente de Arrasto [Cd] • Densidade do Ar [Rô]
• Área de Asa e [A]
• Velocidade ao quadrado [V2]
ARRASTO
Superfície Aerodinâmica é aquela que produz pequena resistência ao avanço (arrasto).
ARRASTO INDUZIDO - É o arrasto provocado pela diferença de pressão do intradorso com o extradorso. As pressões tendem a igualar-se, logo o ar que sai do intradorso em direção ao extradorso provoca o ARRASTO INDUZIDO.
• Ele pode ser evitado com a instalação de
Tanques de Ponta de Asa, Winglats ou Alongamento
• O arrasto induzido é maior em BAIXAS
VELOCIDADES, devido ao maior ang. de ataque
ARRASTO PARASITA - É o arrasto provocado por todas as partes que não produzem
sustentação úteis ao vôo. Exemplo: trem de pouso
Coeficiente de Arrasto da Área Plana
Equivalente: 1,28 ( é o maior que existe )
⇒ALONGAMENTO - É a razão entre a
ENVERGADURA e a CMG ( Corda Média Geométrica)
DISPOSITIVOS HIPERSUSTENTADORES Servem para AUMENTAR o Coeficiente de Sustentação [Cl].
• FLAPE
Serve para aumentar a curvatura de um perfil, aumentando dessa forma a sustentação. Funcionam também como “Freios
Aerodinâmicos” pois aumentam o arrasto do aerofólio.
O Flape tipo FOWLER é o que proporciona maior sustentação, mas não é muito utilizado em pequenas acft’s devido ao alto custo. ELE SE DESLOCA PARA TRÁS E PARA BAIXO. Os Flapes são Dispositivos
hipersustentadores, com características de “Freios Aerodinâmicos”
• SLOT
Também conhecido como fenda ou ranhura . Ele AUMENTA o angulo Critico da asa (com isso pode ter ângulos de ataque mais elevados -produz mais sustentação).
SLOT; consiste numa fenda que suaviza o escoamento no extradorso da asa, evitando o turbilhonamento.
O SLOT É FIXO.
• SLAT
São slots móveis. Estes ficam recolhidos durante o vôo, só entrando em funcionamento quando necessário. O slat fica estendido por ação de molas.
⇒Tanto os Slots quanto os Slats tem uma
desvantagem: obrigam o avião a erguer
demasiadamente o nariz, prejudicando assim a visibilidade do piloto.
GRUPOS MOTO-PROPULSORES Definições de Potência:
Potência Efetiva: é a potência medida no eixo da hélice
Potência Nominal: é a potência efetiva máxima p/ qual o motor foi projetado
Potência Útil: é a potência de tração desenvolvida pela hélice sobre a acft
Quanto aos Tipos de Hélice: “A hélice é um aerofólio rotativo”.
Podem ser de metal ou madeira; sendo que as de madeira só podem ser utilizadas por acfts de baixa velocidade (máximo de 300HP)
Passo:
A hélice possui pás torcidas, logo, deveria funcionar como um parafuso, avançando uma determinada distancia a cada rotação completa. Essa distância chama-se PASSO TEÓRICO; entretanto, como o ar é fluido, a distancia que a hélice avança é menor e recebe o nome de PASSO EFETIVO. A diferença entre o passo teórico e o passo efetivo chama-se RECUO. Resumindo:
Rotação completa da hélice: Passo Teórico Distancia realmente percorrida pela hélice:
Passo Efetivo
Diferença entre passo teórico e passo efetivo ou distancia que a hélice deixou de percorrer
chama-se: Recuo
Hélice de Passo Fixo⇒Só funciona bem numa
determinada RPM
Hélice de Passo Ajustavel⇒Só funciona bem
na RPM para qual foi ajustada (seu passo só pode ser ajustado no solo)
Hélice de Passo Controlável⇒(seu passo pode
ser modificado mesmo durante o vôo) Funciona bem em qualquer condição de vôo
• Hélices de RPM Constante ou de Velocidade
Constante são aquelas controladas por contra pesos ou governador.
VÔO HORIZONTAL
No vôo horizontal a velocidade TEM que ser CONSTANTE, a sustentação TEM que ser IGUAL ao peso e a tração da hélice TEM que ser IGUAL ao arrasto.
L = W e T = D
Se diminuirmos a velocidade mantendo o vôo horizontal, será preciso aumentar o angulo de ataque. A menor velocidade possível em vôo horizontal é conseguida quando o avião voa com o angulo de ataque critico. Essa velocidade chama-se VELOCIDADE DE ESTOL.
Velocidade Máxima⇒é a maior velocidade
possível em vôo horizontal
Velocidade de Máximo Alcance ⇒é a
velocidade que permite voar a maior distância possível com dada quantidade de combustível. Velocidade Mínima⇒é a menor velocidade
para a qual é possível voar com
velocidade constante. O ang. De ataque é maior do que o critico.
Velocidade de Estol⇒é a menor velocidade
possível em vôo horizontal
• Arrasto:
• arrasto não depende da altitude;
• arrasto NÃO VARIA em vôo horizontal
VÔO PLANADO
Velocidade de Melhor Planeio⇒é aquela em
que a acft consegue planar a maior distancia possível. Também pode ser chamada de
Velocidade de Menor Angulo de Descida. Deve ser usada quando ocorrer pane do motor
Velocidade Final⇒é a velocidade máxima
que um avião pode atingir num mergulho vertical. A SUSTENTAÇAO DEVE SER NULA PARA QUE A TRAJETÓRIA SEJA VERTICAL. Velocidade Limite⇒é a velocidade que causa
danos a estrutura da acft. NÃO PODE SER ULTRAPASSADA.
• O PESO NÃO INFLUI NA DISTANCIA E NO
ANGULO DE PLANEIO, MAS AUMENTA A SUA VELOCIDADE E A RAZAO DE
DESCIDA.
• Vento de cauda aumenta a distancia de
planeio, mas diminui o angulo de planeio. E o vento de proa tem efeito contrario
• VA (Velocidade Aerodinâmica) e RS (Razão
de Descida) NÃO se alteram com o vento.
VÔO ASCENDENTE
Logo após a decolagem, o avião deve subir com o máximo ang de subida, a fim de afastar-se com segurança dos obstáculos.
• Aumentando a altitude, a potência
disponível diminui e a potência necessária aumenta.
• No Teto Absoluto, todas as velocidades são
iguais.
• No Teto Absoluto o avião NÃO SOBE NADA,
E NÃO FAZ CURVA.
• No Teto Pratico / De Serviço ou Operacional
a acft ainda consegue ter um R/S de 100 ft por minuto.
COMANDOS DE VÔO São 03 os eixos imaginários:
Eixo Longitudinal, Transversal / Lateral e Vertical
• Os 03 eixos PASSAM pelo CG (Centro de
Gravidade)
• Movimento em torno do EIXO
TRANSVERSAL ⇒Arfagem / Tangagem
(movimento de levantar / baixar o nariz - cabrar / Picar)
• Movimento em torno do EIXO
LONGITUDINAL⇒Rolagem / Rolamento /
Bancagem ou Inclinaçao Lateral (baixar / levantar as asas)
• Movimento em torno do EIXO VERTICAL ⇒
Guinada
(virar para esquerda / direita)
• Os movimentos de um avião são controlados
através de SUPERFICIES DE COMANDO. São elas:
Profundor ⇒Comanda os
movimentos de Arfagem
Ailerons ⇒Comanda os
movimentos de Rolagem
Leme de Direção ⇒Movimentos de
Guinada
Manche produz ROLAMENTO Pedal produz GUINADA
• Os aviões possuem equilibradores ou
compensadores, que são pequenas superfícies de comando colocadas nos BORDOS DE FUGA DAS SUPERFICIES DE CONTROLE com as seguintes finalidades:
tirar tendências
compensar o avião em diferentes situações
de vôo
reduzir a força necessária para movimentar
os comandos
GUINADA ADVERSA
Para se evitar a Guinada Adversa devemos:
Aplicar leme de direção no sentido contrario
ao da guinada adversa
Equipar o avião com ailerons diferenciais Equipar o avião com ailerons “tipo Frise”
VÔO EM CURVA
“A FORÇA DE SUSTENTAÇAO NUMA CURVA DEVE SER MAIOR QUE O PESO DO AVIÃO”.
• O ang. de inclinação AUMENTA quando a
velocidade aumenta.
• O ang. de inclinação DIMINUI quando o raio
da curva aumenta.
“ANGULO DE SUSTENTAÇAO NÃO DEPENDE DO PESO”
É IMPOSSIVEL fazer curva com angulo de
90º
ERROS MAIS COMUNS EM CURVAS
GLISSADA
É provocada por inclinação exagerada das asas. A sustentação é insuficiente para suportar o peso da acft. Assim, ela escorregará para dentro da curva.
DERRAPADA
É causada pela inclinação insuficiente das asas; devido à força centrípeda insuficiente, o avião derrapa para fora da curva . A derrapagem acontece também quando se pisa em um dos pedais do leme de direção sem antes inclinar as asas.
RAIO LIMITE
É o MENOR RAIO possível, para qual a potência máxima é aplicada. Para voar em curva o piloto precisa aumentar a sustentação, logo o arrasto aumenta, por isso devemos aumentar a potência a medida que o raio diminui.
• Num vôo em curva, a asa externa terá maior
sustentação que a asa interna, pois esta estará voando mas rápido.
ESTOL EM CURVA
a velocidade de estol em curva é maior que num vôo em linha reta.
CARGAS DINÂMICAS
São esforços que o avião sofre durante o vôo devido a manobras, turbulências etc., Elas podem ser classificadas em: HORIZONTAIS E VERTICAIS.
• Cargas Dinâmicas Horizontais são fracas e
NÃO afetam a estrutura da acft
• Cargas Dinâmicas Verticais são muito
importantes. Podem destruir um avião se foram excessivas.
Cargas Dinâmicas Verticais são medidas
num instrumento chamado acelerômetro
E vôo nivelado o Fator Carga é IGUAL A UM
. Numa CABRADA será MAIOR QUE UM ; Na PICADA será MENOR QUE UM.
Fatores de Carga elevados podem ser
causados principalmente por:
• Vôo em Curva
• Manobras feitas pelo piloto
• Rajadas de vento
• Recuperações de mergulho
O FATOR CARGA EM CURVAS SERÁ SEMPRE MAIOR QUE UM ( 1 G )
O FATOR CARGA NÃO DEPENDE DO PESO
Quanto maior a inclinação da curva, maior será o fator carga
Para se evitar fatores de carga elevados em
atmosfera turbulenta, é necessário reduzir a
velocidade de acordo com as
recomendações do fabricante da acft.
TURBULENCIA:
• Medida Preventiva: Reduzir a velocidade • Medida Corretiva: Reduzir a velocidade e o
angulo de ataque
POUSO E DECOLAGEM CONDIÇOES IDEAIS DE DECOLAGEM:
• baixa altitude • baixa temperatura • pista em declive
• vento de proa • ar seco
Os Flapes facilitam a decolagem desde que sejam usados de acordo com as instruções do Manual de Vôo do avião.
TÉCNICAS DE POUSO Pouso em 03 pontos
É utilizado por aviões com trem de pouso convencional. Nessa técnica o avião é levado a estolar rente a pista, tocando-a
simultaneamente com o trem principal e a bequilha.
Pouso de Pista
Consiste em tocar o solo com uma certa velocidade, sem OCORRER O ESTOL, é um pouco mais suave e pode ser usado por
aviões com trem de pouso triciclo ou convencional
Ao efetuarem um pouso de pista , os aviões com trem de pouso CONVENCIONAL tem maior risco de pilonagem e cavalo de pau pois eles tem o CG (Centro de Gravidade) localizado atras do trem principal.
ESTABILIDADE LONGITUDINAL É a Estabilidade dos movimentos do eixo longitudinal em torno do eixo lateral - refere-se aos movimentos de ARFAGEM
Existem 03 tipos de equilíbrio:
• ESTAVEL • INSTAVEL
• INDIFERENTE
ESTAVEL - O avião tende a voltar a posição
de equilíbrio
INSTAVEL - O avião tende a afastar-se cada
vez mais do equilíbrio
INDIFERENTE - O avião continua fora do
equilíbrio
Para que um avião seja estaticamente estável, é necessário que o CG esteja localizado À FRENTE do CP.
• AVIÃO DINAMICAMENTE ESTAVEL - volta
ao equilíbrio e logo se estabiliza com uma ou duas oscilações.
• AVIÃO DINAMICAMENTE INSTAVEL - tenta
voltar ao equilíbrio muito fortemente, e por isso as oscilações AUMENTAM cada vez mais.
• AVIÃO DINAMICAMENTE INDIFERENTE -
tenta voltar ao equilíbrio, mas sempre o ultrapassa, OSCILANDO SEM PARAR.
ESTABILIDADE LATERAL
É a estabilidade dos movimentos do eixo lateral em torno do eixo longitudinal - refere-se aos movimentos de ROLAMENTO (BANCAGEM)
São 05 fatores que influem na estabilidade lateral:
a)
DIEDROb)
ENFLECHAMENTOc)
EFEITO DE QUILHA
e)
DISTRIBUIÇAO DE PESOSa)
DIEDROAngulo formado por uma linha que passa pelo Intradorso da asa e o eixo lateral
Diedro positivo AUMENTA a estabilidade lateral Diedro negativo DIMINUI a estabilidade lateral
• • •
• Se o diedro for nulo, o avião tende a ser
ESTATICAMENTE INDIFERENTE
b)
ENFLECHAMENTOAngulo formado entre o eixo lateral e o bordo de ataque das asas
Asa com Enflechamento positivo tende a ser estável
Asa com Enflechamento negativo tende a ser instável
c)
EFEITO DE QUILHAÁrea acima maior que área abaixo do CG. (acft estável)
d)
EFEITO DE FUSELAGEMDispositivo que proporciona ESTABILIDADE LATERAL
e)
DISTRIBUIÇAO DE PESOS O CG deve ficar sempre em baixoESTABILIDADE DIRECIONAL
É a estabilidade dos movimentos efetuados em torno do eixo vertical - refere-se aos
movimentos de GUINADA
São 02 fatores que influem na estabilidade direcional:
a)
ENFLECHAMENTO produz em estabili dade direcion al e lateralb)
EFEITO DE QUILHA AUTO - ROTAÇÃOTendência que a acft tem de girar sobre o eixo longitudinal a fim de compensar o torque produzido pela hélice.
PARAFUSOS
É uma auto-rotaçao acompanhada de uma perda (estol). No parafuso, só funciona o leme de direção
São 03 os fatores que causam o parafuso acidental:
a)
diferença do ang de incidência das asasb)
uso pleno dos Ailerons a baixa velocidadec)
curvas de grande inclinação• É comum em aviões de cauda pesada • O piloto NÃO deve usar os ailerons próximo
ao angulo critico, pois o aileron que abaixa pode provocar o estol nessa asa, dando inicio ao parafuso
• Para fazer a recuperação de um parafuso, o
piloto deve primeiramente interromper a rotação, pressionando a fundo o pedal do lado contrario ao da rotação. A seguir, deverá sair do mergulho, puxando
progressivamente o manche, para evitar o estol de velocidade.
PARAFUSO PODE SER COMANDADO OU ACIDENTAL;
PARAFUSO CHATO É SEMPRE ACIDENTAL PARAFUSO também conhecido como AUTO- ROTAÇAO