UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA LUIZ ANTONIO FLORES TEIXEIRA
O HELICÓPTERO EC135 E O SEU SISTEMA DE SUSTENTAÇÃO
PALHOÇA 2019
LUIZ ANTONIO FLORES TEIXEIRA
O HELICÓPTERO EC135 E O SEU SISTEMA DE SUSTENTAÇÃO
Monografia apresentada ao Curso de graduação em Ciências Aeronáuticas, da Universidade do Sul de Santa Catarina, como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel.
Orientador: Prof. Angelo Damigo Tavares, MSc
PALHOÇA 2019
LUIZ ANTONIO FLORES TEIXEIRA
O HELICÓPTERO EC135 E O SEU SISTEMA DE SUSTENTAÇÃO
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 junho de 2019.
_______________________________________ Orientador: Prof. Angelo Damigo Tavares, MSc
_______________________________________________ Avaliador: Prof. Esp. Marcos Fernando Severo de Oliveira
Dedico este trabalho à minha esposa, Cicera Farias, aos meus pais e irmãos e ao Baltazar.
AGRADECIMENTOS
A Deus, sempre.
A minha esposa Cicera Farias, que sempre acreditou e acredita no meu potencial, me ensina a ser um homem melhor a cada dia e sempre me apoia, fazendo de tudo para que os meus sonhos se tornem realidade.
A minha mãe Carmy, meu pai Antonio (in memoriam) e meus irmãos Jose e Marco pelo apoio e orientação em todas as fases minha vida.
Ao meu orientador, Prof. Angelo Damigo Tavares.
A todos os professores e funcionários desta Universidade, envolvidos direta ou indiretamente com o curso.
RESUMO
O principal objetivo deste trabalho é descrever o sistema de sustentação do helicóptero EC135/ H135 e sua contribuição para a segurança dos voos das aeronaves de asas rotativas, a fim de disseminar o conhecimento a todos que têm curiosidade sobre a aeronave e a capacidade de sustentação dos helicópteros. O trabalho consiste em: apresentação dos helicópteros e como eles são sustentados em voo, a história da aeronave de asas rotativas, apresentação das generalidades do helicóptero EC13 / H135, descrevendo em detalhes seu sistema de sustentação, sua tecnologia e a contribuição para a segurança das operações. A consulta dos manuais de treinamento da aeronave em questão foi essencial para o aprofundamento do conhecimento técnico de todos os sistemas abrangidos pelo helicóptero. O objetivo era fazer um trabalho que fosse compreendido por todas as pessoas interessadas na aviação de asa rotativa e no helicóptero EC135/ H135. Para finalizar, foi feita uma análise do avanço tecnológico do sistema de sustentação do helicóptero em questão e a sua contribuição para a segurança e melhoria do voo, descrevendo suas diferenças para a maioria dos helicópteros. Concluiu-se que o sistema de sustentação do EC135/ H135 reúne diversas tecnologias que aumentaram a segurança do voo com o aumento do desempenho da aeronave.
ABSTRACT
The main objective of this paper was to describe the support system of the EC135/ H135 helicopter model and its contribution to safety of flights of the rotary-wing aircraft, in order to disseminate the knowledge to all those who have curiosity about this aircraft and its flight capacity. This paper consists of presentation of helicopters and how they fly and hover, the history of rotary-wing aircraft, presentation of general information of the EC135/ H135 model, pointing out its support system, its technology and contribution to the operational safety in general. Consultation of the training manuals of the aircraft in question was key for the deepening of technical knowledge about every single system mentioned on this study. Our main concern was to be clear enough so that all people, who might have any interest in rotary-wing aviation and specifically for the model EC135/ H135, can comprehend it. Finally, an analysis was made about the technological advances in the helicopter support system in question and its contribution to safety and improvement of flights highlighting its differences from most of the other helicopter models. We come to a conclusion that the support system of the EC135/ H135 model gather several technologies that increase flight safety along with aircraft performance.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – La Hélice de Da Vinci...13
Figura 2 – A aeronave de asas rotativas de Paul Cornu...14
Figura 3 – Frota de aeronaves da aviação de segurança pública...17
Figura 4 – EC135/ H135...18
Figura 5 – Exemplo de movimentação de um helicóptero...22
Figura 6 – MD520N e seu sistema NoTaR...23
Figura 7 – Forças que atuam em um helicóptero em voo...24
Figura 8 – Voo pairado (rover) ...25
Figura 9 – Princípio do Fenestron...27
Figura 10 – Fenestron EC135...28
Figura 11 – Estabilizador horizontal, com chapas terminais, do EC135...29
Figura 12 - Estabilizador horizontal, sem chapas terminais, do H135 P3/T3...29
Figura 13 – Sistema de sustentação do EC135/ H135...30
Figura 14 –Transmissão principal – Monitoramento...31
Figura 15 –Painel de Instrumentos...32
Figura 16 –CPDS...32
Figura 17 – Os movimentos em torno dos eixos vertical, longitudinal e lateral de um helicóptero...33
Figura 18 – Princípio de Isolamento de Vibração Anti-Ressonância passiva...35
Figura 19 – Isolador de vibração ARIS...36
Figura 20 – Amortecedor y...37
Figura 21 – Pá do rotor principal – punho de comando...38
Figura 22– Pá do rotor principal – Área de Fixação da pá e comando de passo...38
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 – Cronologia da invenção do helicóptero...15 Quadro 2 – Principais particularidades da transmissão principal do EC135/ H135...34
LISTA DE SIGLAS
ARIS Anti Resonance Isolation System (Sistema de Isolamento Anti-Ressonância) CAD Caution and Advisory Display (Display de Avisos e Alertas)
CPDS Central Panel Display System (Sistema de Indicação do Painel Central)
FADEC Full Authority Digital Engine Control (Sistema de Controle Digital do combustível) VEMD Vehicle & Engine Monitoring Display (Indicador dos Parâmetros de Célula e Motor)
SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO...13 1.2 PROBLEMA DA PESQUISA...18 1.3 OBJETIVOS...19 1.3.1 Objetivo Geral...19 1.3.2 Objetivos Específicos...19 1.4 JUSTIFICATIVA...19 1.5 METODOLOGIA...20
1.5.1 Natureza e Tipo da Pesquisa...20
1.5.2 Materiais e Métodos...20
1.5.3 Procedimento de Coleta de Dados...21
1.5.4 Procedimento de Análise dos Dados ...21
1.6 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO...21
2. REFERENCIAL TEÓRICO ...22
2.1 CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS AERONAVES DE ASAS ROTATIVAS...22
2.2 GENERALIDADES DO EC135/ H135...26
2.2.1 Sistemas Rotores...26
2.2.2 Fuselagem...29
2.3 O SISTEMA DE SUSTENTAÇÃO DO EC135...30
2.3.1 Generalidades...30
2.3.2 Sistema de Monitoramento e Alarme ...31
2.3.3 Os Eixos Imaginários...33
2.4 ACIONAMENTO DO ROTOR PRINCIPAL...34
2.4.1 Transmissão Principal...34
2.4.2 Pás do Rotor Principal...37
3. APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS...41
3.1 HISTÓRIA DOS HELICÓPTEROS...41
3.2 OS HELICÓPTEROS...41
3.3 O HELICÓPTERO EC135 E O SEU SISTEMA DE SUSTENTAÇÃO ...41
3.4 OS BENEFÍCIOS DO SISTEMA DE SUSTENTAÇÃO DO EC135 EM RELAÇÃO A SEGURANÇA...42
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS...44 REFERÊNCIAS...47
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1 INTRODUÇÃO
Santos Dumont é uma personalidade conhecida por todos como o pai da aviação. Foi o inventor e piloto do primeiro aparelho mais pesado que o ar, o antecessor dos atuais aviões, aeronaves que pousam, decolam e voam horizontalmente. Por ser o meio de transporte mais utilizado pelas pessoas em voos curtos e longos, é o meio de transporte aéreo mais conhecido e estudado pelos jovens na infância.
Segundo Machado e Reisdorfer (2011, p. 22) “Embora as aeronaves de asa fixa recebam toda a atenção pela maioria dos historiadores, o voo de asa rotativa foi o primeiro previsto pelo homem.”
Os chineses idealizaram, com penas de aves, os primeiros rotores. As penas eram fixadas em hastes que, após esfregar as palmas das mãos rapidamente com a haste entre elas, ganhavam sustentação e voavam. Há aproximadamente 400 anos antes de Cristo.
Leonardo da Vinci no século XV teve a primeira ideia de uma aeronave de asas rotativas e, em 1483, ficou conhecido como o idealizador desse equipamento. Porém essa ideia ficou esquecida até a invenção do avião, ocorrida no século XX. A palavra helicóptero vem do grego “helix”, que significa espiral e “pteron”, que significa asa.
Figura 1 – La Hélice de Da Vinci
Fonte: Chediac (1989).
Em 29 de setembro de 1907, um jovem industrial chamado Louis Breguet construiu a primeira asa giratória, inspirada no romance de ficção científica “Robur, o
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conquistador” de Julio Verne. O aparelho foi batizado de Gyroplane N°1. Possuía quatro planos de sustentação giratórios de 8,10 metros de diâmetro e um motor de 50 cavalos. Com dificuldade, atingiu uma altura de 1,5 metro e precisou do apoio de quatro técnicos para diminuir a tendência ao desequilíbrio do voo.
No dia 13 de novembro de 1907, em Coquainvilliers, perto de Lisieux, na Normandia, ocorreu o primeiro voo bem-sucedido de um helicóptero. O voo foi realizado por Paul Cornu, mecânico e dono de uma pequena empresa, atingindo a altura de 1,5 metro em voo vertical livre. O seu aparelho tinha uma envergadura de mais de seis metros e com dois planos de sustentação, um em cada extremidade. Em cada uma das extremidades estava instalado um rotor (ou hélice) com grandes telas horizontais recobertas de seda. Os rotores eram movimentados por um motor de 24 cavalos.
Figura 2 – A aeronave de asas rotativas de Paul Cornu
Fonte: Chediac (1989).
Silva (2011, p. 22) afirma que: “Helicóptero é uma palavra de origem grega que significa “asa rotativa” e adaptada para a língua portuguesa a partir da palavra francesa
helicoptére.”
O helicóptero é um meio de transporte complexo e em certas ocasiões não se entende como ele pode se manter em voo, diferentemente do avião. É uma aeronave de asas rotativas e a sua principal característica é a capacidade de pousar e decolar em quase qualquer lugar. Essa característica faz com que empresas e profissionais o utilizem como meio de transporte diário. Ele substitui o transporte por via terrestre, pois evita a perda de tempo em congestionamentos e oferece segurança, contra eventuais assaltos e sequestros que podem
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ocorrer nas vias urbanas. O helicóptero se tornou um símbolo de poder e fonte de prestígio para determinadas pessoas e empresas.
Segue, no quadro abaixo, a cronologia da invenção do helicóptero até o seu desenvolvimento
Quadro 1 – Cronologia da invenção do helicóptero. Século 4
d.C.
Ocorreu o primeiro registro do princípio de voo de um helicóptero. Foi descrito como um “carro voador”, em um livro chinês.
1483 O desenho do “parafuso aéreo helicoidal”, feito pelo inventor e artista Leonardo da Vinci, é considerado o primeiro projeto de um helicóptero.
1843 Ocorreu a fabricação do primeiro protótipo de um helicóptero, graças ao avanço tecnológico trazido pela Revolução Industrial. Ele foi desenvolvido pelo britânico George Cayley.
1907 Foram realizados os primeiros voos com os protótipos de helicópteros.
1914 Devido ao incentivo militar durante a Primeira Guerra, foi montado um aparelho voador denominado PKZ-2, com a intenção de substituir os balões de observação militar. O projeto fracassou devido a problemas técnicos.
1918 Foi criado o Autogiro, um misto de helicóptero e avião, pelo espanhol Juan de la Cierva. O Autogiro não decola e pousa na vertical. Ele se desloca como um avião e a sua semelhança com um helicóptero ocorre devido ao rotor situado acima da cabine, que é responsável pela sua sustentação.
1938 O governo americano dá asilo político a um inventor russo que fugiu da Revolução Comunista, Igor Sikorsky, fundador da fábrica de helicópteros Sikorsky, que desenvolveu o primeiro helicóptero funcional.
1950 Surgiram os primeiros modelos de helicópteros comerciais para transporte de passageiros.
1964-1975 O helicóptero foi aperfeiçoado para o uso em combate, carregando armamentos, pelo Igor Sikorsk. Período em que ocorreu a guerra do Vietnã. A Sikorsky é uma das maiores fabricantes de helicópteros militares e civis.
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A respeito do desenvolvimento do helicóptero, Silva (2011, p. 18) apresenta o responsável por tornar a aeronave um meio de transporte eficiente:
Com o aperfeiçoamento da aeronave de rotor simples, por Igor Sikorsk, nos Estados Unidos entre 1939 a 1941, o helicóptero se tornou uma aeronave capaz de transportar com excelente performance diversas cargas comerciais e cumprir funções militares.
O helicóptero é mais conhecido devido a sua utilização pelas forças de segurança pública para o resgate e operações policiais. O Corpo de Bombeiros, a Polícia Militar e a Polícia Civil são alguns exemplos de corporações que utilizam o helicóptero para diversas funções.
O primeiro registro de utilização do helicóptero foi no departamento de polícia de Nova York, em 1948, quando um modelo Bell 47B foi colocado em operação para auxiliar as suas missões. O emprego das aeronaves de asas rotativas se deve a sua versatilidade, pois oferecem uma série de vantagens como: pousar e decolar em praticamente qualquer lugar; a possibilidade de ser utilizado para a perseguição de alvos móveis, voando em baixa velocidade; realizar a manobra de pairar no ar, ficando imóvel em relação a um ponto; embarcar e desembarcar tripulantes sem a necessidade de efetuar pouso; entre outras.
No Brasil, a Polícia Civil do Estado do Rio de Janeiro foi o primeiro órgão a utilizar helicóptero para auxiliar as missões efetuadas pela unidade. Em 1970 foi criado o AEROPOL, uma repartição ligada à Polícia Civil, responsável pelo gerenciamento e operação das aeronaves. Essas missões cresceram com o passar do tempo e, além das ações policiais, passaram a efetuar outras como: busca e resgate em altura e salvamento de afogados nas praias cariocas.
A figura abaixo ilustra a frota de helicópteros da aviação se segurança pública do Brasil, mostrando que é maior do que a quantidade de aviões. Esse fato se deve à superioridade operativa das aeronaves de asas rotativas frente aos aviões.
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Figura 3 – Frota de aeronaves da aviação de segurança pública
Fonte: Piloto Policial (2016).
Atualmente o maior operador governamental é a Polícia Militar de São Paulo. A frota nesse Estado conta com mais de 20 helicópteros que são utilizados em diversas missões.
Silva, (2011, p. 9) afirma que: “Nos últimos anos, o emprego do helicóptero em diferentes áreas (militar, policial, médica, busca e salvamento, etc.) tem crescido numa proporção geométrica, proporcionando maior eficiência na atuação dessa área.”
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Nesse segmento existe o helicóptero EC135, que é um helicóptero civil, bimotor fabricado na Alemanha pela Airbus Helicopters, utilizado mundialmente por forças de segurança pública, serviço médico, aviação governamental, transporte executivo, entre outras missões. O seu primeiro voo foi em 15 de fevereiro de 1994 e a sua capacidade máxima de ocupantes é de 1 tripulante e 7 passageiros ou 2 tripulantes e 6 passageiros. A denominação militar desse modelo, até o ano de 2015, era EC635.
Os produtos da Airbus Helicopters ganharam novos nomes em 1 de janeiro de 2015. O EC135 mudou para H135 e a versão militar deixou de ser o EC635 para se chamar H135M. As letras EC foram substituídas pelo H e a letra M foi introduzida em substituição ao número 6 para indicar a versão militar da aeronave.
Figura 4 – EC135/ H135
Fonte: THM, EC135 (2006).
O grupo Eurocopter foi criado em 1992 com a união das divisões de helicópteros da Aerospatiale (França) e da Deutsche (Alemanha). Em janeiro de 2014, a empresa foi renomeada Airbus Helicopters, abrindo um novo capítulo em sua história. (HELIBRAS 2019)
1.2 PROBLEMA DA PESQUISA
Como a tecnologia do sistema de sustentação do EC135 contribui para a segurança do voo no âmbito das aeronaves de asas rotativas?
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1.3 OBJETIVOS
1.3.1 Objetivo Geral
Explicar o sistema de sustentação do EC135 e a sua contribuição para a segurança do voo do helicóptero.
1.3.2 Objetivos Específicos
(A). Contextualizar aspectos históricos acerca da invenção e emprego das aeronaves de asas rotativas.
(B). Descrever as características gerais dos helicópteros e peculiaridades do modelo EC135.
(C). Explicar o sistema de sustentação do helicóptero EC135.
(D). Analisar os benefícios do sistema de sustentação do EC135 em relação à segurança operacional.
1.4 JUSTIFICATIVA
O tema foi escolhido para explicar o helicóptero EC135 e a curiosidade que ele desperta nas pessoas envolvidas ou não com a atividade aérea. Em face à versatilidade e tecnologia embarcada, a aeronave é muito utilizada pelas forças de segurança pública, além dos operadores civis. Os componentes principais do seu sistema de sustentação são: acionamento do rotor principal, sistema de freio rotor, sistema do rotor principal e sistema de monitoramento.
Após uma década de trabalho com a aeronave, em viagens no território nacional, atuando no apoio operacional a um Operador Federal que dispõe de duas aeronaves EC135 modelo T2+ desde 2007, comprovadamente eficientes para o tipo de missão empregada, foi notado que o helicóptero é sempre tido como uma novidade em vários locais do Brasil, mesmo em cidades onde há operadores do EC135/ H135. Em determinados lugares mais
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distantes dos centros urbanos, chega a ser uma total novidade, levantando questões sobre como um helicóptero se sustenta em voo, a sua descrição geral, se o helicóptero é seguro, entre outras dúvidas.
1.5 METODOLOGIA
O trabalho foi desenvolvido com base em uma pesquisa técnica no universo da aviação de asas rotativas por meio de referências bibliográficas, sites, publicação técnica específica do fabricante do H135 e visitação ao hangar de manutenção da empresa Helibras.
1.5.1 Natureza e Tipo de Pesquisa
A pesquisa exploratória, com abordagem qualitativa, destinou-se a identificar e classificar as melhorias e avanços tecnológicos na fabricação do sistema de sustentação dos helicópteros, em especial, o EC135/ H135, buscando o máximo de informações sobre a aeronave, seu sistema de sustentação e componentes, que contribuem para a segurança dos voos.
A coleta de dados foi feita reunindo os fatos históricos sobre a invenção dos helicópteros, descrevendo como ocorre a sua sustentação. O aprofundamento sobre o H135, em termos técnicos, ocorreu através de visita ao hangar de manutenção da empresa Helibras, em São Paulo. Tal visita proporcionou uma visão total do seu sistema de sustentação, pois a aeronave se encontrava desmontada e acessível. A leitura do manual técnico específico da aeronave e consultas ao site do fabricante, onde estão disponíveis todos os dados necessários sobre o modelo permitiram o estudo completo do seu sistema de sustentação.
1.5.2 Materiais e Métodos
Os materiais analisados foram:
Bibliográficos: Livro, apostilas e sites sobre aviação que descrevem a história e os conhecimentos técnicos relativos aos helicópteros, o que possibilitou a explicação, de uma maneira geral, sobre a história, o funcionamento e a sustentação das aeronaves de asas rotativas.
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Documentais: Publicações técnicas, incluindo sites especializados sobre o helicóptero H135, permitiram o desenvolvimento do tema proposto.
Para descrever o H135 em detalhes, foram utilizados os manuais de treinamento para mecânicos (THM) e para pilotos (THP), elaborados pelo fabricante da aeronave. Essa consulta possibilitou, em conjunto com a visita ao hangar da Helibras, a visualização de todos os sistemas que compõem a aeronave, inclusive o seu funcionamento.
1.5.3 Procedimentos de Coleta de Dados
A coleta de dados deu-se e por meio de pesquisa bibliográfica e documental, tendo como referência fundamental as publicações técnicas do fabricante do helicóptero, Airbus Helicopters e Helibras.
1.5.4 Procedimento de Análise dos Dados
A análise dos dados ocorreu de forma qualitativa, utilizando o tratamento dos dados de forma qualitativa. De acordo com o tema do trabalho.
1.6 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO
O trabalho foi estruturado de acordo com os objetivos propostos, apresentado os capítulos como descrito abaixo:
O capítulo 1 é composto pela introdução, apresentando uma breve história dos helicópteros, a sua atual utilização pelas forças de segurança pública e o EC135/ H135, constando o problema da pesquisa, os objetivos, a justificativa e a metodologia.
No capítulo 2 se encontra o referencial teórico, composto pelas seções: história dos helicópteros, sistema de sustentação dos helicópteros, generalidades do EC135/ H135, sistema de sustentação do EC135 e o mecanismo de acionamento do rotor principal.
Capítulo 3 se refere a apresentação e discussão dos resultados onde são apresentados os conteúdos do trabalho e o objetivo a ser alcançado.
E no Capítulo 4, conclusão, relata os objetivos alcançados com a elaboração do trabalho proposto.
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2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS AERONAVES DE ASAS ROTATIVAS
Os helicópteros são classificados como aeródinos, da mesma forma que os aviões, planadores, autogiros. São aeronaves mais pesadas que o ar, baseadas na Lei da Ação e Reação – 3ª Lei de Newton (a toda ação corresponde uma reação de igual intensidade e direção, porém, em sentido contrário),
Segundo Silva (2011, p. 21) “O helicóptero é um tipo de aeronave que obtém sustentação e tração do torque de um ou mais rotores, como uma hélice que gire em um plano horizontal.”
O rotor é composto, basicamente, por um mastro, uma cabeça e as pás. Um motor, convencional ou à reação é o responsável por acionar o conjunto do rotor com força suficiente capaz de gerar sustentação e deslocar o helicóptero.
Conforme Silva (2011, p. 23) “Rotor Principal é a superfície de sustentação de um helicóptero. Ele sustenta e dá tração ao helicóptero, permitindo-lhe ainda realizar voo pairado, voar para os lados e para trás.”
Figura 5 – Exemplo de movimentação de um helicóptero
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Os rotores são classificados em: rotores rígidos, os quais fazem apenas o movimento de mudança angular do passo das pás por meio do movimento dos punhos; rotores semirrígidos, possuem os movimentos de batimento e mudança de passo das pás com relação ao mastro, é a configuração mais utilizadas nos helicópteros de pequeno e médio porte. As pás e a cabeça são rígidas entre si, e os rotores articulados possuem os movimentos de batimento, mudança de passo, avanço e recuo. O mastro, a cabeça e as pás são móveis entre si; e os rotores articulados, em que o mastro, a cabeça e as pás são móveis entre si.
O controle cíclico, localizado entre as pernas e logo à frente do assento do piloto, é acionado pela mão direita e controla a direção de deslocamento do helicóptero, incluindo os movimentos para os lados, para trás e para a frente. O coletivo que é responsável pelo deslocamento para cima e para baixo, é acionado pela mão esquerda do piloto e os pedais, acionados pelos pés, controlam o rotor de cauda e permitem que o helicóptero gire sobre o seu eixo.
O rotor de cauda, localizado na extremidade da cauda, tem a função anti-torque evitando que a aeronave gire no sentido oposto à rotação do rotor principal, mantendo o helicóptero estável em sua posição. Tanto o rotor de cauda como o rotor principal possuem, no mínimo, duas pás.
Existem helicópteros que não possuem rotor de cauda, como por exemplo o MD 520N fabricado pela McDonnell Douglas. O sistema NoTaR (No Tail Rotor) eliminou completamente todo o sistema do rotor de cauda, incluindo os eixos e a caixa de engrenagens do rotor de cauda. Na parte onde deveria estar o rotor de cauda, existe uma fenda controlada por um sistema de fechamento e abertura do ar do blower diretamente ligado aos pedais. (SILVA, 2011, p. 27).
Figura 6 – MD520N e seu sistema NoTaR.
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Machado e Reisdorfer (2011, p. 20) afirmam que: “A configuração convencional do helicóptero possui fuselagem, rotor principal, rotor de cauda, conjunto moto-propulsor e trem de pouso.”
Silva (2011, p. 30) informa que: “Quatro forças atuam numa aeronave em voo: tração, peso, e as forças aerodinâmicas de Arrasto e de sustentação. Tração e arrasto são forças que trabalham juntas na mesma direção e no sentido contrário, assim como o peso e sustentação.”
Figura 7 – Forças que atuam em um helicóptero em voo
Fonte: Silva (2011). Adaptada pelo autor.
Para Machado e Reisdorfer (2011, p. 37): “Os helicópteros são classificados de acordo com o tipo e configuração dos seus rotores e projetados em razão de sua utilidade, em conformidade com o desempenho e qualidade de voo desejados.”
As aeronaves de asas rotativas podem ser classificadas, de acordo com os seus rotores, como: Rotor Simples, composto por um rotor principal e um de cauda; Tandem, em linha, quando a aeronave possui dois rotores alinhados na horizontal em planos diferentes; Contra-Rotativo, lado a lado sincronizado, são dois rotores principais em que há um mastro-eixo para cada rotor e giram em sentidos opostos, anulando o efeito de torque, dispensando o rotor de cauda; Duplo Coaxial, composto por dois rotores principais instalados no mesmo eixo, um acima do outro, girando em sentidos opostos, anulando o efeito de torque e dispensando o rotor de cauda; Jato, as pás do rotor principal são acionadas por jato de ar, não possui rotor de cauda; Duplo, lado a lado não sincronizado, são dois rotores principais, com dois sistemas instalados nas extremidades de uma asa, girando em sentidos opostos, não
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possui rotor de cauda e a configuração de rotor variável aqueles dotados com dois rotores, ambos girando em sentidos opostos, instalados nas extremidades de uma asa fazem com que a aeronave possa voar como um avião ou um helicóptero, se os rotores forem posicionados horizontalmente. A configuração mais utilizada é a simples ou básica, devido à sua simplicidade e eficiência. Esse padrão é composto por dois rotores, um na horizontal, chamado de rotor principal e um na vertical, chamado de rotor de cauda.
Uma característica de eficiência das aeronaves de asas rotativas é a capacidade de executar o voo pairado (Rover), onde o helicóptero se encontra imóvel em relação a um ponto. Esse tipo de voo é utilizado para o resgate em áreas em que não é possível o pouso do helicóptero.
Figura 8 – Voo pairado (rover)
Fonte: Governo do Estado do Maranhão (2011). Adaptada pelo autor.
Silva (2011, p. 21) afirma que: “O rotor principal, na realidade, é um órgão que soma a ação da hélice tratora (à frente ou acima do motor) com a ação de sustentação de asa como a asa fixa de um avião.”
O helicóptero tem a capacidade de decolar e pousar na vertical e, em função dessa característica, recebe a classificação de V/STOL. VTOL (Vertical Take-off and Landing) significa que é uma aeronave capaz de decolar e pousar na vertical e STOL (Short Take-off
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2.2 GENERALIDADES DO EC135/ H135
2.2.1 Sistemas Rotores
A análise histórica sobre os helicópteros mostra que os fabricantes sempre estiveram em busca da eficiência, conforto e segurança para a realização dos voos.
O helicóptero EC135 foi o sucessor do BO108 e reúne o que há de mais moderno em seu sistema se sustentação, garantindo segurança, conforto e versatilidade na sua operação. Com várias configurações disponíveis para atender cada operador, a aeronave é utilizada para busca e salvamento, missão policial, vigilância de fronteiras, para o transporte de passageiros, entre outras. É um helicóptero bimotor leve com capacidade para ser configurado com até oito bancos. Um piloto e sete passageiros ou dois pilotos e seis passageiros são as capacidades máximas de transporte de pessoas, conforme certificação pelas autoridades aeronáuticas.
Os motores podem ser dos fabricantes Turbomeca ou Pratt & Whittney. Quando o helicóptero é equipado com motor Turbomeca, o modelo recebe a letra T (EC135T / H135T e com motor Pratt & Whittney recebe a letra P (EC135P / H135P).
Em 1° de janeiro de 2015 a Airbus Helicopters substituiu as letras EC pela a letra H, mudando a denominação de EC135 para H135. As diferenças entre a versão anterior do EC135 e a versão comercializada atualmente, a P3/ T3, são:
. Novo design das pás do rotor principal com 10 centímetros a mais no comprimento das lâminas, proporcionando maior sustentação;
. Aumento do desempenho de voo em condições de alta temperatura e altitude e em condições de voo monomotor;
. Estabilizador horizontal traseiro sem chapas terminais;
. Novo Tail Bumper (amortecedor de impactos instalado na extremidade inferior do fenestron, com a função de absorver impacto em caso de colisão);
. Novo software de FADEC (sistema de controle digital dos motores); . Novas entradas de ar laterais.
A transmissão principal do EC135/ H135 é plana, de dois estágios, montada no piso mecânico do helicóptero por um sistema de isolamento anti-ressonância do rotor denominado ARIS.
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O rotor principal possui quatro pás, sem articulação e sem rolamentos (BMR). A longarina flexível da pá denominada Flexbeam, permite o movimento das pás em todos os eixos. Os punhos de controle conhecidos como Pitch Control Cuff, confeccionados em fibra de vidro/ carbono integrados são responsáveis pelo controle dos ângulos de passo das pás.
O sistema de rotor de cauda tem as funções de contrariar o torque do rotor principal e controlar os movimentos do helicóptero no eixo vertical, executando o movimento de giro ou guinada. É do tipo Fenestron e possui 10 pás de alumínio que giram no sentido anti-horário, em um alojamento integrado no cone de cauda. As pás sofrem mudança de ângulo conforme o acionamento dos pedais pelos pilotos. Os pedais acionam um cabo tipo esferas, direcionado dos pedais até a haste de entrada do fenestron.
Figura 9 – Princípio do Fenestron
Fonte: THM EC135 (2006). Adaptada pelo autor.
O sentido de rotação do rotor principal gera torque no sentido oposto, no sentido horário e o rotor de cauda tem a função de anular esse efeito. Para tal, o rotor de cauda gera uma força oposta, empurrando a cauda do helicóptero para a direita, contrariando a tendência de guinada do nariz da aeronave para a direita. A maior eficiência é no voo pairado ou com baixa velocidade, evitando a movimentação da aeronave no sentido oposto do rotor principal
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exercendo a ação anti-torque. Em altas velocidades, o rotor de cauda é utilizado para pequenos ajustes na trajetória do helicóptero, pois a aerodinâmica da deriva vertical e os ângulos das End Plates, placas que ficam localizadas nas extremidades do estabilizador horizontal, auxiliam a função do rotor de cauda.
Figura 10 – Fenestron EC135
Fonte: Hiveminer (2019). Adaptada pelo autor.
O cone de cauda é constituído por: deriva vertical, com rotor de cauda integrado, carenagens, caixa de transmissão traseira e estabilizador horizontal traseiro com chapas terminais, as chamadas End Plates, (para as versões P1/ T1, P2 /T2, P2+/ T2+). Na versão atual do H135 (P3/T3) lançada em 2013, o estabilizador horizontal deixou de ser equipado com chapas terminais.
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Figura 11 – Estabilizador horizontal, com chapas terminais, do EC135
Fonte: Helibras (2019). Adaptada pelo autor.
Figura 12 - Estabilizador horizontal, sem chapas terminais, do H135 P3/T3
Fonte: Vinholes (2016). Adaptada pelo autor.
2.2.2 Fuselagem
A construção da estrutura primária da fuselagem consiste em 50% de chapas metálicas e 50% de material composto. A cabine possui seis portas de acesso: duas portas articuladas na dianteira, para os pilotos, duas portas corrediças para os ocupantes da parte traseira e duas portas tipo concha para acesso ao compartimento traseiro.
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A concepção modular da fuselagem permite a substituição de módulos sem a necessidade de desmontagem completa de toda a estrutura.
De acordo com o THM EC135, Manual de Treinamento para Mecânicos do EC135, (2006, p. 00-8): “O sistema de combustível é composto por dois tanques de combustível, um sistema de alimentação de combustível, um equipamento de reabastecimento e drenagem e um sistema de monitoramento.” O sistema elétrico é alimentado por uma bateria e dois geradores. É um sistema redundante de 28 VDC.
O trem de pouso é composto por dois esquis em alumínio e dois tubos transversais construídos em alumínio com a função de absorver as forças quando a aeronave toca o solo.
2.3 O SISTEMA DE SUSTENTAÇÃO DO EC135
2.3.1 Generalidades
De acordo com o THM EC135 (2006, p. 01-4) “O sistema de sustentação do EC 135 está localizado no compartimento da transmissão, sobre o teto da cabine, na área do centro de gravidade.”
Tal sistema é composto pelos seguintes subsistemas: acionamento do rotor principal, de freio rotor, sistema do rotor principal e sistema de monitoramento.
Figura 13 – Sistema de sustentação do EC135/ H135
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2.3.2 Sistema de Monitoramento e Alarme
O sistema de monitoramento do rotor e transmissão principal é responsável por monitorar os parâmetros como: rpm do rotor, pressão e temperatura do óleo. Sensores instalados nos sistemas descritos transmitem sinais que são transferidos para as telas localizadas no posto de pilotagem, com a finalidade de informar aos pilotos se algum parâmetro for excedido e disparar os alarmes de emergência. Os alertas e alarmes destinam-se as ocorrências de baixa pressão do óleo da transmissão, alerta de alta temperatura do óleo da transmissão e alerta de detecção de partículas magnéticas (limalhas), no sistema de lubrificação.
Figura 14 –Transmissão principal – Monitoramento
Fonte: THM EC135 (2006). Adaptada pelo autor.
Alguns alarmes são indicados no CAD (Caution and Advisory Display), display de avisos e alertas - tela instalada no painel de instrumentos onde aparecem mensagens de alerta de falhas, em letras amarelas; aviso sobre o funcionamento de determinado equipamento, em letras verdes e as informações sobre a quantidade de combustível, em azul.
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Figura 15 –Painel de Instrumentos
Fonte: THM EC135 (2006). Adaptada pelo autor.
O CAD faz parte do CPDS (Central Panel Display System) - o sistema de Indicação do Painel Central, o qual possui três telas destinadas a apresentar vários parâmetros dos sistemas de bordo do helicóptero. Já o VEMD (Vehicle & Engine Monitoring Display) - Indicador dos Parâmetros de Célula e Motor - possui duas telas, uma acima da outra. O CAD e o VEMD são instalados na parte central do painel de instrumentos, sendo que o VEMD fica à direita do CAD, conforme podemos visualizar na figura a seguir.
Figura 16 –CPDS
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2.3.3 Os Eixos Imaginários
O helicóptero, similar ao avião, possui três eixos, chamados de linhas de manobras. São linhas imaginárias e perpendiculares entre si, onde ocorrem as manobras de mudança de atitude. O eixo vertical corta a aeronave de cima para baixo, e pode ser paralelo ao eixo de acionamento do rotor principal. Em torno desse eixo, o helicóptero realiza o movimento de guinada, através do acionamento dos pedais, variando a estabilidade direcional. O eixo longitudinal – que vai do nariz até a cauda da aeronave – permite a controlabilidade de rolamento para ambos os lados. O comando utilizado para esse tipo de manobra é o cíclico, por meio do qual se varia a estabilidade lateral.
O Eixo transversal ou lateral corta a aeronave de um lado para o outro, da esquerda para a direita. Nesse eixo ocorre o movimento de tangagem ou arfagem, modificando a atitude do nariz do helicóptero conforme a variação do comando cíclico para frente (movimento de picar) ou para trás (movimento de cabrar), fazendo com que a proa da aeronave suba ou desça, variando a estabilidade longitudinal.
O Centro de Gravidade (CG), ponto onde os três eixos se cruzam, fica localizado o mais próximo possível do mastro do helicóptero. É conhecido como o ponto onde se localiza todo o peso de uma aeronave, gerando estabilidade.
Figura 17 – Os movimentos em torno dos eixos vertical, longitudinal e lateral de um helicóptero
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O sistema de isolação anti-ressonante do helicóptero (ARIS), em conjunto com o amortecedor de oscilação y e outros equipamentos e sistemas, garante voos suaves e seguros. O ARIS é um sistema de Isolamento de Vibração Anti-Ressonância passiva que atua no eixo vertical e o amortecedor y reduz as vibrações laterais da aeronave.
2.4 ACIONAMENTO DO ROTOR PRINCIPAL
2.4.1 Transmissão Principal
De concepção modular, destina-se a transferir potência dos dois motores para as unidades auxiliares e sistemas dos rotores principal e de cauda. Os componentes que permitem que a potência seja transferida somente no sentido dos motores para a transmissão são as duas rodas livres, incorporadas nos acionamentos de entrada. As rodas livres habilitam a autorrotação da aeronave, viabilizando o giro do rotor pela ação do vento independente do funcionamento dos motores.
Silva (2011, p. 50) afirma que “Autorrotação é o termo usado para a condição de voo durante a qual não há fornecimento de potência do motor e o rotor principal é acionado apenas pela ação do vento relativo.”
Quadro 2 – Principais particularidades da transmissão principal do EC135/ H135 NR = 100% (Regime do rotor principal)
Peso Aproximadamente 143.5 kg
Redução da engrenagem do rotor principal 14,923 Redução da engrenagem do rotor de cauda 1,183
Velocidade de acionamento 5898 rpm
Velocidade do rotor principal 395 rpm Velocidade de saída do rotor de cauda 4986 rpm
Quantidade de óleo 10.0 litros
Material Liga de alumínio
Fonte: THM EC135 (2006). Adaptado pelo autor.
Os acessórios da caixa de transmissão principal são dois ventiladores dos radiadores do óleo, destinados ao arrefecimento do óleo da transmissão e dos motores e duas
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bombas hidráulicas. Os componentes são movimentados pelos acionadores dos acessórios, localizados nos lados dianteiro esquerdo e direito da transmissão principal e são acionados pelos eixos intermediários.
O THM EC135 (2006, p.01-42) informa que “A transmissão principal é fixada à célula por quatro amortecedores ARIS (Sistema de Isolamento Anti-Ressonância), um montante amortecedor de esforços laterais (amortecedor y) e dois montantes de torque.” Esses componentes de suporte têm a função de transmitir os momentos e esforços para a célula da aeronave.
O sistema ARIS – Anti Resonance Isolation System – tem a finalidade de isolar as vibrações entre o rotor e a fuselagem da aeronave utilizando o princípio do amortecedor mola/ massa. O sistema compensa os esforços gerados pelo sistema do rotor para baixo pelos esforços criados pela massa de amortecimento para cima e vice-versa. O sistema do rotor do helicóptero e a massa de amortecimento vibram com a mesma frequência e com uma defasagem de 180°. A efetividade do sistema é somente no eixo vertical e para a frequência ajustada.
Figura 18 – Princípio de Isolamento de Vibração Anti-Ressonância passiva
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O THM EC135 (2006, p. 01-48) informa que “O sistema é composto por quatro amortecedores hidromecânicos uniaxiais. Eles absorvem todos os pesos e esforços de sustentação transmitidos pela transmissão principal”.
A frequência de vibração natural do ARIS é ajustada para o valor de vibração da frequência gerada pelo regime do rotor principal.
Figura 19 – Isolador de vibração ARIS
Fonte: THM EC135 (2006). Adaptada pelo autor.
Um montante de esforços laterais fabricado em titânio, denominado Y-Strut, é montado na transmissão principal. Tal sistema tem a finalidade de absorver todos os esforços laterais da transmissão.
Para reduzir a vibração lateral (sentido Y) do sistema do rotor principal, é instalado na célula da aeronave um amortecedor de oscilação massa/ mola, composto por dois pesos, ajustáveis por massa, parafusados nas lâminas. Os pesos do amortecedor irão vibrar na mesma frequência das oscilações da fuselagem, em sentido oposto, essa reação irá ocasionar uma redução na vibração lateral da aeronave.
O rotor principal gira a 6.7 vezes por segundo quando o regime do rotor principal é de 101.5% de NR (Número de Rotações). A frequência resultante de vibração é de 4/rev de 26.7 Hz, valor de ajuste da frequência de vibração natural do amortecedor y.
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Figura 20 – Amortecedor y
Fonte: THM EC135 (2006). Adaptada pelo autor.
Dois montantes de torque, fabricados em titânio (Torque strut) são fixados a transmissão principal e à célula da aeronave. Possuem a função de absorver todas as forças criadas pelo sistema do rotor principal no sentido longitudinal, x, e o torque de reação do rotor principal. Os movimentos são transmitidos pelos rolamentos esféricos integrados nos amortecedores de torque e no alojamento da caixa de transmissão.
2.4.2 Pás do Rotor Principal
O sistema de sustentação é composto por quatro pás que giram no sentido anti-horário, se vistas de cima, no rotor principal, as quais são fabricadas em fibras de materiais compostos. A longarina flexível (Flex Beam) realiza as funções das articulações de arrasto e batimento e de rolamento para a mudança do ângulo da pá.
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Figura 21 – Pá do rotor principal – punho de comando
Fonte: THM EC135 (2006). Adaptada pelo autor.
As funções do punho de comando de passo são: transmitir os esforços de comando para a parte aerodinâmica da pá mudando o ângulo de passo da pá, fornecer uma carenagem aerodinâmica para a raiz da pá e é responsável por transmitir os movimentos da pá para os amortecedores de avanço-recuo (Lead-lag Dampers).
Figura 22 – Pá do rotor principal – Área de Fixação da pá e comando de passo
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A figura 23 ilustra todos os componentes que são fixados nas pás do rotor principal. É possível observar a longarina flexível da pá, número 12, que é responsável pelas funções das articulações de arrasto, mudança de ângulo e batimento. No EC135, diferente da maioria dos helicópteros, as pás são fixadas diretamente no mastro do rotor sendo a cabeça integrada ao mastro. Em outras aeronaves as pás são fixadas na cabeça do rotor que é fixada ao mastro, suportando as pás e também com a função de absorver os esforços de arrasto, batimento e força centrífuga.
Figura 23 – Punho de Comando de Passo e Raiz da Pá
Fonte: THM EC135 (2006). Adaptada pelo autor.
Sobre a construção do rotor principal da aeronave, o THM EC135 (2006, p.01-54) afirma que “Este tipo de construção é benéfico em termos de manutenção, custo e peso.” Uma vez que a manutenção simplificada, custo e menor peso, estão relacionados diretamente com a performance e segurança da aeronave.
Os sistemas para redução das vibrações, descritos anteriormente, aumentaram a segurança e a sensação de conforto durante os voos. A construção do sistema de sustentação do EC135/ H135, em relação a outros helicópteros, possui menor número de componentes que
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realizam as mesmas funções, ocasionando menor indisponibilidade devido as intervenções de manutenção e consequentemente maior disponibilidade da aeronave para operação. Para complementar o sistema de sustentação, o helicóptero é equipado com dois sistemas hidráulicos que operam independentemente e são responsáveis por reforçar os esforços de comando manual do piloto. Tal sistema possui ainda atuadores em seus comandos de voo que tornam as movimentações do EC135/ H135 mais precisas e seguras.
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3 APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
3.1 HISTÓRIA DOS HELICÓPTEROS
A cronologia da invenção dos helicópteros mostra que desde o século 4 d.C. o homem permanece em constante busca pela evolução do projeto ao desenvolvimento das aeronaves de asas rotativas. Leonardo da Vinci desenhou o primeiro projeto de helicóptero e ao longo dos anos foram projetados e construídos diversos tipos de aeronaves de asas rotativas. O responsável pelo desenvolvimento do helicóptero foi Igor Sikorsk entre os anos 60 e 80, possibilitando a sua utilização para o transporte de carga e pessoas.
3.2 OS HELICÓPTEROS
Os helicópteros são aeronaves comprovadamente mais versáteis e úteis que o avião para os operadores que necessitam se deslocar com destino a locais em que não é possível o pouso de um avião. A preferência pelas aeronaves de asas rotativas fica evidenciada na figura sobre a frota das aeronaves de segurança pública do Brasil. O número de aeronaves de asas rotativas é muito superior e esse fato se deve as várias missões em que podem ser empregadas, possibilitando diversos tipos de voos como o pairado e o pouso em praticamente qualquer lugar.
3.3 O HELICÓPTERO EC135 E O SEU SISTEMA DE SUSTENTAÇÃO
O helicóptero EC135 foi criado para substituir o BO108, devido à necessidade de se proporcionar maior volume de cabine e aumento da visibilidade em relação ao modelo anterior, cumprindo os requisitos solicitados pelos operadores e que existiam em aeronaves de outros fabricantes. A aeronave foi construída com ênfase a ampliar a flexibilidade para missões. O piso da cabine plano e a maneira com que os assentos são fixados permitem que a aeronave seja convertida rapidamente para atender a vários tipos de configurações. Comporta
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até oito ocupantes, três a mais que o antecessor e incorpora diversas evoluções que possibilitaram o aumento da performance e segurança do novo modelo.
Foi instalado no EC135 o rotor de cauda tipo Fenestron, substituindo o rotor de cauda convencional de duas pás que equipava o BO108. O novo sistema é totalmente carenado, possui dez pás fabricadas em alumínio e diferentemente do rotor de cauda convencional, as pás só efetuam a mudança de passo, sem o movimento de batimento. Tal configuração permite a redução do ruído e o aumento da performance do helicóptero. O novo rotor é mais seguro para as operações de pouso, devido às pás estarem totalmente envolvidas por carenagens, evitando colisão das pás com possíveis obstáculos e acidentes devido à aproximação de pessoas ou animais pela cauda da aeronave, diferente do rotor de cauda convencional, que é totalmente exposto.
O sistema de sustentação da aeronave dotado de menos componentes, se comparado ao sistema de outros helicópteros, oferece vantagens como cabeça do rotor integrada ao mastro, sistema do rotor sem articulação e ausência de rolamentos que torna o helicóptero mais eficiente e seguro, devido a redução de peso e número de componentes em seu sistema.
3.4 OS BENEFÍCIOS DO SISTEMA DE SUSTENTAÇÃO DO EC135 EM RELAÇÃO A SEGURANÇA
Na fabricação do sistema do rotor principal do EC135 são utilizados modernos materiais compostos com a finalidade de aumentar a segurança e o conforto na operação do helicóptero, por consequência, atingindo o aumento na periodicidade dos intervalos de manutenção.
A tecnologia empregada na fabricação da pá do rotor principal faz com que a sua raiz tenha a capacidade de executar movimentos, substituindo alguns componentes de uma cabeça de rotor flexível devido a sua capacidade em realizar os mesmos movimentos de avanço e recuo, batimento e mudança de passo. Essa tecnologia acarreta na diminuição de peso, devido ao menor número de componentes instalados no sistema de sustentação. Componentes como os amortecedores de avanço-recuo elastoméricos, com a função de amortecer a pá para evitar ressonância no ar e no solo, são frutos do avanço tecnológico e foram projetados para atuarem em conjunto com os outros componentes citados
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anteriormente, aumentando a segurança e proporcionando a redução das vibrações do helicóptero, resultando na maior eficiência do funcionamento geral da aeronave.
O sistema ARIS composto por um montante de esforços laterais e dois montantes de torque juntamente com o amortecedor y instalado sob o piso da cabine, trabalham em conjunto para reduzir as vibrações do helicóptero em todos os eixos imaginários. Esses componentes e o sistema atuam no aumento da segurança da aeronave, reduzindo as vibrações e proporcionando voos estáveis e confortáveis para os ocupantes.
A ressonância de solo é um fenômeno que pode ser catastrófico para uma aeronave e o EC135 conta com equipamentos como os dampers. Eles são instalados nas pás do rotor principal e possuem a capacidade de amortecer os movimentos de avanço e recuo, contribuindo para a redução das vibrações e o contato que pode interferir com a capacidade da célula em vibrar na sua frequência natural, que ocorre quando está em voo, evitando uma possível catástrofe com a destruição do helicóptero. Tal fenômeno ocorre, geralmente, com helicópteros que possuem rotor articulado e contam com três ou mais pás no rotor principal. Esse fato se dá a capacidade de cada pá de efetuar o movimento de avanço e recuo de forma independente. Silva (2011, p. 68) cita o que pode ocorrer com a aeronave “Esse efeito progressivo pode destruir um helicóptero em poucos segundos.”
Com o passar do tempo e a descoberta de novas tecnologias, o EC135 é um helicóptero que sofre constantes atualizações conforme a fabricação e disponibilização de novos acessórios e equipamentos. Devido a constante descoberta de novas tecnologias, componentes e sistemas sofrerem atualização ou substituição por novos itens mais eficientes. A versão atual do helicóptero é o H135 T3/ P3, modelo que entrou em operação em 2013. O modelo conta com novos equipamentos como: novo tipo de proteção contra impacto do fenestron, estabilizador horizontal sem chapas nas extremidades, novas entradas de ar, pás do rotor principal maiores, entre outras inovações.
Essas atualizações demonstram que com o passar do tempo e a descoberta de novas tecnologias e novos materiais, a construção das aeronaves se torna cada vez mais dinâmica, na direção de se ampliar a segurança, primordial fator na elaboração dos projetos pelos fabricantes, como ocorreu com a aeronave EC135.
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4 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Foram contextualizados os aspectos históricos acerca da invenção e emprego das aeronaves de asas rotativas no Brasil. Foram descritas e explicadas, ao longo do trabalho, as características gerais dos helicópteros, as peculiaridades do EC135/ H135 com o seu sistema de sustentação e por último, os benefícios do sistema de sustentação da aeronave em relação à segurança operacional.
Um dos pontos conclusivos desta pesquisa foi a constatação de que a tecnologia empregada no sistema de sustentação da aeronave EC135 se difere da maioria dos sistemas existentes. Esse fato demonstra a tecnologia da sua concepção, que contribuiu para o aumento da performance e segurança dos voos.
Boa parte das pessoas conhece um pouco da história dos aviões e a maioria desconhece a história dos helicópteros. O objetivo geral deste trabalho foi explicar o sistema de sustentação do EC135 e a sua contribuição para a segurança do voo do helicóptero, o que foi feito com base nas publicações técnicas do fabricante da aeronave.
Leonardo da Vinci ficou conhecido como o idealizador do helicóptero, após desenhar o La Hélice, em 1483, desenho que demonstrou os princípios básicos para a construção dos futuros helicópteros e desde então os fabricantes estão em constante busca por eficiência, segurança e tecnologia para o desenvolvimento dos helicópteros.
Igor Ivanovich Sikorsky foi o responsável pelo aperfeiçoamento da aeronave de rotor simples, transformando o helicóptero em um meio de transporte eficaz, com a capacidade de transportar cargas e soldados para o cumprimento de missões militares. Esse desenvolvimento foi fundamental para que os fabricantes pudessem projetar e construir as aeronaves que operam atualmente.
O helicóptero EC135/ H135 surgiu com várias inovações para um mercado que exigia uma aeronave flexível e versátil, para ser utilizada em diversos tipos de missões. Para tal, foi projetado um eficiente sistema de sustentação que conta com várias inovações tecnológicas com a finalidade de aumentar a performance e a segurança do voo.
O sistema do rotor principal é o componente mais importante de uma aeronave de asas rotativas, pois ele é o responsável por toda a sustentação do helicóptero, permitindo a realização dos voos em todas as direções, inclusive subir, descer e o voo pairado. Na sua configuração básica, o rotor principal é composto por: cabeça do rotor, mastro e as pás.
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O rotor de cauda, localizado na extremidade do cone de cauda do helicóptero, tem a função anti-torque para evitar o giro da aeronave no sentido oposto a rotação do rotor principal, em torno do eixo vertical, mantendo a posição da aeronave estável e na proa desejada pelo piloto através do comando dos pedais. O tipo de rotor de cauda mais utilizado é o convencional, ou exposto. A sua configuração é semelhante à do rotor principal, pois possui no mínimo duas pás, e efetua os movimentos de mudança de ângulo e batimento. Mesmas características do rotor principal.
Para controlar um helicóptero são necessários três controles: o cíclico, localizado à frente do assento do piloto, entre as pernas, é comandado pela mão direita. Esse comando é responsável pelos movimentos: para frente, para os lados e para trás; coletivo, localizado a esquerda do assento do piloto, responsável pelos movimentos de subir e descer. Comandado pela mão esquerda do piloto; os pedais são responsáveis pelo comando do rotor de cauda. Ficam localizados na posição dos pés dos pilotos. Varia a direção da proa da aeronave para os lados, em torno do eixo vertical. Essa configuração de comandos é utilizada na grande maioria dos helicópteros.
O helicóptero EC135 possui a transmissão montada no piso mecânico da aeronave por um sistema denominado ARIS com a função de reduzir as vibrações no eixo vertical, um montante amortecedor de esforços laterais com a finalidade de absorver todos os esforços laterais da transmissão e dois montantes de torque que absorvem o torque de reação de todas as forças criadas pelo sistema do rotor principal, no sentido longitudinal. Esses recursos foram desenvolvidos e instalados na aeronave com a finalidade de reduzir as vibrações causadas pelo sistema de sustentação da aeronave.
Outra particularidade do sistema de sustentação do EC135/ H135 são as pás do rotor principal que são instaladas diretamente no mastro sem a necessidade de possuir uma forma de fixação, como ocorre na maioria dos helicópteros. Isso se deve ao fato da cabeça do rotor ser integrada ao mastro. Mesmo utilizando essa tecnologia, o helicóptero é comparado a uma aeronave de cabeça articulada porque possui os movimentos de mudança de passo, avanço e recuo e batimento. Tais movimentos são possíveis devido a longarina flexível da pá, que executa as funções de movimentos que uma cabeça de rotor articulada possui.
O benefício do sistema de sustentação do helicóptero EC135/ H135 promove um voo seguro e estável e tem relação direta com os componentes empregados, como as pás do rotor principal cujas raízes fazem os movimentos de arrasto e batimento e de mudança de ângulo das pás.
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A tecnologia é o fator responsável pelo aumento na segurança dos voos, desde o projeto até a fabricação das aeronaves, peças e componentes. Analisando as generalidades do EC135/ H135 no que tange ao sistema de sustentação, fica evidente que é um helicóptero construído com sistemas e componentes de última geração. Foi projetado com o propósito de aumentar a segurança dos voos, performance e flexibilidade, com a finalidade de atender a demanda do mercado de aeronaves, substituindo o helicóptero BO108. As inovações são responsáveis pelo sucesso da aeronave. Seu sistema de sustentação eficiente e simplificado, em relação a outros existentes, juntamente com outras tecnologias, fazem com que o helicóptero seja um destaque em seu segmento.
Os objetivos deste trabalho foram atingidos ao passo que se tornaram evidentes os benefícios da evolução tecnológica do sistema de sustentação com relação à segurança operacional, devido aos avanços tecnológicos utilizados no projeto e fabricação do helicóptero EC135/ H135 comparado ao sistema de sustentação de outras aeronaves, ficando evidente o comprometimento do seu projeto com a performance e segurança. O trabalho foi feito com o máximo de detalhamento sobre o conteúdo abordado com o objetivo de ser facilmente compreendido.
Quanto à continuidade ou revisão deste trabalho, recomenda-se que seja acompanhado a evolução dos helicópteros, inclusive as atualizações do helicóptero EC135/ H135, a fim de poder manter os interessados atualizados sobre os avanços tecnológicos.
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