Teoria de Voo I
Aerodinâmica de Baixa Velocidade
01
Estrutura do Avião
- Fuselagem: É a estrutura que fixa as demais partes do avião e também aloca a área do motor, cabine de comando, o compartimento de passageiros e cargas.
- Aerofólios: São estruturas aerodinâmicas que produzem forças úteis ao voo, como asa, empenagem e hélices.
- Asa: É o componente fixado na fuselagem, com o objetivo de produzir sustentação suficiente para manter o voo de uma aeronave.
- Trem de pouso: Estrutura com a função principal de sustentar a aeronave no solo. Contudo, também é utilizada para amortecimento do impacto no momento do pouso, frenagem e controle direcional da aeronave no solo (táxi).
02
TIPOS E CARACTERÍSTICAS DE AEROFÓLIOS
Aerofólios são estruturas aerodinâmicas que produzem forças úteis ao voo e que possuem características e elementos diante do seu perfil.
- Bordo de ataque: É a estrutura que fixa as demais partes do avião e também aloca a área do motor, cabine de comando, o compartimento de passageiros e cargas.
- Bordo de fuga: São estruturas aerodinâmicas que produzem forças úteis ao voo, como asa, empenagem e hélices.
- Extradorso: É o componente fixado na fuselagem, com o objetivo de produzir sustentação suficiente para manter o voo de uma aeronave.
- Infradorso: Estrutura com a função principal de sustentar a aeronave no solo. Contudo, também é utilizada para amortecimento do impacto no momento do pouso, frenagem e controle direcional da aeronave no solo (táxi).
- Corda: Estrutura com a função principal de sustentar a aeronave no solo. Contudo, também é utilizada para amortecimento do impacto no momento do pouso, frenagem e controle direcional da aeronave no solo (táxi).
Linha média ou linha de curvatura média: Estrutura com a função principal de sustentar a aeronave no solo. Contudo, também é utilizada para amortecimento do impacto no momento do pouso, frenagem e controle direcional da aeronave no solo (táxi).
Os aerofólios apresentam dois tipos de perfil, o simétrico e o assimétrico.
- Perfil simétrico: No qual a linha de corda divide o aerofólio em duas partes iguais.
Neste tipo de perfil, será necessário um ângulo de ataque maior para que seja produzida a mesma sustentação de um perfil assimétrico. Este perfil tem a vantagem de produzir a mesma sustentação em ângulos de ataque positivo e negativo, motivo pelo qual é comumente utilizado em aviões acrobáticos.
- Perfil assimétrico: No qual a linha de corda divide o aerofólio em duas partes diferentes. Por serem mais eficientes em gerar sustentação, os perfis assimétricos são os mais utilizados nas asas das aeronaves.
03
CARACTERÍSTICAS DAS ASAS E ÂNGULOS
É o componente fixado na fuselagem, com o objetivo de produzir sustentação suficiente para manter o voo de uma aeronave.
- Envergadura: distância de uma ponta a
outra da asa - Raiz da asa: parte da asa localizada próxima a fuselagem da aeronave.
- Ponta da asa: parte da asa localizada na extremidade oposta à raiz.
- Área da asa: área compreendida entre os bordos de ataque e de fuga, de uma ponta a outra, inclusive a área compreendida pela fuselagem da aeronave. A figura a seguir exibe a área total de uma asa.
- Alongamento da asa: relação entre a envergadura e a corda média geométrica da asa. Quanto maior o alongamento melhor será a capacidade da asa de gerar sustentação e menor será o arrasto por ela produzido.
- Vento relativo: É o vento paralelo e na direção oposta à trajetória da aeronave. E a velocidade do vento relativo é similar a velocidade da aeronave.
- Ângulo de ataque: Ângulo formado entre a linha de corda e o vento relativo.
- Ângulo de incidência: Ângulo formado entre a corda e o eixo longitudinal da aeronave.
- Diedro: Ângulo formado entre o plano do intradorso da asa e o eixo lateral da aeronave. O diedro pode ser nulo, negativo ou positivo e terá influência direta na estabilidade lateral da aeronave.
- Enflechamento: Ângulo formado entre o bordo de ataque da asa e o eixo lateral. Pode ser nulo, positivo ou negativo e terá influência direta na estabilidade lateral e direcional da aeronave.
04
FORÇAS QUE ATUAM SOBRE O AVIÃO
- As quatro forças que atuam sobre um avião em voo são: peso, sustentação, arrasto e tração. E o conhecimento dos efeitos destas forças permitirá a compreensão das reações do avião e das técnicas de pilotagem.
- Peso: é a força que “empurra” o avião para baixo devido a força de gravidade, no sentido oposto à sustentação.
- Sustentação: é a força que se opõe ao peso, ela é produzida pelo efeito dinâmico do ar atuando sobre a asa, no sentido perpendicular à trajetória do voo.
- Arrasto: é a força que causa resistência ao voo, provocada pelo turbilhonamento do ar na asa, fuselagem e em outras superfícies expostas. Esta força age no sentido oposto à tração.
Tração: é a força gerada pelo motor da aeronave cuja função é se opor ao arrasto.
05
PESO
O peso de um avião é causado pela força de gravidade que age no centro de gravidade (CG) do avião no sentido do centro da Terra. Em solo, o peso do avião é suportado pela superfície terrestre e em voo o peso do avião é suportado pela sustentação.
- Centro de gravidade (CG):
É o ponto de equilíbrio de um avião,
onde todos os seus três eixos se encontram. A posição do CG varia
de um voo para outro, uma vez que a determinação de sua posição
está associada principalmente a quantidade de combustível
abastecido e a distribuição da carga e dos passageiros dentro da
aeronave.
06
SUSTENTAÇÃO
O peso de um avião é causado pela força de gravidade que age no centro de gravidade (CG) do avião no sentido do centro da Terra. Em solo, o peso do avião é suportado pela superfície terrestre e em voo o peso do avião é suportado pela sustentação.
E o outro percentual da sustentação total produzido pela asa será gerado pela deflexão para baixo do ar que se choca com o intradorso da asa.
Ou seja, o ar que é deslocado para baixo pela asa, de acordo com a terceira lei de Newton, terá como reação empurrá-la para cima, produzindo sustentação.
Portanto, a quantidade de sustentação produzida por uma asa, depende:
- Coeficiente de sustentação da asa
(CL) Pressão dinâmica
Área da asa
L = Sustentação
CL = Coeficiente de Sustentação: número dado experimentalmente que depende do ângulo de ataque, espessura e curvatura do aerofólio.
V = Velocidade: V2 é o quadrado da velocidade, o que indica que a sustentação é proporcional a este fator, sendo, junto com o próprio coeficiente de sustentação um dos fatores que o piloto pode comandar em voo, interferindo diretamente na sustentação.
S = Área da Asa: Compreende o produto entre envergadura e a corda.
D = Densidade do Ar
07
ARRASTO
O arrasto representa o turbilhonamento formado atrás dos objetos, quando os mesmos se deslocam através do ar. E não é causado pela turbulência e sim pela redução de pressão atrás dos objetos. Ou seja, os filetes de ar não conseguem acompanhar o contorno das superfícies.
- Arrasto Induzido: Provocado pelo ar que escapa do intradorso para o extradorso pela diferença de pressão e turbilhona em espiral na ponta das asas e diminui a sustentação, fazendo com que o piloto tenha que aumentar o ângulo de ataque.
É maior em baixas velocidades e em operações de pousos e decolagens, pois o ângulo de ataque é maior nessas condições.
- Arrasto Parasita: Provocado por todas as partes do avião que não produzem sustentação.
Também definido pelo termo área plana equivalente. - Arrasto Total: O arrasto total é a soma do arrasto induzido e parasita. Ao combinarmos os gráficos do arrasto parasita e induzido, com relação à velocidade da aeronave, encontramos a curva do arrasto total, que nos permite conhecer a velocidade na qual o arrasto é mínimo.
08
TRAÇÃO
A tração é produzida pelo grupo motopropulsor na direção do deslocamento da aeronave, no sentido oposto ao arrasto. Para que a aeronave mantenha um voo reto e nivelado a tração deve ser igual ao arrasto. Para que num voo nivelado a aeronave acelere, a tração deverá ser maior do que o arrasto.
SAIBA MAIS
Potência do Motor
Há diferentes tipos de potência que são geradas por um motor a pistão, e
o conhecer cada uma delas é importante para o desenvolvimento deste estudo.
- Potência indicada: potência bruta produzida pelo motor.
- Potência efetiva: potência que o motor fornece à hélice, medida no eixo da hélice.
- Potência nominal: potência efetiva máxima que o motor é capaz de desenvolver.
- Potência útil: potência que o grupo motopropulsor disponibiliza para a aeronave. Para se obter esta potência deve-se levar em consideração a eficiência da hélice em converter a potência efetiva em tração. Quanto maior a eficiência da hélice maior será a sua capacidade em converter a potência efetiva em tração.
- Potência necessária: potência que a aeronave necessita para se manter em voo reto e nivelado.
Formando Pilotos desde 2018
© Copyright EAD Aviação Civil - 38.614.906/0001-79