MATEMTICA_________________________

O estudo deste captulo pode ser dispensado pelos leitores j familiarizados com os termos matemticos bsicos.

Dentro do possvel, as frmulas matemticas sero evitadas neste curso. Sero

necessrias apenas as seguintes noes elementares:

1. Produto a mesma coisa que a multiplicao. Por exemplo, o produto de 2 por 4 igual a

8. Usaremos a seguinte notao:

2.4=8

2. Quociente ou Razo a mesma coisa que diviso. Por exemplo, a razo entre 18 e 2 9.

Usaremos a seguinte notao:

= 9

3. Quadrado o produto do nmero pelo prprio nmero. Como exemplo, o quadrado de 7

49, porque 7.7 = 49. Usaremos a seguinte notao:

7 = 49

4. CUBO o valor obtido multiplicando um nmero por si mesmo, duas vezes sucessivas.

Como exemplo, o cubo de 4 64, porque 4.4.4 = 64. Usaremos a seguinte notao:

4 = 64

5. Raiz quadrada Raiz quadrada de um nmero um outro nmero que, elevado ao

quadrado, d como resultado o primeiro nmero. Como exemplo, a raiz quadrada de 81 9,

porque 9 = 81. Usaremos a seguinte notao:

= 9

6. Diretamente proporcional - um termo matemtico que serve para indicar que uma certa

grandeza varia no mesmo sentido de outra grandeza. Por exemplo, a distncia percorrida por

um automvel em movimento diretamente proporcional ao tempo decorrido, pois essa

distncia aumenta medida que o tempo aumenta. Usaremos a seguinte notao:

Distncia tempo

7. Inversamente proporcional um termo matemtico que serve para indicar que uma

certa grandeza varia no sentido contrrio ao de uma outra grandeza. Por exemplo, a quantidade

de combustvel no tanque de um automvel inversamente proporcional ao tempo de viagem.

De fato, a quantidade de combustvel diminui quando o tempo de viagem aumenta. Usaremos a

seguinte notao para indicar esse fato:

Distncia

Fsica_________________________________

As seguintes noes de fsica so indispensveis neste curso: 1. Velocidade a distncia percorrida por unidade de tempo, as unidades mais usadas para

medir a velocidade so:

a) Km/h quilometro por hora

b) Mph - Milha por hora (1,609 Km/h)

c) Kt Knot ou n (1.852 Km/h)

2. Massa a quantidade de matria contida em um corpo. A massa invarivel. Por exemplo,

um pacote fechado contendo 1 kg de presunto sempre ter a quantidade de 1 kg de presunto,

mesmo que seja levado a lua, onde a fora da grvida menor do que na terra. As unidades

mais usadas para medir a massa so:

a) Kg Quilograma

b) Lb Libra (0,4536Kg)

3. Fora tudo aquilo que capaz de produzir ou modificar o movimento de um corpo.

impossvel fazer um objeto movimentar-se, para ou mudar de direo sem aplicar-lhe uma fora.

As unidades mais usadas para medir a fora so:

a) Kgf Quilograma-fora

b) Lbf Libra-fora (0,4536 Kgf)

4. Peso fora da gravidade. O peso varivel. Por exemplo, o peso de uma pessoa

maior nos plos do que no equador, devido maior proximidade do centro da terra. Na lua, o

peso dos astronautas menor do que na terra.

5. Trabalho o produto da fora pelo deslocamento. Por exemplo, na figura abaixo, um trator

empurra uma pedra com uma fora de 400 Kgf, deslocando-a por uma distncia de 20m. O

trabalho feito igual a 400 Kgf.20m = 8000Kgf.m.

6. Potncia o trabalho produzido por unidade de tempo. Para calcular a potncia,

multiplicamos a fora pela velocidade:

Potncia = Fora.Velocidade

A potncia geralmente medida em HP (HORSE POWER). Um HP a potncia

aproximada de um cavalo robusto, puxando um objeto com uma fora de 76 Kgf, a velocidade

de 1M/s (metro por segundo).

7. Acelerao a variao da velocidade por unidade de tempo. Por exemplo, se um

automvel parado leva 10 segundos para atingir a velocidade de 40m/s, isso significa que sua

velocidade aumenta de 4m/s em cada segundo. A acelerao , portanto, igual a 4m/s.

Matematicamente, a acelerao diretamente proporcional a fora aplica e inversamente

proporcional a massa do corpo, ou seja:

Acelerao =

8. Inrcia a tendncia natural dos corpos permanecerem em repouso ou em movimento

retilneo uniforme. Por exemplo, um trem parado no consegue atingir instantaneamente a

velocidade de 100 Km/h, devido a sua inrcia. Vale tambm o contrrio: um trem em movimento

no capaz de para instantaneamente, devido a sua inrcia.

9. Densidade a massa por unidade de volume. Por exemplo, a densidade da gasolina

igual a 0,72 Kg/litro; ou seja, cada litro de gasolina tem a massa de 0,72 Kg.

10. Momento (ou Torque) tudo aquilo que pode

causar rotao. Por exemplo, uma fora aplicada

sobre uma manivela faz aparecer um momento ou

torque que produz o movimento de rotao em torno

do eixo.

11. Ao e reao - A lei da ao e reao (ou 3 lei de

Newton) afirma que toda a ao corresponde uma

reao de igual intensidade, porm de sentido contrrio.

Por exemplo, se colocarmos um objeto pesando 2 Kgf

sobre uma mesa, esta exercer para cima uma fora

igual a 2 Kgf sobre o objeto.

12. Vetor toda grandeza matemtica que possui intensidade, direo e sentido. Por

exemplo, um vento pode ser representado por um vetor de intensidade igual a 50 Km/h, com

direo horizontal e sentido norte-sul. Na figura do item 11 acima, a ao e a reao foram

representadas por dois vetores (setas) verticais com sentidos opostos. Por outro lado, certas

grandezas no podem ser representadas por vetores. Por exemplo, seria absurdo afirmar que a

temperatura em um certo loca igual a 27 C, com direo horizontal e sentido norte-sul.

13. Presso a fora por unidade de rea. Por exemplo,

a presso do ar no pneu de um automvel de

aproximadamente 1,5 Kgf/cm. Isso significa que a fora

exercida pelo ar em cada centmetro quadrado do pneu

igual a 1,5 Kgf.

14. Energia tudo aquilo que pode realizar trabalho. Existem diversos tipos de energia, tais

como:

Energia cintica a energia contida nos corpos em movimento. Por exemplo, um

caminho em alta velocidade, no final de uma ladeira, possui energia cintica que o motorista

pode aproveitar para vencer a prxima subida.

Energia potencial gravitacional a energia contida em num corpo colocado em local

elevado. Por exemplo, um caminho no alto de uma ladeira possui energia potencial

gravitacional. Graas a essa energia, ele pode descer ladeira abaixo, mesmo sem a ajuda do

motor.

Energia de presso a energia acumulada nos fluidos sob presso. Como exemplo,

temos a energia do ar dentro do pneu de um automvel, a energia dos gases produzidos pela

plvora no interior de uma arma de fogo, etc.

15. Composio de vetores um mtodo que serve para determinar a resultante de vrios

vetores. A figura abaixo mostra um mtodo prtico para fazer a composio dos ventos

produzidos por dois ventiladores colocados perpendicularmente, a fim de determinar a

intensidade, a direo e o sentido do vento resultante. Alm das velocidades, as foras,

aceleraes e outros vetores podem ser compostos atravs do mesmo processo.

16. Decomposio de vetores um mtodo

usado para determinar as componentes de um

dado vetor. Por exemplo, um carro parado em

uma ladeira possui uma componente do seu

peso que o mantm no cho, e outra

componente que o empurra para frente. Essas

duas componentes podem ser determinadas

atravs do mtodo grfico mostrado na figura

17. Vento relativo o vento aparente

que sopra sobre um corpo em movimento

na atmosfera, geralmente ao sentido

contrrio ao do movimento. Por exemplo,

se um avio estiver subindo num ngulo

de 20, o vento relativo estar descendo

na mesma velocidade do avio, tambm

num ngulo de 20.

18. Velocidade relativa a velocidade de um corpo em relao a um outro corpo. Por

exemplo, se dois automveis aproximam-se numa estrada, em sentidos contrrios, a 80 Km/h

cada um, eles possuem velocidades relativas de 160 Km/h.

Se um automvel movimenta-se a 80 Km/h na mesma direo de um vento que sopra a

60 Km/h, a sua velocidade relativa ao vento ser de apenas 20 Km/h

Fluidos e Atmosfera_____________________

1. Fluido todo o corpo que no possui forma fsica. Existem duas espcies de fluidos:

a)Lquidos - gua, gasolina, leo, etc.

b)Gases Ar, oxignio, vapor dgua, etc.

2. Os avies voam atravs do ar. Por esse motivo, extremamente importante conhecer as

propriedades do ar que afetam o vo. Essas propriedades (ou parmetros) so:

a) Temperatura

b) Densidade

c) Presso

3. Temperatura A temperatura pode ser medida atravs dos termmetros que podem ser

graduados em escalas Celsius ou Fahrenheit. A

esquerda vemos um termmetro graduado em

escala Celsius que a mais conhecida. O zero

dessa escala a temperatura do congelamento da

gua, e 100 C corresponde a temperatura de

fervura da gua. direita vemos um termmetro na

escala Fahrenheit, usada nos pases de lngua

inglesa. Nessa escala a temperatura de

congelamento da gua corresponde a 32 F, e a

temperatura de fervura a 212 F.

4. Escalas absolutas Mais tarde, descobriu-se que a menor temperatura possvel na natureza

igual a 273 C ou 460 F, a qual deve ser

adotada como o verdadeiro zero (zero absoluto) das

escalas termomtricas. Assim alterando a posio do

zero, a escala Celsius originou a escala Kelvin. Nos

pases de lngua inglesa, a escala Fahrenheit deu

origem escala Rankine. As escalas Kelvin e

Rankine so chamadas escalas absolutas, e somente

elas podem ser usadas em clculos. As figuras ao

lado ilustram as escalas absolutas.

5. Densidade a massa por unidade de volume

do gs. A densidade varia inversamente com o

volume, ou seja, a densidade aumenta quando o

volume diminui, e vice-versa. Na figura ao lado, o

gs comprimido tem a mesma massa do gs no

comprimido (no ouve fuga do mesmo); porm,

como o volume diminuiu, sua densidade maior.

6. Presso esttica Sabemos que o ar contido em

um pneu de automvel ou o gs dentro de um botijo

exercem uma presso sobre as paredes do recipiente.

Esse tipo de presso chama-se presso esttica,

porque exercida por um gs esttico, isto , em

repouso

7. Lei dos gases a lei que descreve o comportamento dos gases, ou seja, a maneira como

variam a presso, a temperatura e a densidade dos

gases. Como exemplo temos:

a) Se aumentarmos a presso de um gs:

* A temperatura aumentar

* A densidade aumentar

b)Se aumentarmos a temperatura de um gs

* A presso aumentar

* A densidade diminuir

8. As variaes de presso, densidade e temperatura so sempre direta ou inversamente

proporcionais entre si, em obedincia Lei dos gases. Por exemplo:

a) Aumentando-se duas vezes a presso de um gs, sua densidade tambm aumentar duas vezes b) Diminuindo-se a temperatura de um gs para a metade, sua presso tambm cair para a metade do

valor inicial.

c) Aumentando-se a temperatura sete vezes, sua densidade diminuir sete vezes.

d) Aumentando-se a presso 5 vezes, a temperatura aumentar 5 vezes.

NOTA: As temperaturas consideradas devem ser absolutas, ou seja, quando se diz que a temperatura

aumentou 2 vezes, subtende-se que a temperatura em graus Rankine ou Kelvin aumentou 2 vezes. Por

exemplo, o dobro de 27 C no 54 C. O valor certo 327 C, conforme explicado a seguir:

*27 C igual a: 27 + 273 = 300 K

*O dobro de 300 K igual a 600 K

*600 K igual a: 600 273 = 327 C

9. Atmosfera a camada de ar que circunda a terra, uma mistura de gases que contm

aproximadamente 21% de oxignio, 78% de nitrognio e 1% de outros gases. O ar atmosfrico

pode ainda conter vrios componentes estranhos como a poeira, vapor dgua e poluentes

diversos.

10. Presso atmosfrica a presso exercida pelo ar sobre todas as coisas que esto dentro

da atmosfera. Comprovando a existncia dessa presso, se fizermos o vcuo no interior de uma

lata vazia de paredes finas, est ficara inteiramente amassada devido presso atmosfrica que

age no lado externo.

11. Variaes dos parmetros atmosfricos Os parmetros atmosfricos mais importantes

so a presso, a densidade e a temperatura do ar. Como regra geral, os valores destes trs

parmetros diminuem quando a altitude aumenta.

A densidade depende ainda da umidade. Quanto maior a umidade, menor ser a

densidade do ar, pois o vapor dgua que constitui a umidade mais leve do que o oxignio e o

nitrognio do ar.

Alm da altitude e da umidade, diversas influencias meteorolgicas fazem variar os

parmetros atmosfricos.

12. Atmosfera padro O desempenho do avio, ou seja, a velocidade mxima, o

comprimento da pista requerida para a decolagem, etc. dependem muito dos parmetros

atmosfricos. Como esses parmetros variam de momento a momento e de acordo com o local,

torna-se necessrio criar uma Atmosfera padro, a qual nos possibilitaria:

*Calcular o desempenho de avies em diversas condies, apartir de uma condio

padro.

*Comparar desempenhos de avies diferentes.

*Padronizar os critrios de avaliao dos desempenhos de avies pelos diversos

fabricantes de todo o mundo.

13. Atmosfera padro ISA (ICAO Standard Atmosphere) A atmosfera padro mais

conhecida a ISA, a qual foi definida pela Organizao da Aviao Civil Internacional OACI

(ICAO, em ingls) Com sede em Montreal, no Canad. So adotados os seguintes parmetros

para o nvel do mar:

* Presso1013, 25 hPa (760mm de mercrio)

* Densidade 1,225 Kg/m (0,1249 Kgf.s. )

* Temperatura 15 C

14. O Altmetro A presso atmosfrica diminui quando

a altitude aumenta. Isso pode ser aproveitado na

construo dos altmetros dos avies. Na realidade, o

altmetro apenas um manmetro (instrumento medidor

de presso) especialmente adaptado para mostrar ao

piloto a altitude em que ele se encontra, em vez da

presso do ar fora do avio. Depois de fabricado, o

altmetro calibrado para indicar a altitude correta na

atmosfera padro. Entretanto, na atmosfera real a

presso varia de forma diferente da atmosfera padro;

portanto a altitude indicada pelo altmetro apresentar

um determinado erro. Na prtica, esse erro no

apresenta inconvenientes quanto a segurana do vo, porque todos os avies que voam numa

mesma regio estaro com erros iguais, portanto sem perigo de coliso. A altitude indicada pelo

altmetro recebe o nome de Altitude presso, e a altitude real em que o avio est voando

chama-se Altitude verdadeira.

15. Altitude densidade Como a densidade do ar atmosfrico diminui com o aumento da

altitude, teoricamente possvel construir um aparelho medidor de densidade e adapt-lo,

transformando-o num altmetro. Entretanto, da mesma forma como acontece com a presso

atmosfrica, a densidade do ar na atmosfera real tambm varia de maneira diferente da

atmosfera padro. Portanto a altitude indicada pelo instrumento ser quase sempre incorreta, e

recebe o no de Altitude densidade.

Na prtica, a altitude densidade s tem interesse no estudo do teto de subida (altitude

mxima atingida) dos avies, conforme veremos em captulo posterior. Para determinar a

altitude densidade, geralmente usam-se tabelas ou o computador de vo.

Geometria do avio______________________

1. A figura abaixo mostra a nomenclatura das principais partes de um avio. A funo de cada

uma delas ser vista durante este curso.

2. As seguintes partes podem ser encontradas em um avio:

a) Superfcies aerodinmicas So aquelas que produzem pequena resistncia ao

avano, mas no produzem nenhuma fora til ao vo. Exemplo:

* Spinner

* Carenagem da roda

b) Aeroflios So aquelas que produzem foras teis ao vo. Exemplos:

* Hlice

* Asa

* Estabilizador

3. Elementos de uma asa A figura ao lado

mostra os principais elementos de uma asa:

* Envergadura (b)

* Corda (c)

* Raiz da asa

* Ponta da asa

* Bordo de fuga

* Bordo de ataque

Temos ainda a rea da asa (Geralmente

representada pela letra S), que igual ao

produto da envergadura pela corda, ou

seja:

S = b.c

4. Perfil o formato em corte do aeroflio. Existem dois tipos de perfis:

Perfil simtrico aquele que pode ser dividido por uma linha reta em duas metades

iguais.

Perfil assimtrico aquele que no pode ser dividido por uma linha reta em duas

partes iguais.

5. Elementos de um perfil Os principais elementos que compem um perfil so os seguintes:

* Bordo de ataque a extremidade dianteira do perfil

* Bordo de fuga a extremidade traseira do perfil

* Extradorso a superfcie superior do perfil

* Intradorso a superfcie inferior do perfil

* Corda a linha reta que liga o bordo de ataque ao bordo de fuga

* Linha de curvatura mdia (ou linha mdia) a linha que separa o extradorso do

intradorso

6. ngulo de incidncia o ngulo formado entre a corda e o eixo longitudinal do avio

NOTA: O eixo longitudinal uma linha de referncia imaginria do avio, estabelecida durante o

projeto, e geralmente coincide com a direo do vo horizontal.

Escoamento___________________________

1. Escoamento O movimento de um fluido gasoso ou lquido

denominado escoamento, o qual pode ser de dois tipos:

* Laminar ou Lamelar

* Turbulento ou turbilhonado

A figura ao lado ilustra os dois tipos de escoamento, atravs do

exemplo da fuma de um cigarro.

2. Tubo de escoamento a canalizao por

onde escoa o fluido. Existem dois tipos de tubo de

escoamento:

* Tubo real

* Tubo imaginrio

3. Equao da continuidade uma lei do

escoamento, a qual afirma, de forma

simplificada: Quanto mais estreito for o tubo de

escoamento, mais ser a velocidade do fluido,

e vice-versa.

4. Tnel aerodinmico A equao da continuidade torna possvel a construo do tnel

aerodinmico, que usado para testar os modelos de avies durante a fase de projeto.

5. Presso dinmica a presso produzida pelo impacto do vento. A presso dinmica deixa

de existir quando o vento para de soprar. Ela tanto maior quanto for a densidade ou a

velocidade do fluido que escoa. A presso dinmica calculada atravs da frmula:

6. Velocmetro O velocmetro utilizado nos avies

um manmetro com o mostrador modificado para

indicar a velocidade do vento relativo, em vez da sua

presso dinmica. Ele possui uma entrada para a

presso esttica e outra para a presso total (que

igual presso esttica mais a dinmica). A presso

esttica entra pelos dois tubos e anula-se dentro do

instrumento, sobrando ento apenas a presso

dinmica, que aciona o ponteiro.

7. Teorema de Bernoulli uma lei do

escoamento que afirma, de forma

simplificada: Quanto maior a velocidade do

escoamento, maior ser a presso dinmica

e menor a presso esttica.

Essa afirmao de certo modo

intuitiva, pois a fora do impacto do ar (ou

presso dinmica) tanto maior quanto

maior a velocidade do escoamento.

Quanto a diminuio da presso

esttica, podemos demonstr-l atravs do

Tubo de Venturi (tubo com um

estreitamento), onde fazemos um pequeno

furo, adaptando um tubinho plstico, cuja extremidade mergulhada num copo dgua. O vento,

passando pelo tubo de Venturi, sofre um aumento de velocidade no estreitamento, onde ir

aspirar a gua do copo, que ser pulverizada num fino jato.

8. Aplicaes O teorema de Bernoulli aplicado na construo dos pulverizadores (bombas

manuais) de inseticida, nos carburadores dos motores a gasolina e outros dispositivos.

9. Sistema PITOT-ESTTICO J vimos

que:

a) O altmetro funciona atravs da

presso esttica.

b) O velocmetro precisa da presso

esttica e da presso total

Para fazer esses dois instrumentos

funcionarem, o avio possui:

a) Uma tomada de presso esttica

b) Uma tomada de presso total

(dinmica mais esttica), que chama-se

Tubo de Pitot.

O conjunto completo, montado num avio, chama-se sistema Pitot-Esttico.

10. Nos avies de pequeno porte, o tubo

de Pitot e a toma de presso esttica

podem estar incorporados num nico

conjunto conforme mostra a figura ao lado.

Existem tambm outros formatos bastante

diferentes. Internamente podem ter

dispositivos de aquecimento eltrico, com

a finalidade de evitar o bloqueio das

passagens pelo gelo formado em baixa

temperatura.

11. Velocidade indicada e velocidade aerodinmica A velocidade dada que o piloto l no

mostrador do velocmetro somente correta se o avio estiver voando na atmosfera padro, ao

nvel do mar. Na prtica, dificilmente o avio estar voando nessas condies, o que equivale a

dizer que o velocmetro estar mostrando ao piloto uma velocidade incorreta, que chamaremos

de Velocidade indicada (abreviadamente, VI).

A velocidade do avio em relao ao ar recebe o nome de Velocidade aerodinmica (VA)

ou Velocidade Verdadeira. Essa velocidade muito importante, pois aquela que deve ser

usada nas frmulas matemticas de teoria de vo.

Apresar do nome, a velocidade verdadeira ou aerodinmica no realmente a verdadeira,

pois falta considerar ainda a velocidade do vento atmosfrico. Somente aps efetuada essa

correo chega-se velocidade real do avio em relao a terra.

Foras aerodinmicas___________________

Este captulo tratar das foras aerodinmicas que tornam possvel o vo do avio. O

estudo ser feito em trs partes:

- Generalidades

- Sustentao

- Arrasto

Generalidades__________________________

1. Num vo normal, o ar escoa pela asa de um avio com maior velocidade no extradorso do

que no intradorso, devido curvatura mais acentuada do extradorso.

Conforme foi visto no item 7 Tubo de

Venturi a maior velocidade no extradorso

resulta em menor presso, criando na asa

uma fora dirigida para cima e inclinada para

trs. Essa fora chama-se Resultante

aerodinmica, a qual passa por um ponto

chama Centro de presso (abreviadamente

CP).

2. Ao lado vemos um perfil assimtrico formando

um pequeno ngulo () com a direo do vento

relativo. Esse angula chama-se ngulo de

ataque. O vento relativo produz uma resultante

aerodinmica (RA) sobre o perfil.

Na figura ao lado, o ngulo de ataque foi aumentando.

Com isso, ocorrem duas mudanas:

* A resultante aerodinmica ficou maior

* O centro de presso (CP) avanou mais para a

frente.

A figura ao lado mostra um perfil simtrico. O ngulo

de ataque e a resultante aerodinmica RA.

Aumentando o ngulo de ataque, a resultante

aerodinmica aumenta, mas o centro de presso (CP)

permanece no mesmo lugar. Isso mostra que o Centro de

presso de um perfil simtrico imutvel.

3. Para facilitar o estudo das foras numa asa, a

resultante aerodinmica dividida em duas

componentes, que so:

* Sustentao (L) a componente da

resultante aerodinmica perpendicular direo do

vento relativo; ela sustenta o peso do avio.

* Arrasto (D) a componente da resultante

aerodinmica paralela direo do vento relativo; ela

prejudicial, portanto deve ser reduzida o mnimo

possvel.

NOTA Convm frisar que a nica fora produzida pela asa a Resultante aerodinmica. A sustentao e o arrasto so as duas componentes da mesma, que foram criadas simplesmente para facilitar o estudo.

4. A sustentao no sempre vertical e o arrasto nem

sempre horizontal. Por exemplo, na figura ao lado, o avio

est subindo. O vento relativo , portanto, inclinado.

Conseqentemente, a sustentao e o arrasto so tambm

inclinados em relao linha do horizonte.

Sustentao____________________________

A seguir faremos um estudo especial da fora da sustentao. Dependendo do ngulo de

ataque (), a sustentao (L) assumir diversos valores conforme o tipo de perfil. Isso deve ser

estudado cuidadosamente nos itens seguintes:

5. Quando o ngulo de ataque positivo, a

sustentao ser tambm positiva, qualquer que

seja o tipo de perfil. A sustentao positiva

quando ela dirigida do intradorso para o

extradorso.

6. O ngulo de ataque nulo quando o vento

relativo sopra na mesma direo da corda do

aeroflio. A sustentao poder ser nula ou positiva,

dependendo do tipo de perfil, conforme mostra a

figura ao lado.

7. Existe um ngulo de ataque no qual a asa no produz

sustentao. Esse ngulo chama-se ngulo de Ataque

de sustentao Nula (Abreviadamente LO). O ngulo

de sustentao nula sempre igual a zero nos perfis

simtricos e negativo nos perfis assimtricos.

8. Quando o ngulo de ataque menor que o ngulo

de sustentao nula, a sustentao do aeroflio torna-

se negativa. A sustentao negativa usada em

acrobacia area, principalmente para o vo invertido.

9. Quando o ngulo de ataque aumentado, a

sustentao tambm aumenta, at atingir um certo valo

Maximo, o qual atingido no instante em que um

turbilhonamento est prestes a se iniciar no extradorso.

Isso ocorre quando o perfil atinge o ngulo crtico (tambm

denominado ngulo de estol ou ngulo de perda).

Ultrapassado esse ngulo crtico, os filetes de ar no

conseguem mais acompanhar a curvatura do extradorso, e

comea a se formar um turbilhonamento, diminuindo

bruscamente a sustentao e aumentando rapidamente o

arrasto.

10. Embora a matemtica no seja essencial para compreender os princpios bsicos do vo,

interessante memorizar a seguinte frmula (Frmula da sustentao):

O coeficiente de sustentao um nmero determinado experimentalmente, que depende do

ngulo de ataque e do formato do aeroflio. Ele tanto maior quanto maiores forem:

* O ngulo de ataque

* a espessura do aeroflio

* a curvatura do aeroflio

11. A frmula acima leva-nos s seguintes concluses:

A sustentao depende de: A sustentao proporcional a:

* Coeficiente de sustentao * Coeficiente de sustentao

* Densidade do ar * Densidade do ar

* rea da asa * rea da asa

* Velocidade * Quadrado da velocidade

Arrasto________________________________

12. Todos os objetos apresentam uma resistncia ao

avano quando se deslocam atravs do ar. Ela

produzida pela turbulncia que se forma atrs desses

objetos (*).

13. Uma superfcie aerodinmica tem pequena

resistncia ao avano porque ela produz um

turbilhonamento muito pequeno.

14. A resistncia ao avano do aeroflio, ou arrasto

(definido na pgina 22, item 3) muito pequena

quando o ngulo de ataque da asa pequeno.

Entretanto, quando o ngulo de ataque grande, o

arrasto tambm muito maior.

15. O arrasto calculado atravs de

uma frmula matemtica que deve ser

memorizada. Ao lado, podemos notar

que sua frmula quase idntica

frmula da sua sustentao. O

coeficiente de arrasto (CD) um nmero

determinado experimentalmente, que

dependo do ngulo de ataque e do

formato do aeroflio.

(*) A rigor, o arrasto no causado pela turbulncia em si, mas pela reduo de presso atrs dos objetos.

O aparecimento da turbulncia simplesmente indica que os filetes do ar no esto conseguindo

acompanhar suavemente o contorno do objeto.

16. Arrasto induzido J vimos que quando o ar

escoa sobre uma asa, a presso maior no

intradorso do que no extradorso. Como resultado, o ar

escapa do intradorso em direo ao extradorso pelas

pontas das asas, formando um turbilhonamento em

espiral. Esse fenmeno cria um arrasto adicional no

avio, chamado de Arrasto Induzido. (Novamente, o

arrasto induzido no provocado pela turbulncia em si,

mas pela fuga do ar que se encontra no intradorso. Essa

fuga diminui a sustentao, obrigando o piloto a aumentar o

ngulo de ataque, o que implica maior arrasto.)

17. Alongamento Para diminuir o arrasto induzido, os avies de grande rendimento possuem

asas com grande alongamento. O alongamento a razo entre a envergadura e a corda mdia

geomtrica (ou entre o quadrado da envergadura e a rea da asa)

18. O arrasto induzido pode ser diminudo

atravs de dispositivos como tanques nas

pontas das asas, que servem para dificultar a

formao do turbilhonamento ou vrtice

induzido.

19. O turbilhonamento induzido (ou vrtice

induzido) maior nas baixas velocidades,

como na decolagem ou pouso, porque

nessas condies o ngulo de ataque

maior.

20. Arrasto parasita o arrasto de todas as partes do

avio que no produzem sustentao.

Para definir o arrasto parasita de um avio, o

fabricante determina a rea de uma placa plana

perpendicular direo do vento relativo, cujo arrasto

igual ao arrasto parasita do avio. Conhecendo-se a rea

plana equivalente, torna-se ento possvel calcular o

arrasto parasita do avio em qualquer condio.

21. A frmula ao lado permite calcular o arrasto

parasite. muito semelhante frmula do arrasto

vista anteriormente. O valor 1,28 o coeficiente de

arrasto de uma placa plana perpendicular ao vento

(valor discutvel, mas convm conhec-lo)

22. O arrasto parasita praticamente constante para pequenos ngulos de ataque. Como o

avio formado por partes que produzem sustentao (a asa) e partes que no produzem (o

resto do avio), o arrasto total ser:

NOTA: No necessrio decorar a frmula acima; ela est apresentada simplesmente a ttulo de

informao.

12. ngulo de ataque e ngulo de atitude Quando observamos um avio com o nariz alto,

como na figura abaixo, geralmente tendemos a imaginar que seu ngulo de ataque positivo.

Todavia, observando melhor, v-se que o avio est chegando ao topo de um looping

invertido, com o vento relativo incidindo sobre o extradorso da asa. O ngulo de ataque ,

portanto negativo, e a asa produz sustentao para baixo.

O ngulo de atitude, que medido entre o eixo longitudinal e a linha do horizonte, no depende

da direo ou trajetria do vo. Na figura acima, como nariz do avio est alto, podemos dizer

seguramente que o seu ngulo de atitude positivo.

Dispositivos hipersustentadores__________

1. J vimos que todo o perfil tem um coeficiente de sustentao mximo, o qual no pode ser

ultrapassado, devido ao aparecimento de um turbilhonamento no extradorso da asa quando esta

atinge o ngulo de ataque crtico. Entretanto, usando os chamados dispositivos

hipersustentadores, possvel aumentar consideravelmente o coeficiente de sustentao. A

figura abaixo mostra os tipos de dispositivos hipersustentadores mais utilizados em avio: o

Flape e o Slot.

2. Flape um dispositivo hipersustentador que serve para aumentar a curvatura ou

arqueamento do perfil, aumentando dessa forma o seu coeficiente de sustentao. O ngulo

crtico do aeroflio diminui um pouco, pois o flape produz uma perturbao no escoamento que

influencia o fluxo do ar no extradorso da asa. Alguns dos tipos mais comuns esto mostrados

abaixo:

Os flapes funcionam tambm como freio aerodinmico, porque aumentam o arrasto do aeroflio.

O flape tipo Fowler o que proporciona o maior aumento no coeficiente de sustentao, mas

no muito utilizado em avies leves, devido ao maior custo e complexidade mecnica.

3. Slot O slot (tambm denominado fendo ou ranhura) um dispositivo hipersustentador que

aumenta o ngulo de ataque crtico do aeroflio. Consiste numa fenda que suaviza o

escoamento no extradorso da asa, evitando o turbilhonamento. Isso faz com que a asa possa

atingir ngulos de ataque mais elevados, isto , produzir mais sustentao.

Ateno: Ambos os aeroflios acima ilustrados esto deslocando-se horizontalmente, embora possa

parecer que estejam subindo.

4. Existe um tipo especial de slot que fica recolhido durante o vo normal, s entrando em

funcionamento quando necessrio. Esses slots mveis so denominados slats. Em alguns

avies leves, o slat fica normalmente estendido (na posio de funcionamento) por ao de

molas. Em vo nivelado, o impacto do ar obriga o slat a recolher-se junto ao bordo de ataque da

asa. Quando o ngulo de ataque aumenta, a mola consegue empurrar o slat para fora, fazendo-

o entrar em ao, conforme

mostra a figura abaixo.

NOTA: Tanto os slots como os slats tm uma desvantagem sobre os flapes: embora permitam aumentar o

coeficiente de sustentao, obrigam o avio a erguer demasiadamente o nariz (principalmente durante o

pouso), prejudicando a visibilidade ao piloto.

5. Os slots tem ainda uma outra utilidade, que ser descrita a seguir. As asas de muitos avies

entram em estol iniciando pela pelas pontas. Isso torna o vo mais inseguro, pois o avio perde

o controle dos ailerons aos primeiros sintomas do estol. Para evitar esse inconveniente, alguns

avies tm o ngulo de incidncia reduzido nas pontas (a asa portanto torcida). Todavia, essa

toro, que pode aumentar o arrasto da asa, pode ser evitada atravs de slots nas pontas das

asas.

Grupo Moto-Propulsores_________________

1. Grupo moto-propulsor de um avio o conjunto dos componentes que fornece a trao

necessria ao vo. Os tipos mais usados de grupos moto-propulsores so:

* Turbojato

* Turbo-fan

* Turbolice

* Motor a pisto e hlice

2. As seguintes definies de potncia so necessrias no estudo dos grupos moto-propulsores:

a. Potncia efetiva a potncia medida no eixo da hlice.

b. Potncia nominal a potncia efetiva mxima para a qual o moto foi projetado.

c. Potncia til a potncia de trao desenvolvida pela hlice sobre o avio. Isso

significa que a hlice converte a potncia efetiva em potncia de trao. A potncia til

s vezes chamada de potncia disponvel, embora este temos indique, a rigor, a potncia

til mxima.

NOTA:Neste curso estudaremos principalmente os aspectos aerodinmicos do funcionamento das hlices. Os aspectos construtivos so estudados no curso de conhecimentos

tcnicos.

3. Nos motores de pequeno porte, o grupo moto-propulsor geralmente constitudo p um motor

a pisto e uma hlice. As hlices podem ser feitas de diversos materiais. Para os motores de

baixa potncia podem ser de madeira. Entretanto, a maioria dos avies modernos usa hlices de

metal, principalmente ligas de alumnio ou ao.

4. A hlice um aeroflio rotativo que produz uma

fora de trao sobre o avio. A figura ao lado mostra

uma hlice (cortada, para maior clareza), girando num

avio parado. A seo cortada est movimentando-se

para baixo

A toro das ps faz com que o perfil forme um

ngulo com a direo do vento relativo. Podemos

notar que o aeroflio da hlice funciona exatamente

como a asa de um avio, criando uma fora de

sustentao (ou melhor, trao) dirigida para a frente

do avio.

5. Passo Como a hlice possui ps torcidas, ela deveria funcionar como se fosse um

parafuso, avanando uma determinada distncia a cada rotao completa. Essa distncia

chama-se passo terico. Entretanto, como o ar fluido, a distncia que a hlice realmente

avana menor, e recebe o nome de passo efetivo ou avano. A distncia que a hlice deixou

de percorrer o recuo, que igual diferena entre o passo terico e o passo efetivo da hlice.

6. Sabemos que as ps da hlice so torcidas, porm, qual ser o

melhor ngulo de toro? Ele depende da velocidade do avio e da

rotao do motor. Como a hlice gira ao mesmo tempo avana para a

frente, o vento relativo que incide sobre a p inclinado, conforme

mostra a figura ao lado. A p deve ter uma inclinao um pouco maior,

de modo a formar um ngulo de ataque com o vento relativo. Esse

ngulo determinado pelo fabricante, de modo a obter o mximo

rendimento da hlice.

7. Se a velocidade do avio aumentar, o vento relativo que

atinge a p ficar mais inclinado, conforme mostra a figura

abaixo, direita. Para que seja mantido o mesmo ngulo de

ataque ideal para a hlice, preciso que suas ps sejam

mais torcidas.

8. Do que acabamos de ver, podemos concluir imediatamente

que no existe um passo ou toro da p que sirva bem para

todas as condies de vo. Uma hlice com pequena toro

seria boa para decolagens e subidas, mas ineficiente para

vos de cruzeiro em alta velocidade. Uma hlice muito torcida

funcionaria bem em vo de cruzeiro, mas teria muita

dificuldade para fazer o avio decolar e subir.

9. Hlice de passo fixo aquela que foi

fabricada com um determinado passo, o qual no

pode ser modificado. Essa hlice s funciona bem

numa determinada RPM(*) e velocidade de vo

para as quais foi construda.

10. Hlice de passo ajustvel aquela cujo passo

pode ser modificado no solo, com o uso de

ferramentas apropriadas. Essa hlice s funciona

bem na RPM e velocidade de vo para as quais foi

ajustada.

11. Hlice de passo controlvel aquela cujo

passo pode ser modificado durante o vo.

Essa hlice funciona bem em qualquer condio

de vo. O passo pode ser modificado durante o vo

atravs de:

* Comando manual o piloto o responsvel

pelo controle correto do passo

* Contrapesos o passo automaticamente

ajustado por contrapesos que funcionam por ao

centrfuga.

* Governador o passo controlado

automaticamente por um sistema eltrico ou hidrulico

denominado governador.

As hlices de passo controlado por contrapesos ou governador so chamadas hlice de RPM

constante ou hlices de velocidade constante (**)

(*) RPM significa Rotao por minuto e indica a velocidade de rotao do motor

(**) Isso significa que a velocidade de rotao do motor permanece fixa durante todo o vo e somente o

passo ajustado de acordo com as necessidades.

Vo horizontal__________________________

1. No vo horizontal em velocidade constante, a

sustentao igual ao peso, e a trao da

hlice igual ao arrasto; ou seja:

L = W

T = D

Voando em alta velocidade, o ngulo de ataque

da asa pequeno, de apenas alguns graus.

2. Se diminuirmos a velocidade mantendo o

vo horizontal, ser preciso aumentar o

ngulo de ataque. A menos velocidade

possvel em vo horizontal conseguida

quando o avio voa com o ngulo de

ataque crtico. Essa velocidade chama-se

velocidade de estol. O coeficiente de sustentao mximo, e o avio est na iminncia do

estol.

3. Ultrapassado o ngulo crtico, inicia-

se o estol e a sustentao diminuir

rapidamente, mas ainda possvel

manter o vo horizontal desde que a

velocidade seja aumentada para

compensar a reduo da sustentao.

Todavia, pequenos aumentos do

ngulo de ataque alm do ngulo crtico exigiro enormes aumentos de potncia para

compensar o arrasto adicional. Por esse motivo, somente avies com grande excesso de

potncia podem manter a altura aps a ocorrncia do estol.

4. Do que acabamos de estudar podemos concluir que o ngulo de

ataque muito importante para o vo, principalmente para o piloto

evitar o estol. Entretanto, a maioria dos avies no possui indicador

de ngulo de ataque. Na prtica, o velocmetro suficiente para o

piloto manter o controle do avio em condies normais. Por exemplo,

se o avio estiver voando prximo a velocidade de estol especificada

pelo fabricante, a asa estar automaticamente prxima ao ngulo de

ataque crtico. Portanto o velocmetro alertar o piloto quanto ao risco do estol.

5. Como regra geral, para voar em alta

velocidade necessrio aumentar a potncia e,

para voar em baixa velocidade, reduzir a

potncia. Embora isso parea evidente, h uma

exceo a essa regra: abaixo de uma

determinada velocidade, para a qual a potncia

mnima, o avio passa a exigir mais potncia

para voar mais lentamente. A explicao

simples: baixas velocidades requerem grandes

ngulos de ataque, os quais aumentam o

arrasto e, para vencer esse arrasto, preciso

aumentar a potncia. O grfico acima mostra como a potncia necessria ao vo horizontal varia

em funo da velocidade.

6. A potncia mxima que o grupo moto-propulsor

consegue fornecer ao avio chama-se Potncia

disponvel. Em baixas velocidades, a potncia

disponvel pequena por que a hlice desperdia

quase toda a potncia efetiva do motor, produzindo

apenas vento. medida que a velocidade aumenta,

a hlice passa a aproveitar melhor a potncia do

motor, e assim a potncia disponvel aumenta, at

atingir seu valor mximo na velocidade de vo para a

qual a hlice foi construda; depois disso, o

rendimento comea outra vez a diminuir, conforme o

grfico acima.

7. Superpondo as curvas da potncia

necessria e da potncia disponvel,

podemos estudar todas as velocidades do

vo horizontal, conforme mostrado no grfico

ao lado.

8. O arrasto de um avio em vo horizontal no

depende da altitude. Isso pode parecer inicialmente

estranho, mas pode ser explicado atravs da figura ao

lado. O avio voando rente ao mar no necessita de

muita velocidade, porque o ar ali denso,

possibilitando-lhe obter facilmente a sustentao

necessria ao vo. O avio que voa em altitude maior

encontra o ar rarefeito. Aparentemente isso benfico,

pois o arrasto seria menor. Mas preciso lembrar que

o ar rarefeito torna a sustentao tambm menor,

tornando impossvel manter o vo. Conseqentemente,

o piloto obrigado a aumentar a potncia e assim, com

o avio voando mais rapidamente, a sustentao

aumenta e torna-se suficiente para manter o vo. Mas

o arrasto tambm aumenta e tornar-se outra vez igual

ao arrasto ao nvel do mar. Portanto o arrasto em vo

horizontal no varia quando a altitude variada.

9. Variaes da velocidade em vo nivelado Muitas vezes precisamos saber como varia a

velocidade de um avio em vo horizontal quando so alterados o peso, a altitude, a rea da

asa, etc.

Exemplo: O que acontece com a velocidade de estola de um avio se aumentarmos o seu

peso?

Questes desse tipo poder ser respondidas atravs da frmula seguinte:

Para responder questo acima, basta observar que a velocidade do avio proporcional raiz

quadrada do peso W; portanto a velocidade de estol aumentar se o peso do avio for

aumentando. Todavia, podemos responder a essa questo sem usar frmulas matemticas,

como veremos a seguir.

10. Veremos agora trs prticas que substituem vrias frmulas matemticas do vo horizontal.

Essas regras sero explicadas a seguir:

1 REGRA PRTICA

Esta regra prtica pode ser usada para qualquer velocidade (velocidade de estol,

velocidade de mxima autonomia, velocidade de mximo alcance e velocidade mnima), com

exceo da Velocidade mxima para esta, temos a 3 regra

Os significados dos smbolos so os seguintes:

A regra de fcil interpretao:

V e PACa so concordantes. Exemplo: Se P (peso) aumentar, V (velocidade) aumentar, pois

so concordantes. Se A (altitude) diminuir, V (velocidade) diminuir, pois so concordantes.

V e DAC so discordantes. Exemplo: Se D (densidade do ar) diminuir, V (velocidade do avio)

aumentar, pois so discordantes. Se A (rea da asa) for grande, V (velocidade) ser pequena,

pois so discordantes.

Respondendo questo da pgina anterior, se o peso do avio (P) aumentar, a velocidade de estol (V)

aumentar, pois V e P so concordantes.

2 REGRA PRTICA

Esta regra serve para solucionar questes a respeito da potncia necessria ao vo

horizontal.

A frmula a ser usada quase a mesma da 1 Regra:

Exemplo: Um avio requer certa potncia para voar horizontalmente. Se a densidade do ar

diminuir, ser necessrio aumentar a potncia para manter o vo?

Resposta: Sim. De acordo com a 2 Regra Prtica, N e D so discordantes. Logo, se a

densidade diminuir, a potncia necessria

aumentar.

3 REGRA PRTICA

Esta regra vale somente para a

Velocidade Mxima. A frmula

correspondente :

Esta regra tambm usada de modo idntico 1 Regra:

Exemplo: A velocidade mxima de um avio em vo horizontal igual a 200 mph, ao nvel do

mar. Numa altitude de 870 ps, sua velocidade mxima ser maior?

Resposta: No. De acordo com a 3 Regra Prtica, e PAAC so discordantes. Logo,

aumentando A (altitude) para 870 ps, a velocidade mxima do avio diminuir.

NOTA Idealmente, as questes envolvendo velocidade e potncia em vo horizontal deveriam ser

resolvidas atravs do raciocnio e da frmula mostrada no item 9. As trs regras prticas tm apenas a

finalidade auxiliar os leitores no habituados ao uso de frmulas matemticas a responderem rapidamente

aquelas questes.

Vo planado___________________________

1. A figura ao lado mostra um automvel descendo

uma ladeira de 30 de declive, em ponto morto. O seu

movimento no causado pelo motor, mas pela

prpria ao da gravidade. No caso, o veculo pesa

1000 Kgf, e isso equivale a uma fora de 500 Kgf para

frente e uma outra de 866 Kgf em direo ao solo.

2. De modo semelhante, um avio pode voar sem a

trao do motor, porm em trajetria descendente.

Esse tipo de vo chama-se vo planado. A figura ao

lado mostra um avio pesando 1000 Kgf, num vo

planado. Notar que:

a) O avio impulsionado por uma fora de

500 Kgf, resultante da gravidade.

b) A sustentao igual a 866 Kgf (e no

1000 Kgf) portanto menor que o peso.

O ngulo , formado entre a trajetria de vo e a linha do horizonte, chama-se ngulo de

Planeio. Esse ngulo tanto menor quanto maior o e menor o do avio.

NOTA: Tanto o automvel como o avio estabilizam-se ao atingirem a velocidade em que o arrasto torna-se

igual a 500 Kgf. A componente do peso, de 866 Kgf, anulada pelo solo (no caso do automvel) ou pela

sustentao (no caso do avio)

3. Velocidade de melhor planeio Esta

velocidade, tambm chamada de Velocidade

de Menor ngulo de descida, aquela que

possibilita ao avio planar a maior distncia

possvel. a velocidade que deve ser usada

quando ocorre pane no motor (coincide com a

Velocidade de Mximo Alcance, que foi

estudada na pgina 38, item 7).

4. Porm, se o piloto tentar melhorar o seu

planeio, aumentando o ngulo de ataque, nada

conseguir. O avio ficar mais tempo

planando, mas a distncia percorrida ser

menor. Existe uma velocidade chamada

Velocidade de menor razo de descida (ou

mnimo afundamento), na qual o avio

permanece o mximo tempo em planeio. Essa

velocidade igual velocidade de mxima

autonomia, tambm estudada na pgina 38,

item 7).

5. Em sua tentativa de melhorar o planeio, o

piloto poderia ainda usar o ngulo de ataque

menor, aumentando a velocidade. Mas sua

tentativa continuar sendo intil porque, embora

a velocidade do planeio seja de fato maior, o

ngulo de planeio tambm o ser, conforme a

figura ao lado.

6. Velocidade final a velocidade mxima que o avio

pode atingir num mergulho ou planeio vertical. A

sustentao deve ser anulada para que a trajetria seja

vertical (o ngulo de ataque ser o ngulo de sustentao

nula - conforme figura ao lado). A velocidade

aumentar rapidamente e estabilizar-se- quando o arrasto

tornar-se igual ao peso o avio ter ento atingido a

Velocidade Final. Todavia, o piloto s dever permitir que

isso acontea se no atingir antes a Velocidade limite

especificada pelo fabricante do avio. A velocidade limite

aquela que no pode ser ultrapassada sem que o avio

sofra danos ou destruio da estrutura.

7. Razo de descida a altura perdida por unidade de tempo. A

razo de descida indicada num instrumento chamado varimetro

(vulgarmente conhecido como Climb). A razo de descida

geralmente abreviada R/S e medida em m/s (metros por segundo) ou

ft/min (ps por minuto).

Exemplo: R/S = 500 ft/min

8. Influncia do peso

O peso do avio no influi

na distncia e no ngulo

de planeio, mas aumenta

a sua velocidade e a

razo de descida.

9. Influncia do vento O vento

de cauda aumenta a VS

(Velocidade em relao ao solo)

e a distncia planada e diminui o

ngulo de planeio (). O vento de

proa tem efeito contrrio. Porm

em relao ao ar, o avio voa

como se o vento no existisse, e as velocidades (VA e VI) e a

razo de descida (R/D) no se alteram.

10. Influncia da altitude O ar rarefeito das altitudes

elevadas no afeta o ngulo de descida (), porm torna o

planeio mais rpido, aumentando a VA e a R/D. Mas a VI no

alterada porque a menor densidade compensa o aumento

da velocidade verdadeira, mantendo inalterada a presso

dinmica no tubo de Pitot.

Isso significa que o piloto poder manter a mesma VI e

estimar o mesmo alcance de planeio quando efetuar uma

descida planada para um pouso normal ou em emergncia

numa regio de altitude elevada. Dever apenas atentar para

o fato de que o seu avio estar mais velo em relao ao solo

e agir de forma correspondente.

Vo ascendente________________________

1. A figura mostra um automvel subindo uma ladeira em

alta velocidade. O arrasto produzido pelo vento relativo

igual a 200 Kgf. No caso ilustrado, qual seria a fora com

que os pneus devero impulsionar o veculo?

O veculo dever ser impulsionado por uma fora

suficiente para vencer no apenas o arrasto de 200 Kgf,

como tambm a componente do peso no sentido morro

abaixo (igual a 500kgf), totalizando 700 Kgf.

2. A figura ao lado mostra uma situao

semelhante, onde um avio de 1000 Kgf efetua

um vo ascendente. O primeiro fato a chamar

ateno o valor da sustentao: 866 Kgf, menor

que o peso do avio. Embora isso parea

inicialmente estranho, poder ser compreendido

se observarmos que a fora de trao da hlice

inclinada para cima, ou seja, ela suporta

parcialmente o peso do avio, aliviando a carga

sobre a asa. De fato, se o vo fosse horizontal, a

trao da hlice deveria ser de apenas 200 Kgf;

porm, como o avio est subindo, devemos acrescentar a componente do peso no sentido

contrrio ao vo (500 Kgf), o que totaliza 700 Kgf.

3. Num vo ascendente, o avio tem duas

componentes de velocidades, que so:

* - Velocidade horizontal

* R/S Razo de subida

A razo de subida geralmente

medida em ps por minuto ou metro por

segundo, atravs do varimetro.

O ngulo entre a trajetria

ascendente do avio e a linha do horizonte

chama-se ngulo de Subida.

4. Existem duas velocidades importantes no vo ascendente:

* Velocidade de mxima razo de subida a velocidade na qual o avio ganha altura

o mais rapidamente possvel.

* Velocidade de mximo ngulo de subida a velocidade na qual o avio sobe com o

maior ngulo de subida. uma velocidade menor que a de mxima razo de subida.

A figura abaixo mostra os vrios casos possveis de vo ascendente:

5. Logo aps a decolagem, o avio deve

subir com o mximo ngulo de subida, a fim

de afastar-se com segurana dos

obstculos. A figura ao lado mostra uma

situao tpica.

6. medida que o

avio ganha altura, a

densidade do ar

atmosfrico diminui.

Por esse motivo, a

razo de subida

mxima diminui

gradativamente, at

tornar-se nula no Teto

Absoluto.

NOTA: O teto prtico e o teto absoluto so altitudes de

densidade, e por isso no podem ser lidos diretamente no

altmetro. Para maiores detalhes, ver item 15, na pgina 12.

7. Estudo da performance em subida Para obter a

mxima razo de subida, o avio deve voar na

velocidade na qual haja a maior sobra de potncia.

O grfico ao lado mostra que essa velocidade

corresponde quela em que temos a mxima diferena

entre as potncias disponvel e necessria. Neste

exemplo, podemos observar que se o avio voar a 100

Mph precisaremos de 150 HP para voar

horizontalmente. Todavia, o grupo moto-propulsor pode

fornecer 350 HP se for acelerado ao mximo; portanto temos um reserva de (350 150) = 200

hp. Essa sobra de potncia mxima a velocidade 100 Mph, e por isso dizemos que esta a

velocidade de mxima razo de subida.

8. A razo de subida mxima e o maior ngulo de subida dependem do peso do avio, da

altitude do local, da potncia disponvel e da rea da asa, conforme resumido nas figuras abaixo:

O que est afirmado nas figuras acima intuitivo, com exceo da influencia da rea da asa, a qual no

ser explicada por ser de pouco interesse para o piloto.

9. Aumentando a altitude, a potncia disponvel

diminui e a potncia necessria aumenta. No teto

absoluto s existe uma velocidade em que o avio

pode voar. Essa velocidade , ao mesmo tempo, a

velocidade de mximo alcance, a velocidade de

mxima autonomia, a velocidade mnima e a

velocidade de estol.

O grfico ao lado mostra a situao. Para

melhor compreender, o leitor dever recapitular o

grfico da pgina 38, item 7. O grfico acima aquele

mesmo grfico, com uma alterao: a curva da

potncia necessria deslocou-se para cima, e a curva

da potncia disponvel para baixo, de modo a se

tocarem apenas num ponto, correspondente

velocidade de 100 mph.

Comandos de vo ______________________

1. Neste captulo sero estudados os dispositivos que

permitem controlar os movimentos de um avio. Esses

movimentos podem ser realizados em torno de trs

eixos imaginrios que passam pelo centro de gravidade

(CG) do avio.

* Eixo longitudinal

* Eixo transversal ou lateral

* Eixo vertical

2. O movimento em torno do eixo transversal

chama-se Arfagem ou Tangagem. Ele pode

ser efetuado em dois sentidos:

* Para cima (cabrar)

* Para baixo (picar)

3. O movimento em torno do eixo longitudinal

chama-se rolagem, rolamento, bancagem,

inclinao lateral, e pode ser efetuado para

a esquerda ou para a direita.

4. O movimento em torno do eixo vertical chama-se

guinada.

5. Os movimentos de um avio so

controlados atravs de superfcies de

controle ou superfcies de comando,

que so:

a) Profundor ou leme de profundidade,

que comanda os movimentos de

arfagem.

b) Ailerons, que comandam os

movimentos de rolagem.

c) Leme de direo, que comanda os

movimentos de guinada.

6. Os comandos usados pelo piloto para controlar o avio so o mache e os pedais. O manche

a alavanca ou volante que pode ser movimentado em quatro sentidos:

a) Direita o avio rola para a direita

b) Esquerda o avio rola para a esquerda

c) Frente o avio abaixa o nariz

d) Atrs o avio levanta o nariz

O leme de direo acionado pelos dois pedais:

a) Pedal direito Produz guinada para a direita

b) Pedal esquerdo Produz guinada para a esquerda

7. As superfcies de comando produzem as

foras necessrias para controlar o avio. Elas

atuam modificando o ngulo de ataque, conforme

mostra a figura ao lado. Notar que o plano fixo

fica parado e somente o plano mvel se desloca,

girando em torno do eixo.

8. Existem ainda superfcies de controle sem

planos fixos. Como exemplo, a figura ao lado

mostra um estabilizador inteiramente mvel,

utilizado em muitos avies.

9. Nos grandes avies, as superfcies de controle

so grandes, podendo tornar a fora do piloto

insuficiente para moviment-las. Para evitar esse

inconveniente, esses avies podem ter superfcies

de controle compensadas, que podem ser de trs

tipos:

TIPO 1 Compensao por deslocamento do eixo

de articulao

TIPO 2 Compensao atravs de salincia na

superfcie de comando

TIPO 3 Compensao atravs de compensador

automtico

Ao lado esto mostrados os trs tipos de

compensao de comandos.

Nos grandes avies comerciais, as superfcies de

controle so geralmente servo-comandadas, ou

seja, movimentadas atravs de potentes

mecanismos hidrulicos. O manche e os pedais

simplesmente controlam esses mecanismos

10. Os avies possuem ainda equilibradores (tabs

ou compensadores), que so pequenas superfcies

colocadas nos bordes de fuga das superfcies de

controle, com as seguintes finalidades:

a) Tirar tendncias indesejveis de vo.

b) Compensar o avio em diferentes altitudes de vo

(por exemplo, anular a fora do manche durante uma

subida prolongada).

c) Reduzir a fora necessria para movimentar os

comandos ( o caso do compensador automtico, j

estudado).

Os tipos de compensadores mais utilizados so

a) Compensadores fixos s podem ser ajustados no solo.

b) Compensadores comandveis podem ser ajustados pelo piloto durante o vo.

c) Compensadores automticos movem-se automaticamente com a superfcie de controle,

sem ao direta do piloto.

11. Guinada adversa Na figura ao lado, o piloto

comandou um rolamento esquerda. Por razes

aerodinmicas, o aileron defletido para baixo produz

arrasto maior do que o aileron defletido para cima. Isso

faz o avio guinar para a direita. Esse fenmeno

chama-se guinada adversa, e ocorre sempre no

sentido contrrio ao do rolamento.

12. A guinada adversa pode ser evitada de trs

diferentes maneiras:

a) Aplicar o leme de direo no sentido contrrio ao

da guinada adversa.

b) Equipar o avio com ailerons diferenciais. Esses

ailerons tm movimento para cima maior do que para

baixo, igualando assim os arrastos que produzem.

c) Equipar o avio com aileron tipo frise. Esses

ailerons tm uma salincia dianteira que provoca

maior arrasto quando se movem para cima.

Vo em curva__________________________

1. Antes de estudar o mecanismo da curva de um avio, estudaremos

o movimento de uma bola pendurada num cabo de ao, em

movimento circular. Existem unicamente duas foras atuando sobre a

bola:

a) O peso da bola

b) A trao do cabo

2. O mecanismo da curva de um avio idntico. Porm, como no

existe nenhum cabo de ao, o piloto deve providenciar a fora que

substitua a trao produzida pelo mesmo.

Isso conseguido inclinando as asas do avio e aumentando

o ngulo de ataque, a fim de produzir uma sustentao igual a

trao do cabo de ao.

3. A fora de sustentao numa curva deve ser maior que o peso do

avio. De fato, a sustentao pode ser dividida em duas

componentes:

a) Componente vertical (-W), que deve ser obrigatoriamente

igual ao peso, o que s possvel se a sustentao for maior que o

peso.

b) Componente horizontal ( ), denominada Fora

Centrpeta.

4. A fora centrpeta aumenta com o

peso e a velocidade, e diminui

quando o raio da curva aumenta. Isso

pode ser compreendido melhor

raciocinando como o exemplo do

tren motorizado da figura ao lado.

5. O ngulo de inclinao aumenta quando a velocidade

aumenta.

O ngulo de inclinao diminui quando o raio da curva

aumenta.

NOTA IMPORTANTE - O ngulo de inclinao no depende do peso. O avio pesado deve voar com mais potncia e maior ngulo de ataque, mantendo a mesma inclinao do avio leve.

6. Quanto mais inclinada a curva, maior deve ser a

sustentao, a fim de garantir uma componente

vertical (-W) igual ao peso do avio. Para isso, o piloto

deve manter o manche puxado durante toda a curva.

Como exemplo, numa curva inclinada de 60 a

sustentao igual ao dobro do peso. Dizemos ento

que o fator de carga (que ser definido no prximo

captulo) igual a 2G, indicando uma acelerao

duas vezes maior que a gravidade.

7. Um avio no pode fazer curvas inclinadas alm de um determinado limite, pois a sustentao

necessria estaria alm das suas possibilidades. A figura abaixo mostra a desproporo entre a

sustentao e o peso:

Podemos ento concluir que uma curva com inclinao de

90 impossvel, porque a sustentao teria que ser

infinitamente grande.

8. At o momento, viemos supondo que as curvas so bem

coordenadas, feitas por pilotos experientes. Os erros de

pilotagem mais comuns no vo em curva so os seguintes:

a) Glissada provocada por uma inclinao

exagerada das asas. A componente vertical da sustentao

insuficiente para suportar o peso do avio, o qual escorrega

para dentro da curva, perdendo altitude.

b) Derrapagem causada pela inclinao

insuficiente das asas; devido fora centrpeta

insuficiente, o avio derrapa para fora da curva

pretendida. A derrapagem acontece tambm

quando se pesa um dos pedais do leme de

direo sem antes inclinar as asas.

9. Raio limite Para voar em curva, o piloto dever aumentar a sustentao do avio. Com

isso, ele aumentar tambm o arrasto. Esse o motivo por que a potncia deve ser aumentada

medida que o raio diminui. O menor raio possvel chamado raio limite, para o qual a potncia

aplicada a mxima.

10. A figura ao lado mostra um avio em trs

altitudes diferentes.

Ao nvel do mar, o ar denso, e por isso o

motor tem muita potncia e o avio sustenta-se

facilmente no ar. A curva pode ser ento bem

fechada, e o raio limite o mnimo.

Aumentando a altitude, o ar ficar cada

vez mais rarefeito. Como resultado, a potncia do

motor diminuir e o avio necessitar de potncia

cada vez maior para voar. Conseqentemente o

raio limite ir aumentar at que, quando atingir o

teto absoluto, o avio mal conseguir manter o

vo nivelado, ficando assim totalmente incapaz

de executar curvas.

11. Comandos de vo em curva

a) Para iniciar uma curva, o piloto dever:

* Comandar ailerons, para inclinar as asas;

* Aplicar pedal no mesmo sentido da curva, para corrigir

a guinada adversa;

* Puxar o manche, para aumentar a sustentao, e

* Aumentar a potncia do motor, para compensar o

aumento do arrasto.

b) Depois de iniciada a curva, a asa externa curva

estar voando um pouco mais rapidamente que a asa

interna. Por isso, a sustentao ser ligeiramente maior

na asa externa, tendendo a aumentar demasiadamente a

inclinao das asas. Para compensar esse efeito. O piloto

dever aplicar levemente os ailerons no sentido contrrio

curva.

12. Estol em curva A velocidade de estol numa curva maior que num vo em linha reta. A

figura abaixo faz uma comparao entre dois avies prestes a estolar:

Cargas dinmicas_______________________

1. Cargas dinmicas so os esforos que um avio sofre durante o vo, devido a manobras,

turbulncia, etc. Elas podem ser classificadas em horizontais e verticais.

a) As cargas dinmicas horizontais so

geralmente fracas e no afetam a estrutura do

avio.

b) As cargas dinmicas verticais so muito importantes,

podendo inclusive destruir o avio se forem excessivas.

2. Fator de carga As cargas dinmicas verticais so medidas

num instrumento chamado acelermetro. Os algarismos

marcados no mostrador indicam o fator carga, que a razo entre

a sustentao e o peso do avio:

3. Em vo nivelado, o fator de carga igual a um.

Numa cabrada, ser superior a um. Ao picar, o fator

de carga torna-se menor que um, podendo chegar a

zero numa descida em trajetria parablica, que

corresponde queda livre do ar. Finalmente, o fator

de carga poder ficar negativo numa picada ainda

mais violenta; nesse caso, todos os objetos soltos

da cabine sero lanados em direo ao teto do

avio.

4. Os fatores de carga elevados podem ser causados principalmente por:

* Vos em curva

* Manobras feitas pelo piloto

* Rajadas de vento

* Recuperaes de mergulhos

Cada um destes casos ser estudado mais detalhadamente a seguir.

5. Fator de carga nas curvas J vimos anteriormente

(pgina 57, item 6) que a sustentao produzida pelas

asas de um avio durante uma curva maior que o peso.

Por essa razo, o fator de carga numa curva sempre

maior que 1 (ou 1G)

Quanto maior a inclinao da curva, maior ser o

fator de carga. Assim, numa curva inclinada de 60, o fator

de carga igual a 2G e, numa curva inclinada de 90 seria

infinitamente grande, o que impossvel.

A ttulo de informao, um avio de elevada potncia e

velocidade poderia eventualmente manter o vo em curva ou reta

com as asas na posio vertical (vo em faca) por tempo varivel,

aproveitando a sustentao produzida pela superfcie lateral da

fuselagem. No se trata, porm, de uma curva coordenada a acelerao lateral igual a 1G em vez de

ser nula.

6. Fator de carga nas manobras O piloto pode

provocar grandes fatores de carga em manobras. Por

essa razo, necessrio reconhecer os limites

estruturais do avio. Como exemplo, os avies de

acrobacia so construdos para resistirem aos

seguintes fatores de carga:

* Fator de carga positivo: 6G

* Fator de carga negativo: -3G

Os avies suportam fatores de carga positivos maiores do que os fatores de carga negativos,

como no exemplo mostrado.

7. Fatores de carga nas rajadas Durante o vo horizontal nivelado, o vento relativo

horizontal e o ngulo de ataque pequeno. O fator de carga, conforme vimos igual a 1G ou

simplesmente 1.

Quando surge uma rajada de vento ascendente, o ngulo de ataque aumenta

repentinamente, porque o vento relativo e a velocidade da rajada formam um vento resultante

inclinado, conforme mostra a figura ao lado (como recapitulao, ver pag. 6, item 15

Composio de vetores). Isso faz com que o fator carga aumente bruscamente, podendo

inclusive danificar o avio se ele estiver voando em alta velocidade.

Para evitar fatores de carga elevados em atmosfera turbulenta, necessrio reduzir a

velocidade de acordo com as recomendaes do fabricante do avio. Uma reduo exagerada

faz com que o avio entre mais facilmente em estol quando

ocorrer a rajada (isso pode ser comprovado fazendo a

composio dos vetores).

8. Fator de carga nas recuperaes Numa recuperao de

linha de vo, aps um mergulho, podem ocorrer grandes fatores

de carga, por dois motivos:

a) A velocidade do avio muito elevada, devido ao

mergulho em que se encontra.

b) A asa obrigada a no somente sustentar o peso do

avio, como tambm a produzir a fora centrpeta necessria

para recuperar o vo nivelado.

9. Estol de velocidade Numa recuperao, o piloto no deve

puxar muito bruscamente o manche, porque a asa poder

ultrapassar o ngulo de ataque crtico.

Se isso acontecer, o avio entrar em estol, ficando

incapaz de produzir a sustentao necessria recuperao.

Esse fenmeno chama-se estol de velocidade. Para corrigir a

situao, o piloto deve baixar o nariz do avio e tentar outra

vez, puxando o manche mais suavemente.

Em alguns avies com cauda em T, a recuperao do

estol de velocidade (e tambm do estol normal) pode ser

impossvel, por que a turbulncia criada pela asa envolve o

profundor, tornando-o inoperante. Nesses avies, o estol

evitado atravs de dispositivos que avisam o piloto da

proximidade do estol e atuam sobre os comandos, se for

necessrio.

Decolagem e pouso_____________________

1. Decolagem a operao em que o avio levanta vo. Ela

feita com a potncia mxima, para aumentar a acelerao.

Inicialmente, o recuo da hlice Maximo, e tambm a trao. O

avio inicia o movimento e comea a ganhar velocidade.

2. Com o aumento da velocidade, o recuo da hlice diminui,

e tambm a trao. A velocidade de rotao da hlice

aumenta.

Existe ainda a fora de atrito dos pneus com o solo,

que tanto maior quanto mais rugosa e macia for pista.

Como exemplo, a grama e a terra macia tm mais atrito do

que o asfalto e o concreto.

3. Os avies com trem de pouso convencional precisam

erguer a cauda durante a decolagem, a fim de reduzir o

ngulo de ataque e o arrasto. Sem isso, o avio percorreria

um comprimento de pista maior e deixaria o solo logo aps

atingir a velocidade de estol, o que extremamente

perigoso.

4. Prosseguindo a decolagem, a velocidade do avio

aumenta, logo chegando velocidade de estol. Por motivo

de segurana, o piloto deve manter o avio no solo at

atingir 120% a 130% da velocidade de estol, e s ento

deve permitir que o avio alce vo. O atrito dos pneus com

o solo diminui durante a decolagem porque a fora da

sustentao aumenta gradualmente, aliviando a carga

sobre as rodas.

5. Se houver vento, deve-se decolar com o vento de

proa, para diminuir a distncia de decolagem e aumentar

o ngulo de subida. Mesmo que esse vento diminua

repentinamente, a segurana do avio no ser afetada

se o piloto deixou o solo com uma velocidade de 120% a

130% da velocidade de estol.

6. Condies idias de decolagem As condies

mais favorveis para a decolagem so:

* 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 instrues do Manual de vo do avio.

7. Terminada a decolagem, inicia-se a fase de subida. Seguindo as instrues do manual de

vo, o piloto deve reduzir a potncia e recolher os flapes quando o avio atingir uma

determinada altitude.

8. Tcnicas de pouso As duas tcnicas de pouso utilizadas so:

* Pouso em trs pontos

* Pouso em pista

9. O pouso em trs pontos utilizado pelos avies com trem de pouso convencional. Nessa

tcnica de pouso, o avio levado a entrar em estol rente a pista, tocando-a simultaneamente

com o trem principal e a bequilha.

10. O pouso de pista consiste em toca o solo com uma certa velocidade, sem deixar que ocorra

o estol. um pouco mais suave e pode ser efetuado por avies com trem de pouso

convencional ou triciclo.

11. Ao efetuarem um pouso de pista, os avies com trem de pouso convencional tm maior risco

de pilonagem e cavalo de pau porque eles tm o centro de gravidade localizado atrs do trem

principal.

12. Condies idias de pouso As condies

mais favorveis ao pouso so:

* Baixa altitude

* Baixa temperatura

* Pista em aclive

* Vento de proa

* ar seco

Os flapes permitem aos avies aproximar com maiores ngulos de planeio e menores

velocidades, sendo, portanto muito teis, principalmente em pistas curtas. Os slots e slats

tambm funcionam dessa maneira, mas obrigam o avio a levantar exageradamente o nariz.

Estabilidade longitudinal_________________

1. Tipos de equilbrio Existem trs tipos possveis de

equilbrio:

* equilbrio estvel

* equilbrio instvel

* equilbrio indiferente

A figura ao lado mostra alguns objetos com esses tipos

de equilbrio.

2. Um avio afastado da condio de

equilbrio pode comportar-se de trs

diferentes maneiras:

* Estvel o avio tende a

voltar ao equilbrio

* Instvel o avio tende a

afastar-se mais do equilbrio

* Indiferente o avio continua

fora do equilbrio

O termo estaticamente indica apenas uma tendncia. Por exemplo, um avio estaticamente

estvel tende a voltar ao equilbrio, mas, como veremos no prximo item 7, isso no garante que

o avio realmente voltar e permanecer no equilbrio

3. A asa de um avio, devido ao seu perfil assimtrico,

estaticamente instvel. Por exemplo, se o ngulo de

ataque aumentar, o centro de presso (CP) avanar,

aumentando ainda mais o ngulo de ataque.

4. Um avio torna-se estvel graas ao

estabilizador, que serve para fazer o avio

retornar sempre posio original de

equilbrio. Por exemplo, se ele levantar o

nariz, o ngulo de ataque aumentar,

forando a cauda para cima.

5. Para que um avio seja estaticamente estvel,

necessrio que ele tenha nariz pesado, ou seja, o centro

de gravidade deve estar localizado frente do centro de

presso.

Nessas condies, quando o avio recebe uma

rajada ascendente, por exemplo, sua cauda ir subir

mais rapidamente que o nariz, por ser mais leve. Isso faz

o ngulo de ataque da asa diminuir, neutralizando o

efeito da rajada.

O centro de gravidade, porm, deve estar situado dentro de determinados limites

estabelecidos pelo fabricante do avio.

Se o centro de gravidade estiver situado demasiadamente frente (nariz muito pesado), o

avio ficar demasiadamente estvel, a ponto de no responder adequadamente aos comandos

do piloto.

Se centro de gravidade estiver demasiadamente afastado (cauda muito pesada), o avio

ter grande manobrabilidade, mas ser pouco estvel ou at mesmo instvel.

6. Comportamento de um avio estaticamente estvel Um avio estaticamente estvel

possui dois comportamentos caractersticos, que podem ser facilmente percebidos em vo:

a) Reduzindo a potncia do motor, o avio abaixa o nariz e inicia uma descida, evitando

automaticamente a perda de velocidade que poderia levar ao estol.

b) Para baixar o nariz do avio, preciso forar o manche para frente; se largarmos o

manche, este volta automaticamente para a posio original e o avio ergue o nariz, retornando

ao vo nivelado.

7. Evidentemente, um avio deve ser estaticamente estvel para poder ser pilotado. Entretanto,

isso pode no ser suficiente, porque um avio estaticamente estvel pode apresentar trs tipos

de comportamento quando afastado do equilbrio:

a) Avio dinamicamente estvel volta ao equilbrio e logo de estabiliza

b) Avio dinamicamente instvel tenta voltar ao equilbrio muito fortemente, e por isso

as oscilaes aumentam cada vez mais.

c) Avio dinamicamente indiferente tenta voltar ao equilbrio, mas sempre

ultrapassa,oscilando sem parar.

8. As possibilidades de equilbrio longitudinal de um avio podem ser resumidas no seguinte

quadro:

9. As possibilidades apresentadas no quadro acima podem ser melhor visualizadas na figura

abaixo:

Estabilidade lateral______________________

1. Quando um avio sofre um

desequilbrio lateral, por exemplo, atravs

de uma rajada assimtrica, ele pode

apresentar um dos trs tipos de

comportamento descritivos abaixo:

a) Estaticamente estvel o

avio tende a retornar o equilbrio inicial

b) Estaticamente instvel o

avio tende a desequilibrarse ainda

mais

c) Estaticamente indiferente o

avio tende a continuar fora do equilbrio.

2. A estabilidade lateral menos importante do que a estabilidade longitudinal porque os

esforos laterais no avio so geralmente pequenos. Existem basicamente cinco fatores que

influem na estabilidade lateral:

a) Diedro

b) Enflechamento

c) Efeito de quilha

d) Efeito de fuselagem

e) Distribuio de pesos

3. Diedro- Quando um avio est com as asas lateralmente desequilibrada, ele glissa na direo

da asa mais baixa. Como resultada da glissada, surge um vento lateral sobre a asa.

Dependendo do diedro, o avio poder ser estvel ou instvel, conforme mostram as figuras

abaixo:

NOTA: Evidentemente, se o diedro for nulo, o avio tende a ser estaticamente indiferente.

4. Enflechamento Durante uma glissada ou derrapagem, o enflechamento faz com que uma

das asas seja atingida mais diretamente pelo vento lateral, produzindo, portanto mais

sustentao do que a outra. Isso influi na estabilidade lateral, conforme mostram as figuras

abaixo:

5. Efeito de quilha O vento lateral produz foras sobre as superfcies laterais do avio,

podendo torn-lo:

a) Estvel Quando a rea lateral acima do CG

(Centro de gravidade) maior do que a rea lateral abaixo

do CG (Ver figura ao lado).

b) Instvel Quando a rea lateral abaixo do CG

maior do que a rea acima do CG.

6. Efeito de fuselagem O efeito de fuselagem

diminui a estabilidade lateral, pois ele prejudica o efeito

de diedro. Por exemplo, a fuselagem na figura ao lado

impede que o vento lateral alcance o extradorso da asa

direita do avio, diminuindo, portanto a estabilidade

lateral.

7. Distribuio dos pesos Nos avies de asa alta, a

fuselagem age como se fosse um pndulo, aumentando a

estabilidade lateral.

Nos avies de asa baixa, o peso da fuselagem tende a

aumentar o desequilbrio lateral do avio, reduzindo a estabilidade.

8. Um avio no deve ter estabilidade lateral exagerada,

porque deixaria de obedecer adequadamente ao

comando dos ailerons.

Por essa razo, em alguns avies de asa alta, a

fuselagem atua como um poderoso pndulo

estabilizador, cujo efeito precisa ser parcialmente

neutralizado atravs do diedro negativo.

9. Estabilidade dinmica lateral um avio estaticamente estvel (quanto ao equilbrio lateral)

tende voltar ao equilbrio sempre que for lateralmente inclinado, porm nem sempre o

conseguir. Existem trs comportamentos possveis

Estabilidade direcional___________________

1. A estabilidade direcional refere-se ao equilbrio de um avio em torno do seu eixo vertical. Se

pressionarmos o pedal direito durante o vo, o nariz do avio desviar-se- para a direita.

Quando a presso for aliviada, o comportamento do avio apresentar uma das caractersticas

abaixo:

a) Estaticamente estvel o avio tende a

voltar ao equilbrio

b) Estaticamente instvel O avio tende a

afastar-se do equilbrio, derrapando cada vez

mais fortemente.

c) Estaticamente indiferente O avio tende a

permanecer fora do equilbrio, continuando a

derrapar.

A estabilidade direcional menos importante do que a estabilidade longitudinal porque gera

esforos pequenos sobre o avio. Isso significa que no h risco estrutural imediato quando o

avio tem pouca estabilidade direcional; ele ser simplesmente incmodo para pilotar.

2. Basicamente existem dois fatores que influem na estabilidade direcional:

a) Enflechamento

b) Efeito de Quilha

No captulo anterior, j vimos que esses dois fatores influem tambm na estabilidade lateral.

3. Enflechamento Quando um avio de asa enflechada sofre um desvio para um dos lados,

ele derrapar, ficando com uma das asas mais exposta ao vento relativo que a outra, criando

mais arrasto. Dessa forma, aparecer uma guinada que pode equilibrar ou desequilibrar o avio,

conforme o tipo de enflechamento.

4. Efeito de quilha O efeito de

quilha provocado pela ao do

vento relativo sobre as reas

laterais do avio. Quanto maior a

rea lateral atrs do centro de

gravidade, maior ser a

estabilidade direcional do avio.

5. Estabilidade dinmica direcional De maneira semelhante aos casos dos equilbrios

longitudinal e lateral, um avio estaticamente estvel pode comportar-se de trem diferentes

maneiras quando tenta voltar ao equilbrio:

a) Dinamicamente estvel O avio volta ao equilbrio, amortecendo as oscilaes

b) Dinamicamente instvel O avio tenta voltar ao equilbrio, mas no o consegue,

oscilando cada vez mais fortemente.

c) Dinamicamente indiferente O avio tenta voltar ao equilbrio, mas no consegue

amortecer as oscilaes.

NOTA: Por motivos didticos, as estabilidades direcionais e laterais foram estudadas

separadamente. Na prtica, os movimentos de oscilao da asa e da cauda sempre ocorrem juntamente,

criando movimentos combinados complexos, que no ser estudado neste curso.

Parafuso_______________________________

1. A figura mostra um avio sendo manobrado

para entrar em parafuso. Inicialmente, o piloto

reduz o motor marcha lenta e ergue

gradualmente o nariz do avio. Este perde velocidade e, quando est prestes a

estolar, o piloto pressiona um dos pedais a fundo, fazendo o avio derrapar.

A derrapagem faz uma das asas estolar. Essa asa desce e o avio entra em parafuso.

2. O parafuso pode tambm ocorrer acidentalmente. Isso acontece

quando o avio entra em estol assimtrico, sob influncia de um dos fatores seguintes:

a) Torque do motor Quando o avio est prximo ao ngulo crtico,

o torque do motor tende a girar o avio no sentido contrrio ao da rotao da hlice.

Este efeito muito mais pronunciado quando o avio entra em estol com motor,

ou seja, sem que a potncia esteja reduzida.

b) Asas com incidncia diferentes Para compensar a influncia do torque do motor em vo

de cruzeiro, o avio pode ter sido fabricado com incidncias diferentes nas asas. Entretanto, isso

no corrige o efeito do torque no vo prximo ao estol; pelo contrrio, acentua-o ainda mais,

porque a asa com incidncia maior estola antes da outra, podendo dar incio a um parafuso.

c) Uso de ailerons prximo ao estol O piloto no deve usar os ailerons prximo ao ngulo

crtico, pois o aileron que abaixa pode provocar o estol nessa asa, dando incio ao parafuso.

mais seguro usar os pedais no lugar dos ailerons.

d) Curvas Durante uma curva muito inclinada, o piloto deve tomar cuidado para no entrar em

estol. Se isso acontecer, o avio estar com excesso de inclinao e pouca sustentao. A

glissada resultante e o efeito de diedro faro o avio entrar em parafuso girando no sentido

contrrio ao da curva.

3. Curva Para fazer a recuperao de um parafuso, o piloto deve primeiramente interromper a

rotao, pressionando a fundo o pedal do lado contrrio ao da rotao. A seguir, dever sair do

mergulho, puxando progressivamente o manche, para evitar o estol de velocidade. Os parafusos

no oferecem perigo ao avio, exceto quando ocorrem prximos ao solo.

4. Parafuso chato - Aps dar algumas voltas em parafuso normal, os

avies de cauda pesada acabam erguendo o nariz, tornando o

parafuso chato, conforme mostra a figura ao lado. Se isso acontecer,

a recuperao atravs dos comandos de vo torna-se impossvel.

Entretanto, em alguns avies o piloto ocupa normalmente o

assento traseiro quando vo s; nesse caso, ele pode mudar-se para o

assento dianteiro, a fim de deslocar o centro de gravidade para a

frente. Com isso, o avio baixar o nariz, voltando ao parafuso normal,

que possibilita a recuperao conforme procedimento descrito no item

anterior.

5. Durante um parafuso chato, o avio desce girando em torno de si,

no sentido vertical. Portanto, o ar escoa praticamente a 90 em relao

ao eixo longitudinal do avio. Isso cria fortes turbulncias que tornam o

profundor e o leme totalmente ineficazes para recuperar o avio do

parafuso. Por outro lado, essas mesmas turbulncias criam forte

arrasto, diminuindo consideravelmente a velocidade de descida do

avio.

6. O parafuso chato sempre acidental, isto , depende das caractersticas do avio, e no dos

comandos do piloto. Portanto, quando no se tem certeza sobre a possibilidade do avio entrar

em parafuso chato, necessrio iniciar a recuperao imediatamente quando ele entra em

parafuso normal, a fim de impedir um possvel achatamento.

7. O parafuso tambm chamado de auto-rotao porque, uma vez iniciado, o avio mantm a

rotao por si s. Mesmo num parafuso normal, a velocidade do avio moderada, porque uma

das asas est estolada, provocando grande arrasto. Todavia, quando a rotao interrompida

para iniciar a recuperao, cessa o estol (e o arrasto devido a turbulncia), e a velocidade do

avio aumenta rapidamente. Por esse motivo, a recuperao do mergulho deve ser iniciada sem

demora, mas, conforme vimos, com a necessria suavidade.

Teoria de vo de alta velocidade___________

NOTA: O leitor dever verificar se a matria deste captulo faz

parte do programa exigido para o seu curso.

Introduo O vo dos avies de alta velocidade afetado pelo aparecimento de diversos

fenmenos aerodinmicos que no ocorrem em baixa velocidade. Esses fenmenos do

caractersticas especiais ao vo dos modernos avies executivos e comerciais a reao,

surgindo da a necessidade dos seus pilotos de conhec-los antes de operar cad