UFCD 5797

Noções sobre Tecnologia de Materiais Aeronáuticos Formador: Nuno Pequito

Aeronaves de Carga – Materiais ao longo da História

Trabalho realizado por: - David Santos - Miguel Barreto - Miguel Oliveira - Paulo Percheiro

Introdução

Este trabalho foi realizado no âmbito da UFCD 5797, com o objetivo de explorar a evolução dos materiais usados na indústria aeronáutica ao longo da sua história. Apesar da imensidão que é a indústria aeronáutica e do seu historial de uma vasta gama de materiais usados ao longo dos anos, o foco deste trabalho é num tipo de aeronave muito especial, os aviões de carga. Muitos dos pontos históricos que marcaram a indústria, estão normalmente associados a este tipo de aeronave: de dimensões impressionantes e resultado de projetos de engenharia revolucionários.

Pretendemos com este trabalho, mostrar que tipo de materiais se têm vindo a utilizar na construção de aviões de carga ao longo da sua evolução, traçando um paralelo entre os primeiros aviões de carga que apareceram na indústria militar, e os actuais tecnologicamente mais avançados aviões de carga, tanto civis como militares.

Distribuição de materiais num avião de carga comum (Lockheed C-5)

Compósitos (Plástico Reforçado por Fibra)

Compósitos com Favo de Alumínio Favo de Aluminio

MetaisTitânio

1940s

Messerschmitt Me 323 Gigant

Tipo: Transporte Militar Comprimento: 28,2 m Peso máx: 43 toneladas

Ano: 1940 Envergadura: 55,2 m Vel. máx: 270 km/h

Origem: Alemanha Altura: 10,15 m Altitude máx: 4 km

Fotografias históricas do mítico Gigant

Este gigante alemão nasceu na 2ª Guerra Mundial, e foi um dos desenvolvimentos aeronáuicos potenciados pela indústria bélica. O inovador Me 323 nasceu de um planador, e tinha como principal objetivo, transporte de tropas e até blindados para o campo de batalha.

A fuselagem do Me 323 era uma estrutura em tubagens de aço, reforçada com longarinas de madeira e revestida por tecido impregnado. As asas semi-cantilever, eram maioritáriamente feitas em madeira, contraplacado e tecido. Apesar da sua arquitectura ultrapassada, o Gigant foi o maior avião terrestre da sua altura, e um elemento fulcral do exército alemão.

1950s-80s

Lockheed C-130 Hercules

Tipo: Carga/Reabastecimento Comprimento: 29,7 m Peso máx: 70,3 toneladas

Ano: 1955 Envergadura: 40,4 m Vel. máx: 602 km/h

Origem: Estados Unidos Altura: 11,9 m Altitude máx: 10 km

O C-130 foi um avião inicialmente desenvolvido para o transporte de tropas e cargas, que veio substituir os C-47 utilizados na 2ª Guerra Mundial e modernizar a frota de transporte dos Estados Unidos. Hoje em dia, é utilizado num largo número de funções, desde o transporte de páraquedistas, reconhecimento climatérico, reabastecimento aéreo, evacuação médica, entre outros. A familia C-130 tem a grande vantagem de poder aterrar e descolar em pistas de curta distância, e já se encontra em serviço há mais de 50 anos!

Lockheed C-5 Galaxy

Tipo: Transporte Militar Comprimento: 75,53 m Peso máx: 348 toneladas

Ano: 1968 Envergadura: 67,88 m Vel. máx: 917 km/h

Origem: Estados Unidos Altura: 19,81 m Altitude máx: 10 km

O Lockheed C-5 Galaxy é um avião de carga militar intercontinental ao serviço dos Estados Unidos, especialmente concebido para transporte de carga pesada a longa distância. O C-5 está em serviço desde 1970, já com varios modelos e modernizações para continuar até 2040, como é caso do gigante C-5M Super Galaxy!

Ao contrário dos aviões de carga desenvolvidos nos anos 40, estes Lockheed da série C, são maioritáriamente construídos em alumínio, sendo alguns dos elementos estruturais mais importantes construidos em Aço, pela sua dureza e resistência. Parte dos fixadores e dos apertos utilizados nos aviões desta gama são também em aço, mas também se encontram em titânio, apesar deste metal raro ser mais usado nos motores.

Lockheed C-5 Galaxy a ser carregado

Antonov An-124

Tipo: Transporte Militar/Civil Comprimento: 68,96 m Peso máx: 405 toneladas

Ano: 1982 Envergadura: 73,7 m Vel. máx: 865 km/h

Origem: União Soviética Altura: 20,78 m Altitude máx: 12 km

O An-124 destronou o Galaxy como o maior avião até à altura, e durante muito tempo manteve esse título. O An-225 é actualmente o maior avião do planeta, e foi desenvolvido a partir do An-124 em 1988, com o objetivo de poder transportar o vaivém soviético Buran! No geral , o Antonov quebrou uma série de recordes mundiais, sendo o mais notável, o transporte da carga mais pesada até hoje – um gerador de 124 toneladas!

An-225 com o Buran às costas!

Tanto o An-124 como o An-225, não diferem muito dos outros aviões de carga da sua geração no que diz respeito à distribuição de materiais usados na sua construção, sendo o aluminio o principal constituinte da fuselagem do Antonov.

O titãnio e as suas ligas, sendo mais duro e resistente que o aluminio, e mais leve que o aço, tem algumas aplicações estratégicas na indústria aeronáutica, (apesar de também ser substancialmente mais caro que os metais mencionados). No caso do An-124, encontra-se titãnio nos motores, no chão do compartimento de carga, no trém de aterragem, em partes do revestimento, nas nervuras das asas, nos pilones, nos cilindros hidráulicos e em tubagens. No entanto, a percentagem raramente excede os 8%.

O An-124 também inovou na utilização de materiais compósitos em relação a modelos ocidentais da altura como o C-5 Galaxy ou o Boing 747. Desde portas, painéis, compensadores, carenagens, naceles e nariz - Ao todo, o An-124 incorporou um total de 5,5 toneladas de material compósito por toda a sua estrutura.

An-124 a ser carregado

1990s-2000s

Airbus Beluga

Tipo: Avião de Carga Comprimento: 56,15 m Peso máx: 155 toneladas

Ano: 1994 Envergadura: 44,84 m Vel. máx: 878 km/h

Origem: UK/ES/FR/AL Altura: 17,24 m Altitude máx: 10,6 km

O Beluga nasceu da necessidade de transporte de partes de aviões da Airbus, a partir do A300. Este é um dos aviões de carga mais especializados na sua área, graças ao seu compartimento de carga peculiar de grande volume, que permite o transporte de cargas de grandes dimensões volumétricas.

Beluga a "engolir" parte da cauda de um Skymark!

Boeing 747 Dreamlifter

Tipo: Avião de Carga Comprimento: 71,68 m Peso máx: 364,2 toneladas

Ano: 2007 Envergadura: 64,4 m Vel. máx: 878 km/h

Origem: Estados Unidos Altura: 21,54 m Altitude máx: ?

O Dreamlifter nasceu do Boeing 747, e é quase como que o equivalente ao Beluga da Airbus, apesar de este ser maior e mais pesado, tendo assim capacidade para cargas mais pesadas também. O Dreamlifter nasceu também da necessidade de transporte de peças de aviões, neste caso para o transporte de partes completas do revolucionário Boeing 787.

O Beluga e o Dreamlifter são dois dos cargueiros mais tecnologicamente avançados da actualidade, cuja necessidade de eficiência energética, aliada à grande exigência do mercado aeronáutico actual, levaram estas duas grandes fabricantes a estarem na vanguarda da tecnologia dos materiais aeronáuticos. A construção destes gigantes, teve uma grande aposta na utilização de materiais compósitos, desde plástico reforçado por fibra de carbono a fibra de aramida, encontrado-se estes materiais principalmente na empenagem e em painéis da fuselagem.

Bibliografia -http://www.airforce-technology.com/

-http://www.theaviationzone.com/

-http://aviation.stackexchange.com/

-https://pt.wikipedia.org/

-https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aircraft/amt_handbook/media/FAA-8083-30_Ch05.pdf

-Titanium Alloys: Russian Aircraft and Aerospace ApplicationsBy Valentin N. Moiseyev