COMO FUNCIONA O AVIÃO

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COMO FUNCIONA O AVIO Toda aeronave mais pesada que o ar, seja um planador ou um avio a jato, depende da aplicao da energia mecnica ao ar circundante, de forma a receber um impulso para cima, sustentando-a contra as foras de gravidade. Para que a nave se mantenha no alto, necessria uma entrada contnua de energia, que proporcione o movimento para a frente, contra a resistncia do ar. As hlices, jatos ou foguetes, acionados por motor, fornecem o impulso necessrio no s permanncia no ar, como tambm subida do aparelho ou decolagem.

Basicamente, um avio composto de uma fuselagem em forma de charuto, para transportar a tripulao, a carga e os passageiros, um par de asas, localizado mais ou menos no meio da estrutura, e uma empenagem traseira, formada por um plano horizontal e um leme de direo vertical. Alm disso, h um ou mais motores, montados praticamente em qualquer lugar do avio, desde o interior da fuselagem propriamente dita, at as pontas das asas. Nesse tipo de avio, a sustentao se concentra geralmente nas asas; assim, o centro de sustentao destas corresponde, normalmente, ao centro de gravidade do avio.

O formato da asa do avio faz com que o ar que passa em cima dela se movimente mais depressa do que o ar que passa embaixo. Isso ocorre devido s diferentes curvaturas na parte superior e inferior da asa. Acontece que quanto maior a velocidade do ar, menor sua presso. Por isso a asa do avio sofre presso do ar maior na parte inferior das asas e menor na parte superior, o que resulta numa fora de sustentao.

A sustentao produzida pelas asas varia com a velocidade do avio. Quanto mais rpido ele voar, mais sustentao ser produzida. Assim, o aparelho tem que ganhar uma velocidade considervel no solo antes de obter sustentao suficiente para decolar. Maiores velocidades implicam em maior resistncia do ar (mais dificuldade para o avano). Por isso os jatos e outros avies de alta velocidade tm asas mais delgadas, que oferecem pouca resistncia. Quando em movimento quatro foras agem sobre o avio: A trao dos motores, o peso da gravidade, a sustentao provocada pelo movimento e o arrasto devido ao atrito com o ar e turbulncias.

Um dispositivo conhecido como flap (B) foi desenvolvido para modificar uma seo da asa, a fim de que a sustentao possa ser alterada pelo piloto. Quando movimentados para baixo, os flaps aumentam a resistncia ao avano, diminuindo a velocidade do aparelho.

Durante o vo, o avio tem que se mover de trs maneiras bsicas: num ngulo vertical - para cima e para baixo; num ngulo horizontal - de um lado para outro; e rolando ao redor de um eixo longitudinal. O movimento vertical controlado pelas superfcies mveis, chamadas elevadores (C). Movendo-se esses elevadores para cima, o avio tem a sua frente levantada, em posio de subida. Baixando-se os elevadores, o efeito exatamente o oposto. Controla-se o movimento horizontal por meio de uma superfcie mvel no estabilizador vertical, conhecido como leme (D). No caso de apenas o leme ser usado, o avio "derrapa" lateralmente, pois no h uma fora contrria horizontal que evite o avio de continuar a virar. Movendo-se os ailerons (A), superfcies de controle nas extremidades das asas, o avio pode ser forado a se inclinar ou rolar para o lado interno da curva, ao mesmo tempo que o leme o faz girar de tal maneira que ele se inclina na direo do centro da curva, como, por exemplo, numa bicicleta.

Nos avies primitivos, as superfcies de controle - ailerons, elevadores e leme - eram movidas pela ao direta do piloto, atravs de cabos de controle. Nos avies modernos as operaes se realizam, geralmente, por meio de cilindros hidrulicos, comandados pelo piloto atravs de servomecanismos. Fonte: br.geocities.com

Como Funciona o AvioComo funciona a caixa preta dos avies?A caixa preta constituda de sistemas eletrnicos de gravao que registram automaticamente todos os dados relativos ao vo, bem como os ltimos 30 minutos de conversao na cabine de comando. Essas informaes so de vital importncia para os peritos que investigam as causas de um acidente areo. Apesar do nome, a caixa preta , na verdade, vermelha ou alaranjada, caso caia no mar ou em florestas esta cor a diferenciaria do ambiente, ela possui ainda um transmissor de sinais justamente para facilitar a localizao nesses casos.

Apesar do nome ser caixa preta, na verdade ela vermelha ou alaranjada. Para resistir aos choques e a grandes impactos, as caixas ficam na cauda da aeronave e so fabricadas com materiais ultra-resistentes como titnio e/ou fibra de carbono, podendo suportar temperaturas de at 1000 graus Celsius. Ela tem ainda uma bateria que garante seu funcionamento independentemente do avio. A conexo da caixa preta aeronave feita por cabos semelhantes aos usados para ligar aparelhos portteis como impressoras, cmeras fotogrficas e celulares ao computador. O aparelho que revolucionou o setor areo foi idealizado pelo cientista aeronutico australiano David Warren em 1957. No comeo a inveno no foi bem recebida porque os pilotos se sentiam vigiados durante o vo, mas logo os ingleses e norte-americanos perceberiam a importncia da caixa preta de Warren, que foi incorporada s aeronaves destes dois pases um ano depois. Fonte: www.academiadeciencia.org.br O homem sempre admirou o vo suave dos pssaros, aquelas habilidades e tcnicas naturais herdadas de Deus, que sempre foram de causar inveja. Ao passar dos tempos alguns aventureiros tentaram de alguma forma imitar os seres de asas, mas no obtiveram sucesso, Leonardo da Vinci foi uma figura que pesquisou a anatomia dos pssaros, obteve informaes do comportamento das asas em relao ao ar. Tempos depois tivemos a colaborao de Alberto Santos Dumont, que conseguiu voar com seu 14-BIS, aeronave biplano, durante alguns metros, e com isto fez deslanchar a aviao mundial. Com o efeito das guerras, a indstria area teve um grande impulso, promovendo estudos e pesquisas para o aperfeioamento dessas mquinas maravilhosas. Para que um avio voe, necessrio que algum tipo de fora consiga vencer ou anular o seu peso. Muitas vezes, quando alguma pessoa v pela primeira vez um Boeing ou um Airbus decolando ou pousando num aeroporto, no imagina como aquela mquina com algumas toneladas consiga ficar afastada, metros e as vezes quilmetros do solo. Por estas razes que este assunto se torna muito curioso e as vezes apaixonante. Introduo O homem sempre admirou o vo suave dos pssaros, aquelas habilidades e tcnicas naturais herdadas de Deus, que sempre foram de causar inveja. Ao passar dos tempos alguns aventureiros tentaram de alguma forma imitar os seres de asas, mas no obtiveram sucesso, Leonardo da Vinci foi uma figura que pesquisou a anatomia dos pssaros, obteve informaes do comportamento das asas em relao ao ar. Tempos depois tivemos a colaborao de Alberto Santos Dumont, que conseguiu voar com seu 14-BIS, aeronave biplano, durante alguns metros, e com isto fez deslanchar a aviao mundial. Com o efeito das guerras, a indstria area teve um grande impulso, promovendo estudos e pesquisas para o aperfeioamento dessas mquinas maravilhosas. Para que

um avio voe, necessrio que algum tipo de fora consiga vencer ou anular o seu peso, ento vamos verificar nesta pgina o que realmente acontece fisicamente quando ele est em movimento, originando fenmenos que iro ser explicados no desdobramento desta matria, na qual as asas, tambm chamadas de aeroflios sero objeto de estudo. A aviao est baseada nos princpios da fsica, alguns estudados na escola, nos explicando todos os mistrios que giram em torno desta prtica. Muitas vezes, quando alguma pessoa v pela primeira vez um Boeing ou um Airbus decolando ou pousando num aeroporto, no imagina como aquela mquina com algumas toneladas consiga ficar afastada, metros e as vezes quilmetros do solo. Por estas razes que este assunto se torna muito curioso e as vezes apaixonante. Fundamentos fsicos Sabemos que o principal obstculo nas primeiras tentativas para colocar um avio no ar era o seu peso, uma fora causada pela gravidade, mas com alguns diferentes formatos na aerodinmica dos corpos, conseguiu-se controlar este problema, de forma artesanal no incio. Nos estudos e pesquisas feitos pelos cientistas das vrias pocas, verificou-se que o ar, fludo que ser responsvel para sustentar uma aeronave em vo composto de alguns elementos, entre eles, nitrognio, oxignio e gua, com isto podendo sofrer alteraes em grandezas como a densidade, temperatura e presso. Estas mudanas na atmosfera esto relacionadas entre as diferenas de temperatura e presso entre as vrias massas de ar que circulam, originando deslocamentos das camadas, dando incio aos ventos, que podero ser teis ou desfavorveis ao vo. As grandezas vetoriais e escalares esto presentes neste assunto, sendo as foras, todas vetoriais, incluindo as velocidades, presses e aceleraes, j as escalares, compostas da massa, das temperaturas e densidades. Quando um avio tem o vento a seu favor, temos uma soma vetorial, ou vice-versa, com isto, os vetores so amplamente utilizados, originando todo tipo de resultantes, sejam elas verticais, como peso e sustentao, que ser vista posteriormente no tem das foras, ou horizontais, como a trao e a resistncia do ar, quando o avio est em vo com velocidade constante, a soma de todas as suas foras nula. O empuxo, visto em hidrosttica, tambm bem utilizado, porm tendo como fludo, o ar, pois o deslocamento de ar para trs ir causar uma fora para frente, ento o empuxo, j relacionando com a 3 lei de Newton, lei da ao e reao ( para toda fora existe uma outra de mesma direo, mesmo mdulo e sentido contrrio). A temperatura uma grandeza escalar muito importante, sendo muito varivel, sabemos que quanto mais alto estivermos em relao ao nvel do mar, menor ser seu valor, o mesmo acontece com a densidade do ar, pois quanto maior a altitude, ficar mais rarefeito alterando nas foras relacionadas no vo, pois altera diretamente a resistncia do ar, quanto ao avano de um corpo. Foras Existem quatro foras bsicas presentes no vo: SUSTENTAO , ARRASTO , TRAO , PESO SUSTENTAO Quando um avio se desloca pelo ar, ocorre um fenmeno na sua asa que ir produzir uma fora para cima, sentido inverso ao peso. O perfil da asa ou aeroflio tem comprimentos diferentes na parte superior (extradorso) e na parte inferior (intradorso) devido ao seu formato, possibilitando que duas partculas de ar percorrendo tais comprimentos ao mesmo tempo, conseqentemente tenham velocidades diferentes. A fsica explica que o aumento da velocidade de um fludo pelas paredes de um tubo, provoca um aumento da presso dinmica (ar em movimento) e uma diminuio da presso esttica (ar em repouso), originando uma fora. Ento, tal diferena de presses estticas

ser a responsvel por criar uma fora perpendicular a superfcie da asa, chamada de RESULTANTE AERODINMICA, agindo no chamado centro de presso, tendo como sua componente vertical, a fora de SUSTENTAO. A figura abaixo nos mostra o deslocamento das partculas de ar, partindo do bordo de ataque (frente do perfil) e chegando ao mesmo no bordo de fuga (traseira do perfil) resultando no aparecimento de uma fora que compensar o peso da aeronave. O perfil da asa pode formar um ngulo imaginrio com a direo horizontal, chamado NGULO DE ATAQUE, que poder aumentar a fora de sustentao e ao mesmo tempo, aumentar a fora de resistncia do ar, fazendo com que o avio tenha menor velocidade, ento quando observamos aeronaves nos cu da cidade fazendo procedimento de aproximao, estas esto com um maior ngulo de ataque, ento com pouca velocidade. Quando aumenta-se demais este ngulo, aumentamos tambm a resistncia do ar, na mesma proporo, diminuindo muito sua velocidade, com isto o avio pode perder instantaneamente sua sustentao, entrando em estol ( perda total da sustentao em vo). Afigura abaixo nos mostra o ngulo de ataque da asa. Podemos calcular analiticamente o valor da fora de sustentao (componente vertical da RA). Cl = coeficiente de sustentao p = densidade do ar S = rea da superfcie da asa v = velocidade da aeronave L = fora de sustentao (Lift) ARRASTO O arrasto uma fora aerodinmica devido a resistncia do ar, que se ope ao avano de um corpo. Essa fora depende de alguns fatores como a forma do corpo, a sua rugosidade e o efeito induzido resultante da diferena de presso entre a parte inferior e superior da asa. Ento podemos dividir o ARRASTO em trs tens: Arrasto de atrito Arrasto de forma Arrasto induzido Arrasto de atrito Este tipo de arrasto est relacionado com as caractersticas da superfcie, sendo ela lisa ou spera. Quanto mais prximo dela, o ar forma uma camada limite, no qual se move de forma laminar se a superfcie for lisa, do mesmo jeito que a fumaa sai do cigarro, porm se a mesma for rugosa ou spera, ocorrer um fluxo de ar turbilhonado aumentando o arrasto. Atualmente, as aeronaves so feitas de material mais liso na sua rea externa, possibilitando mais economia e melhor rendimento em vo. Arrasto de forma

O arrasto em questo est relacionado com a rea, na qual o ar colide de frente, e ocorre a chamada deflexo ( desvio do ar pelo obstculo). A maior ou menor facilidade de um corpo se deslocar em determinado fludo chama-se aerodinmica, ento as partes que compe um avio devem ser arredondadas ou terem o efeito de flechas, evitando superfcies retas perpendiculares ao deslocamento, originando assim uma resistncia menor. O arrasto de forma depende de alguns fatores como a densidade do ar, velocidade e rea frontal do corpo, podendo ser calculado com a frmula abaixo. CD = coeficiente de resistncia aerodinmica da asa p = densidade do ar S = rea da superfcie da asa v = velocidade da aeronave D = fora de resistncia ( Drag) Arrasto induzido O arrasto induzido est relacionado com diferena de presso entre a parte superior e inferior da asa. O ar que est no intradorso (parte inferior) tende a fluir para o extradorso (parte superior), originando um turbilhonamento na ponta da asa, com isto provocando uma resistncia ao avano do avio e diminuindo a sustentao. Existem alguns dispositivos para corrigir este problema como os Winglets, localizados nas pontas das asas, principalmente em avies mais modernos, que impedem a passagem de ar de cima para baixo. Afigura abaixo mostra o turbilhonamento do ar decorrente do arrasto induzido. TRAO A trao uma fora responsvel por impulsionar a aeronave para frente, sendo originada de algum tipo de motor. Normalmente, no dias de hoje a aviao est servida de motores convencionais, a quatro tempos e motores a reao, utilizando-se de turbo-jatos e turbo-fan. Motores convencionais Este tipo de motor utiliza-se basicamente da mesma tecnologia dos motores dos carros modernos, ou seja, o sistema quatro tempos, utilizando-se de um nmero varivel de cilindros onde ser gerada a energia necessria para movimentar a hlice que impulsionar o avio a frente. Uma mistura de ar e combustvel, normalmente utilizado uma gasolina especial, preparada no carburador e emitida para a cmara de combusto, dentro do cilindro, pela vlvula de admisso, movimentando o pisto para baixo, e transferindo todo movimento para o eixo de manivelas, ligado a hlice. Aps o pisto sobe e comprime a mistura, a qual receber uma centelha de um dispositivo chamado vela, provocando uma combusto e um aumento da presso da mistura e uma conseqente expanso, forando o pisto para baixo, aps, os gases finais so expelidos pela vlvula de escapamento, e o ciclo continua, para que o avio mantenha a fora de trao. Devido ao avano da tecnologia, alguns avies a hlice utilizam um sistema que adiciona uma turbina, que ser visto nos motores a reao, recebendo o nome de turbo-hlice. A figura abaixo mostra ama aeronave com trao a hlice. Quando a hlice da uma volta, o avio sofre um deslocamento, este chamado de PASSO DA HLICE, onde pode ser fixo ou varivel. Quando um avio est na decolagem, a freqncia do

motor em rpm pode aumentar, e em alguns casos dependendo do sistema do conjunto da hlice, o passo pode modificar. Motores a reao Este tipo de motor funciona de acordo com a terceira lei de Newton, ao e reao, onde a ao se situa na expulso dos gases para trs, provocando a reao do deslocamento do avio para frente. Os sistemas utilizados so os turbo-jato e turbo-fan, sendo este ltimo mais moderno. O sistema em si, utiliza-se de um conjunto de ps na parte da frente, formando o primeiro compressor e a parte de traz, segundo compressor da turbina, e no meio contendo uma cmara de combusto, onde se dar a queima da mistura de ar comprimido com o combustvel, normalmente querosene, que aumentar ainda mais a presso dos gases originando uma sada dos mesmos muito forte. Neste caso, est presente a fora de empuxo devido ao deslocamento dos gases. Abaixo pode ser visto o correto funcionamento de uma turbina. Normalmente, as aeronaves maiores so servidas de dois, trs ou quatro motores a reao, atingindo grandes velocidades e voando em grandes altitudes. Devido a economia de combustvel e ao avano da tecnologia, os grandes jatos esto sendo dotados de no mais que duas grandes turbinas. PESO O peso est relacionado com a fora da gravidade, a qual atrai todos os corpos que esto no campo gravitacional terrestre. No existe nenhuma forma de alterar esta fora, ento preciso cada vez mais aperfeioar as aeronaves, para sempre respeitar as leis da natureza. O peso um fator muito importante nas operaes de pouso e decolagem, pois um avio muito pesado ir precisar de maior comprimento de pista para decolar, para conseguir velocidade suficiente visando a sustentao para anular o peso, sendo assim, avies maiores so impedidos de operar em certos aeroportos. O mesmo acontece na aterrisagem, pois deve-se respeitar a lei da inrcia. Fonte: www.fisica.seed.pr.gov.brComo Funciona o Avio

Como funciona o sistema anticoliso TCAS usado em avies comerciaisDevido ao trgico acidente com o avio da Gol, ocorrido no dia 30 de setembro de 2007, diversos meios de comunicao mostraram um dos intrumentos de navegao que supostamente havia falhado ou no estava operando corretamente, o TCAS. Esse sistema deveria ter alertado os pilotos que outra aeronave voava no mesmo nvel (altitude) e que haveria o risco de coliso caso nenhuma atitude fosse tomada. TCAS significa Traffic alert and Collision Avoidance System, ou Sistema de Alerta de Trfego e Evitao de Coliso, e um dispositivo computadorizado, projetado para reduzir o perigo de coliso entre duas ou mais aeronaves durante o vo. O TCAS monitora o espao areo ao redor de uma aeronave, independentemente do controle de trfico areo, e alerta o piloto da presena de outro avio em sua rea e que possa apresentar ameaa

de coliso. O TCAS uma implementao de outro instrumento, o ACAS (Airborne Collision Avoidance System ou Sistema Transportado de Evitagem de Coliso), um sistema obrigatrio em aeronaves com mais de 5700 quilos e autorizada a carregar mais de 19 passageiros. Atualmente o sistema TCAS fabricado por duas gigantes norte-americanas, a Rockwell Collins e a Honeywell. Nas modernas cabines de comando, ou cockpit, o display do TCAS integrado ao display de navegao, enquanto nas cabines mais antigas e naquelas com instrumentos mecnicos, o display do TCAS subsitui outro equipamento, o IVSI (Instantaneous Vertical Speed Indicator), que indica instantaneamente a velocidade com que a aeronave est descendo ou subindo. Apesar das pesquisas com sistemas de evitao de coliso existirem desde 1950, autoridades como a FAA, Admistrao Federal de Aviao dos EUA, somente as colocaram em funcionamento aps diversos acidentes de grandes propores, que envolveram grande nmero de vtimas. Alguns desses trgicos acidentes, em pleno vo, incluem: Coliso sobre o Grand Canyon (EUA), em 1956 Coliso em Zagreb, em 1976 Vo PSA 182, no qual um Boeing 727 colidiu com um Cessna 172 em 1978 Vo 498 da AeroMxico, em 1986, que se chocou com um avio similar PSA vo 182 Funcionamento O sistema TCAS envolve a comunicao eletrnica entre todas a aeronaves equipadas com um transponder apropriado. O transponder um sistema de radiocomunicao entre o avio e o radar, e que informa dados de telemetria da aeronave, entre eles, o nmero do vo, altitude, velocidade e direo. Utilizando a frequncia de 1030 mHz, o TCAS de uma aeronave "interroga" todos os outros TCAS das aeronaves que estejam ao seu alcance, e todas as outras aeronaves "respondem" solicitao na frequencia de 1090 mHz. Este ciclo de "perguntas e respostas" eletrnicas ocorre diversas vezes por segundo.

Atravs dessa troca constante de dados, o computador interno do TCAS monta um mapa tridimensional das aeronaves no espao adjacente, utilizando principalmente a localizao, rumo, altitude e velocidade. Utilizando esses dados o sistema ento projeta a posio futura de todas as aeronaves, determinando os riscos potenciais de coliso. importante notar que o TCAS e suas variantes somente operam e interajem com aeronaves que utilizam transponder e que estes estejam em operao.

Verses de TCAS TCAS I O TCAS I a primeira gerao de tecnologia de eviatao de coliso. um sistema mais barato e menos capaz que os modernos TCAS II. O TCAS I monitora a situao de trfico ao redor da aeronave em um raio de 65 km e oferece informaes de rumo e altitude de outras aeronaves. Alm disso, o sistema gera alertas de coliso na forma de TA (Traffic Advisory ou aviso de Trfico). O TA alerta ao piloto que outra aeronave est prxima de sua vizinhana, emitindo um alerta sonoro de "traffic, traffic", mas no oferece nenhuma forma de correo. Cabe ao piloto e ao controle de trfego decidir o que fazer. Quando a ameaa termina, o sistema anuncia "clear of conflict", ou livre de coliso TCAS II O TCA II a segunda gerao desse tipo de intrumento e atualmente usado na maioria dos equipamentos da aviao comercial. O TCA II oferece todos os benefcios do TCAS I, mas oferece ao piloto intrues fonticas para que o perigo seja evitado. Os avisos podem ser do tipo "corretivos" que sugerem ao piloto mudanas de altitude atravs de alertas do tipo "descend, descend ou climb, climb" (desa, desa, suba, suba), ou preventivos que sugerem aes. Outros alertas podem ser emitidos, entre eles "Monitor Vertical Speed", que sugere ao piloto que monitore sua asceno vertical.

O sistema TCAS II opera de forma sincronizada entre todos os avies de uma mesma vizinhana. Se em um deles o TCAS II alerta o piloto a descer, em outra aeronave o sistema informa o comandante a subir, maximizando assim a separao entre duas aeronaves. TCAS III O TCAS III a prxima gerao entre sistemas de evitao de coliso e atualmente se encontra em fase de desenvolvimento. O sistema dever permitir aos pilotos manobras horizontais, alm das manobras verticais disponveis nas duas classes atuais. O sistema poder intruir o comandante a "virar direita e subir", enquanto na outra aeronave o alerta seria de "virar direita e descer", permitindo total separao entre os avies, tanto em sentido vertical como horizontal. Alarmes Falsos Devido os sistemas ocasionalmente dispararem alarmes falsos, todos os pilotos atualmente so intrudos a considerar verdadeiras todas as mensagens, e imediatamente responder elas. Tanto a FAA como as autoridades de diversos pases estabelecem que em caso de conflito entre entre as mensagens do TCAS e as do controle de trfego areo, deve prevalecer s do TCAS. Fonte: www.apolo11.com Os avies esto entre as invenes mais incrveis. Um Boeing 747, por exemplo, pode levar 600 pessoas - e pesa quase 400 toneladas quando est abastecido para a decolagem. Mesmo assim, ele percorre a pista e, como num passe de mgica, se levanta no ar e pode voar quase 13.000 km sem parar. impressionante, no? Para entender o que faz um 747 - ou qualquer outra aeronave - voar, aperte o cinto e continue lendo. Este artigo explica a teoria do vo e analisa as diferentes peas de um avio -e de quebra ainda sugere links timos para obter mais informaes.

Foras aerodinmicasAntes de aprender como as asas mantm os avies no ar, importante compreender as quatro foras bsicas da aerodinmica: sustentao, peso, empuxo e arrasto.

Vo em linha reta e nivelado Para um avio voar em linha reta e nivelado as seguintes relaes devem ser verdadeiras:Empuxo = Arrasto Sustentao = Peso Se o arrasto superar o empuxo, o avio vai perder velocidade. Se o empuxo aumentar e superar a fora de arrasto, o avio vai acelerar. Da mesma forma, se a sustentao for menor que o peso do avio, o avio descer. Ao aumentar a sustentao, o piloto faz o avio subir.

EmpuxoO empuxo uma fora aerodinmica que deve ser criada para que o avio supere o arrasto (observe que o empuxo e o arrasto atuam em sentidos opostos na figura acima). Os avies geram empuxo usando hlices, motores a jato ou foguetes. Na figura acima, o empuxo provm de uma hlice - que funciona como uma verso muito potente de um ventilador domstico puxando o ar pelas lminas.

ArrastoO arrasto uma fora de resistncia ao movimento de um objeto num fluido (como o ar - a gua tambm um fluido). Uma forma de sentir o efeito do arrasto colocar (com cuidado) sua mo para fora da janela de um carro em movimento. O arrasto que sua mo produz depende de alguns fatores, como o tamanho de sua mo, a velocidade do carro e a densidade do ar. Desacelerando o carro, voc nota que o arrasto em sua mo tambm diminui. Esportes tm bons exemplos do efeito do arrasto. Pilotos de moto se abaixam nas retas para ganhar velocidade (e erguem o torso nas freadas para aproveitar o arrasto). Esquiadores da modalidade downhill nas Olimpadas de Inverno se agacham sempre que podem, para ficar "menores" e reduzir o arrasto que produzem, acelerando mais rpido montanha abaixo. para reduzir o arrasto que logo aps a decolagem um avio de passageiros recolhe o trem de pouso, guardando-o na fuselagem (o corpo) do avio. Assim como o esquiador e o piloto de moto, o piloto do avio quer tornar a aeronave o menor possvel para reduzir o arrasto. A quantidade de arrasto produzida pelo trem de pouso de um jato tamanha que, em velocidade de cruzeiro, o trem de pouso seria arrancado do avio. Mas e as outras duas foras aerodinmicas - peso e sustentao?

PESO E SUSTENTAO

PesoEste fcil. Todo objeto na Terra tem um peso (incluindo o ar). Um 747 pode pesar 395 toneladas e mesmo assim consegue decolar (veja a tabela ao lado para mais especificaes do 747).

SustentaoSustentao a fora aerodinmica que mantm um avio no ar. Provavelmente a mais complicada das quatro para explicar sem usar muita matemtica. Nos avies, grande parte da sustentao necessria para manter o avio no ar criada pelas asas (embora parte seja criada por outras peas da estrutura). Um conceito fundamental na aerodinmica a idia de que o ar um fluido. Vamos analisar esse conceito mais atentamente.

Fatos sobre o 747-400comprimento: 232 ps (~ 71 metros) altura: 63 ps (~ 19 metros) envergadura: 211 ps (~ 64 metros) rea de asa: 5.650 ps quadrados (~ 525 metros quadrados) peso mx. decolagem: 870.000 libras (~ 394.625 kg) peso mx. aterrissagem: 630.000 libras (~ 285.763 kg) (explica por que os avies precisam despejar combustvel durante pousos de emergncia) motores: quatro motores turbojato, com 57.000 libras de empuxo cada um capacidade de combustvel: at 57.000 gales (~ 215.768 litros) alcance mximo: 7.200 milhas nuticas (~ 13.000 km) velocidade de cruzeiro: 490 ns (~ 900 km/h) distncia de decolagem: 10.500 ps (~ 3.200 metros)

Algumas consideraes sobre fluidosComo mencionamos, um dos principais conceitos na aerodinmica a idia de que o ar um fluido. Como todos os gases, o ar flui e se comporta de maneira similar gua e outros lquidos. Mesmo que ar, gua e mel possam parecer substncias totalmente diferentes, todas obedecem ao mesmo conjunto de relaes matemticas. Na verdade, os testes bsicos de aerodinmica s vezes so realizados debaixo d'gua. Outro conceito importante o fato de que a sustentao existe apenas na presena de um fluido em movimento. Isso tambm se aplica para o arrasto. No importa se o objeto est parado e o fluido em movimento, ou se o fluido est parado e o objeto se movendo. O que realmente importa a diferena relativa de velocidade entre o objeto e fluido. Conseqentemente, no se pode criar sustentao ou arrasto no espao (onde no existe fluido). Isso explica por que uma nave espacial no tem asas, a menos que passe algum tempo no ar. O nibus espacial um bom exemplo de espaonave que passa grande parte de seu tempo no espao, onde no existe ar para criar a sustentao. Entretanto, quando o nibus retorna atmosfera terrestre, suas asas espessas produzem sustentao suficiente para permitir que o nibus plane at aterrissar.

Explicaes populares (e imperfeitas) sobre sustentaoAo ler qualquer livro escolar sobre aerodinmica, voc encontrar inmeros mtodos matemticos para calcular a sustentao. Infelizmente, nenhuma dessas explicaes particularmente satisfatria, a menos que voc seja um gnio da matemtica. H muitas explicaes simplificadas sobre a sustentao na Internet e em alguns livros didticos. Duas das mais populares explicaes atuais so a explicao do caminho mais longo (tambm

conhecida por princpio de Bernoulli ou igual tempo de trnsito) e a explicao newtoniana (tambm conhecida por explicao de transferncia de momento ou deflexo do ar). Embora muitas dessas explicaes sejam fundamentalmente falhas, elas ainda podem contribuir para um entendimento intuitivo de como criada a fora de sustentao.

A explicao comum ou caminho mais longoA explicao comum, ou do caminho mais longo, diz que a parte superior de uma asa mais curva que a parte inferior. As partculas de ar que se aproximam do bordo de ataque da asa devem percorrer o caminho por cima ou por baixo da asa. Suponhamos que duas partculas prximas se separem no bordo de ataque e se reagrupem depois, no bordo de fuga da asa. Visto que as partculas que se deslocam na parte superior percorrem uma distncia maior em igual tempo, elas devem se mover mais velozmente.

O princpio (ou lei, ou teorema) de Bernoulli, um fundamento da dinmica dos fluidos, define que, conforme aumenta a velocidade de fluxo do fluido, diminui sua presso. A explicao do caminho mais longo (igual tempo de trnsito) deduz que esse ar que se desloca mais rpido desenvolve menor presso na parte superior, ao passo que o ar com deslocamento mais lento mantm maior presso na parte inferior da asa. Essa diferena de presso basicamente "chupa" a asa para cima (ou empurra a asa para cima, dependendo do ponto de vista).

Por que isso no est inteiramente correto?Existem vrias falhas nessa teoria, embora seja ela uma explicao bastante comum, facilmente encontrada em livros didticos e enciclopdias: A premissa de que duas partculas de ar, conforme descrito acima, se reagrupam no bordo de fuga da asa no tem fundamento. Na verdade, essas duas partculas no tm "conhecimento" uma da outra, e no existe um motivo lgico para que essas partculas se agrupem na parte posterior da asa, no mesmo momento. Para diversos tipos de asa, a parte superior maior que a parte inferior. Todavia, muitas asas so simtricas (identicamente moldadas nas partes superior e inferior). Essa explicao tambm prev que avies no podem voar de cabea para baixo, embora saibamos que muitas aeronaves tm essa capacidade.

Por que isso no est inteiramente errado?A explicao do caminho mais longo est correta em mais de um aspecto. Primeiro, o ar na parte superior da asa se move mais rpido que o ar na parte inferior - na verdade, ele se move mais rpido do que a velocidade necessria para as partculas de ar da parte superior e inferior se reagruparem, como sugerem muitas pessoas. Segundo, a presso geral na parte superior de uma asa produtora de sustentao menor que a presso na parte inferior da asa, e essa diferena lqida de presso que cria a fora de sustentao.

A explicao newtonianaIsaac Newton declarou que, para cada ao, existe uma reao igual e oposta (Terceira Lei de Newton). Um bom exemplo est em dois patinadores em uma pista de gelo. Se um empurra o outro, ambos se movem - um pela fora da ao e outro pela fora da reao.

No final do sculo 17, Isaac Newton formulou a teoria de que as molculas de ar atuam como partculas individuais e o ar que atinge a superfcie inferior de uma asa atua como chumbinho ricocheteando em uma placa metlica. Cada partcula individual ricocheteia na superfcie inferior da asa e desviada para baixo. Conforme atingem a parte inferior da asa, as partculas concedem parte de sua cintica asa, gradualmente empurrando a asa para cima com cada impacto molecular. Nota: Na verdade, as teorias de Newton sobre fluidos foram desenvolvidas para batalha naval, a fim de ajudar a reduzir a resistncia que a gua exercia nos navios - a meta era criar um barco mais rpido e no um avio melhor. Ainda assim, as teorias so aplicveis, visto que gua e ar so ambos fluidos.

Por que isso no est inteiramente correto?A explicao de Newton oferece uma imagem um tanto intuitiva de como a asa desvia o fluxo de ar que passa por ela, com algumas excees: A superfcie de cima da asa totalmente excluda do cenrio. A superfcie de cima de uma asa contribui substancialmente para afetar o fluxo do fluido. Quando apenas a superfcie inferior da asa considerada, os clculos de sustentao resultantes so um tanto imprecisos. Quase cem anos depois da teoria de cascos de navio de Newton, um homem chamado Leonhard Euler notou que o fluido que se move em direo a um objeto desvia antes mesmo de atingir a superfcie, sem chance de ricochetear na superfcie. Parecia que o ar no se comportava da mesma forma que os chumbinhos. Em vez disso, as molculas interagem e se influenciam, de forma que difcil prever usando mtodos simplificados. Essa influncia vai alm do ar em volta da asa.

Por que isso no est inteiramente errado?Embora uma pura explicao newtoniana no produza estimativas precisas de valores de sustentao em condies de vo (por exemplo, o vo de um jato de passageiros), ela prev muito bem a sustentao de certos regimes de vo. Para condies de vo hipersnico (velocidades que excedem em cinco vezes a velocidade do som), a teoria de Newton prova ser verdadeira. Em altas velocidades e densidades muito baixas de ar, as molculas de ar se comportam como os chumbinhos exemplificados por Newton. O nibus espacial opera sob essas condies durante sua fase de reentrada. Diferentemente do conceito de igual tempo de trnsito, o princpio de Newton diz que o ar desviado para baixo enquanto percorre a asa. Embora no se deva ao contato das molculas contra a

superfcie inferior da asa, o ar certamente desviado para baixo, resultando em um fenmeno denominado downwash

Como a sustentao criadaVariaes de presso causadas pelo desvio de um fluido em movimento A sustentao uma fora em uma asa (ou qualquer outro objeto slido) imersa em um fluido em movimento, e atua de forma perpendicular ao fluxo do fluido (arrasto a mesma coisa, s que atua paralelamente direo do fluxo de fluido). A fora lquida criada por diferenas de presso geradas por variaes na velocidade do ar em todos os pontos ao redor da asa. Essas variaes de presso so causadas pela interrupo e pelo desvio do fluxo de ar que passa pela asa. A distribuio de presso medida em asas tradicionais se assemelha ao seguinte diagrama:

A.O ar aproximando-se da parte superior da asa comprimido no ar acima dele, conforme se desloca para cima. Assim, visto que a parte superior se curva para baixo e para longe do fluxo de ar, uma rea de baixa presso desenvolvida - e o ar acima empurrado para baixo, em direo traseira da asa;

B.O ar que se aproxima da superfcie inferior da asa retardado, comprimido e redirecionado em um trajeto descendente. Conforme o ar se aproxima da parte traseira da asa, ele acelera e a presso gradualmente se equipara quela do ar deslocando-se para cima. Os efeitos totais da presso encontrados na parte inferior da asa em geral so menos perceptveis do que aqueles na parte superior da asa;

CComponente de sustentao;

D.Fora lquida;

E.Componente de arrasto. Ao adicionar todas as presses que atuam sobre a asa (por todo o lugar), obtm-se a fora absoluta na asa. Parte dessa sustentao vai levantar a asa (componente de sustentao) e o restante serve para desacelerar a asa (componente de arrasto). Como a quantidade de fluxo de ar desviado pela asa aumenta, as diferenas de velocidade e presso entre as partes superior e inferior se tornam mais evidentes, aumentando a sustentao. H muitas maneiras de aumentar a

sustentao de uma asa, tal como aumentar o ngulo de ataque ou a velocidade do fluxo de ar. Esses e outros mtodos so explicados em detalhes mais adiante, neste artigo.

Considere isto importante notar que, diferentemente das explicaes populares previamente descritas, a sustentao depende de contribuies significativas tanto da parte superior quanto da parte inferior da asa. Embora nenhuma dessas explicaes seja perfeita, ambas tm um pouco de validade. Outras explicaes afirmam que a distribuio irregular de presso causa o desvio de fluxo, ao passo que outras afirmam que o oposto verdadeiro. Em ambos os casos, est claro que no um assunto que possa ser facilmente explicado usando teorias simplificadas. Da mesma forma, prever a quantidade de sustentao criada pelas asas foi uma tarefa igualmente desafiadora para engenheiros e projetistas no passado. Na verdade, por anos temos nos valido de dados experimentais coletados h 70, 80 anos, para auxiliar em nossos projetos iniciais de asas

Clculo de sustentao com base em resultados de testesEm 1915, o Congresso norte-americano criou o National Advisory Committee on Aeronautics (Naca - um precursor da Nasa). Durante as dcadas de 20 e 30, a Naca conduziu testes de tnel de vento em centenas de formatos de aeroflios (formatos de corte transversal de asa). Os dados obtidos permitiram aos engenheiros calcular antecipadamente a quantidade de sustentao e arrasto que os aeroflios podem desenvolver em diversas condies de vo. O coeficiente de sustentao de um aeroflio o nmero que relaciona sua capacidade de produo de sustentao velocidade do ar, densidade do ar, rea da asa e ngulo de ataque - o ngulo do aeroflio em relao ao fluxo de ar de entrada (discutiremos isso mais tarde, em mais detalhes). O coeficiente de sustentao de um aeroflio depende de seu ngulo de ataque.

A inclinao da curva de sustentao de um aeroflio Naca

Eis uma equao padro para o clculo da sustentao usando um coeficiente de sustentao:

L = sustentao Cl = coeficiente de sustentao (rho) = densidade do ar V = velocidade do ar A = rea da asa Como exemplo, vamos calcular a sustentao de um avio com 40 ps de envergadura e um comprimento de perfil de 4 ps (rea da asa = 160 ps quadrados), movendo-se a uma velocidade de 100 mph (161 km/h) ao nvel do mar (146,7 ps, ou 45 metros por segundo). Suponhamos que a asa tenha uma seo transversal constante utilizando um formato de aeroflio Naca 1408 e que o avio esteja voando de forma que o ngulo de ataque da asa seja de 4 graus.

Sabemos que:A = 160 ps quadrados (rho) = 0,00238 slugs/ p cbico (ao nvel do mar em um dia normal; slug unidade americana de massa; 1 slug = 32,17 libras) V = 146,7 ps por segundo Cl = 0,55 (coeficiente de sustentao para aeroflio Naca 1408 a 4 graus AOA)

Agora, calculamos a sustentao:Sustentao = 0,55 x 0,5 x 0,00238 x 146,7 x 146,7 x 160 Sustentao= 2.254 lbs

Tambm possvel fazer as contas usando o sistema mtrico:A = 15 metros quadrados (rho) = 1,224 kg/m (ao nvel do mar em um dia normal) V = 45 metros por segundo Cl = 0,55 (coeficiente de sustentao para aeroflio Naca 1408 a 4 graus AOA)

Fazendo o clculo:Sustentao = 0,55 x 0,5 x 1,224 x 45 x 45 x 15 Sustentao= 10.022 newtons, ou 1.022 kg-fora A converso de libras para newtons no precisa porque foram usadas aproximaes diferentes em alguns dos fatores da frmula.

Fatos interessantes sobre asasExistem fatos interessantes sobre asas que so teis para entender em detalhes seu funcionamento. O formato da asa, o ngulo de ataque, flapes, hipersustentador, superfcies

giratrias e de exausto so elementos importantes a considerar. Vamos comear pelo formato da asa.

Formato da asaO formato de aeroflio "padro" que explicamos acima no o nico formato para uma asa. Por exemplo, os avies de acrobacias (aqueles que voam de cabea para baixo por longos perodos em demonstraes areas) e aeronaves supersnicas tm perfis de asa que so um pouco diferentes do esperado:

O aeroflio superior comum para um avio de acrobacias e o aeroflio inferior comum para caas supersnicos. Observe que ambos so simtricos, tanto na parte superior quanto na inferior. Avies de acrobacias e jatos supersnicos obtm sua sustentao exclusivamente do ngulo de ataque da asa.

ngulo de ataqueO ngulo de ataque o ngulo da asa em relao ao ar que se aproxima - ele que determina a espessura da fatia de ar que a asa est atravessando. Por determinar essa fatia, o ngulo de ataque tambm dita a sustentao que a asa gera (embora este no seja o nico fator).

ngulo de ataque zero

ngulo de ataque raso

ngulo de ataque agudo

FlapesEm geral, as asas da maioria dos avies so projetadas para oferecer a quantidade apropriada de sustentao (junto com arrasto mnimo), ao passo que o avio opera em modo de cruzeiro (cerca de 560 milhas por hora, correspondente a 901 km/h para um Boeing 747-400). Entretanto, quando essas aeronaves decolam ou aterrissam, suas velocidades podem ser reduzidas a menos de 200 milhas por hora (322 kph). Essa dramtica alterao nas condies de trabalho da asa significa que um formato diferente de aeroflio provavelmente melhoraria a aeronave. Para comportar ambos os regimes de vo (rpido e alto, assim como baixo e lento), as asas de avio possuem sees mveis chamadas flapes. Durante a decolagem e a aterrissagem, os flapes so projetados pra trs e para baixo, a partir do bordo de fuga das asas. Isso altera efetivamente o formato da asa, permitindo que ela desloque mais ar criando maior sustentao. A desvantagem dessa alterao o arrasto que tambm criado, de forma que os flapes so recolhidos pelo restante do vo.

SlatsSlats tm a mesma funo que os flapes (isto , alterar temporariamente o formato da asa para aumentar a sustentao), mas eles so presos na frente da asa, em vez de atrs. Eles tambm so utilizados na decolagem e na aterrissagem.

Superfcies giratriasConsiderando o que sabemos at agora sobre asas e sustentao, parece lgico que um simples cilindro no produza nenhuma sustentao quando imerso em um fluido em movimento (imagine um avio com asas no formato de rolos de papelo de papel-toalha). Em um mundo simplificado, o ar simplesmente fluiria uniformemente ao redor do cilindro em ambos os lados, e continuaria indo. Na realidade, o ar descendente seria um pouco turbulento e catico, porm ainda no geraria sustentao. Entretanto, se comearmos a girar o cilindro, como mostra a figura abaixo, a superfcie do cilindro vai arrastar a camada de ar em seu redor. O resultado final uma diferena de presso entre a parte superior e inferior, o que desvia o fluxo de ar para baixo. A Terceira Lei de Newton define que, se o ar est sendo redirecionado para baixo, o cilindro deve ser desviado para cima (soa como sustentao, no?). Esse um exemplo do Efeito Magnus (tambm conhecido por Efeito de Robbins), vlido para esferas e cilindros rotatrios.

Acredite ou no, Anton Flettner criou um navio chamado Bruckau, que usava cilindros giratrios em vez de velas para impulsion-lo e atravessar o oceano.

Superfcies de exaustoVamos pegar a asa cilndrica dos exemplos acima e encontrar outro meio para gerar sustentao com ela. Quando voc pe as costas da mo verticalmente sob a torneira, a gua no escorre simplesmente pela parte inferior de sua mo e depois cai. Em vez disso, a gua se move para cima e ao redor da lateral de sua mo (por alguns milmetros) antes de cair na pia. Isso conhecido como Efeito Coanda (em homenagem a Henri Coanda), que define que um fluido tende a seguir o contorno da superfcie curva com a qual se depara.

Em nosso exemplo cilndrico, se o ar forado para fora de uma abertura longa, logo atrs da parte superior do cilindro, ele vai circundar o lado traseiro e puxar o ar vizinho consigo. Essa situao muito similar ao Efeito Magnus, exceto pelo fato de que o cilindro no precisa girar. O Efeito Coanda usado em aplicaes especializadas para aumentar a quantidade de sustentao adicionada fornecida pelos flapes. Em vez de alterar apenas o formato da asa, o ar

comprimido pode ser forado atravs de grandes aberturas na parte superior da asa ou flapes para produzir sustentao extra. Acredite ou no, em 1990, a McDonnell Douglas Helicopter Co. (atualmente conhecida como MD Helicopters, Inc.) removeu os rotores de cauda de alguns de seus helicpteros e os substituiu por cilindros. Em vez de utilizar um rotor de cauda tradicional para guiar a aeronave, a cauda pressurizada, e o ar expelido por longas aberturas, exatamente como na figura acima.

Mais peas de avioA asa , obviamente, a pea mais importante em um avio - ela que coloca o avio no ar. Mas os avies tm muitas outras peas, que servem para para control-los ou mant-los voando. Vamos examinar as peas de um tpico avio neste caso, um Cessna 152.

O trem de pouso essencial durante a decolagem e a aterrissagem.

Trem de pouso dianteiro

Trem de pouso traseiro No Cessna 152 o trem de pouso fixo, mas a maioria dos avies conta com trem de pouso retrtil, para reduzir o arrasto durante o vo.

A hliceLogo depois da asa, as peas mais importantes provavelmente so a hlice e o motor. A hlice (ou, em avies a jato, os jatos) oferecem o empuxo que movimenta o avio para a frente. A hlice uma asa especial giratria. Se voc olhar o corte transversal de uma hlice, ver que ela tem o formato de aeroflio e ngulo de ataque.

Basta ver a foto acima de uma hlice para notar que o ngulo de ataque muda conforme a extenso da hlice - o ngulo maior no centro porque a velocidade da hlice pelo ar menor quando prxima do cubo. Muitos avies a hlice de grande porte tm hlices de trs ou quadro lminas com mecanismos de ajuste de ngulo de inclinao. Esses mecanismos permitem ao piloto ajustar o ngulo de ataque da hlice, dependendo da velocidade do ar e da altitude.

Estabilizadores horizontais e verticaisA cauda do avio tem duas pequenas asas, chamadas estabilizadores (o vertical, com o leme, e o horizontal, com profundores), que o piloto usa para controlar a direo do avio. Ambos so aeroflios simtricos e tm grandes flapes, controlados pelo piloto para alterar suas caractersticas de sustentao. O conjunto de estabilizadores chamado de empenagem.

Asa horizontal (estabilizador e profundor) na cauda

Asa vertical (estabilizador e leme) na cauda Com a asa horizontal na cauda, o piloto muda o ngulo de ataque do avio, controlando sua subida ou descida. Com o leme, o piloto direciona o avio para a esquerda ou direita.

A asa principal e os flapesA asa principal do Cessna 152 tem 40 ps (cerca de 12 m) de comprimento de ponta a ponta, e cerca de 4 ps (aproximadamente 1,2 m) de largura. Na parte interna da asa esto os flapes usados para decolagem, aterrissagem e outras situaes de baixa velocidade. Nas extremidades, esto os ailerons, usados para girar o avio e mant-lo nivelado.

Asa principal

Object 1

Animao de Como Funciona o Avio

Flapes

Os flapes so acionados por motores eltricos na asa. Tambm nas asas esto dois tanques de combustvel, cada um com capacidade para 20 gales (75,6 litros).

Sensores do avio Um avio tem quatro superfcies mveis de controle distintas, apresentadas a seguir:

O avio tambm tem dois sensores distintos montados na asa:

O tubo em L chamado tubo de pitot. O ar forado por esse tubo durante o vo cria presso, e essa presso move a agulha do indicador de velocidade do ar na cabine de pilotagem. Uma pequena abertura direita um apito que soa quando est para ocorrer a perda de sustentao da asa (o chamado estol). A abertura maior, perto da cabine de pilotagem, usada para ventilao. Fonte: viagem.hsw.com.br

AviaoUm avio, ou aeroplano, uma aeronave mais pesada que o ar. Uma aeronave um avio quando possui uma ou mais asas fixas (mesmo que elas possuam partes mveis e/ou dobradias).

Duas caractersticas comuns a todos os avies so a necessidade de um fluxo constante de ar pelas asas, para a sustentao da aeronave, e a necessidade de uma rea plana e livre de obstculos onde eles possam alcanar a velocidade necessria para decolar e alar vo, ou diminu-la, no caso de uma operao de pouso. A maioria dos avies, porm, necessita de um aeroporto dispondo de uma boa infra-estrutura para receber adequada manuteno e reabastecimento, e para a deslocao de tripulantes, carga e passageiros, quando estes apresentam-se em nmero razovel. Enquanto a grande maioria dos avies pousa e decola em terra, alguns so capazes de fazer o mesmo em corpos de guas calmas e alguns at mesmo sobre superfcies geladas. O avio atualmente o meio de transporte civil e militar mais rpido do planeta (Sem levarmos em conta os foguetes e os nibus Espaciais). Avies a jato comerciais podem alcanar cerca de 900 km/h, e percorrer um quarto da esfera terrestre em questo de horas, e mesmo pequenos avies monomotores so capazes de alcanar facilmente 175 km/h ou mais de velocidade de cruzeiro. J avies supersnicos, que operam atualmente apenas para fins militares, podem alcanar velocidades que superam em vrias vezes a velocidade do som.

Componentes bsicosSeja um pequeno Cessna 140 ou um gigantesco Airbus A380, qualquer avio possui algumas caractersticas em comum:

Partes fixasA presena de asa(s): o que parece ser um par de asas , na verdade, uma estrutura nica rigidamente conectada com a fuselagem da aeronave. Os avies podem ser monoplanos (uma asa), biplanos (duas asas) ou triplanos (trs asas). A maioria dos avies so monoplanos. A asa tambm onde geralmente se armazena o combustvel da aeronave. A presena de uma fuselagem, ou corpo principal: em aeronaves menores, o combustvel estocado na parte traseira do seu corpo principal. Um motor (grupo moto propulsor) que serve para o empuxo da aeronave tanto no solo quanto no ar. Um motor pode ser uma turbina a jato (motor a reao), um turbo-hlice ou a pisto. O(s) motor(es) podem estar localizados sob ou sobre as asas e/ou na parte traseira ou frontal da fuselagem.

Partes mveis

Localizao das diversas partes mveis de um avio.

AileronsEsto localizados na asa da aeronave. Atuam sempre ao mesmo tempo,mas em direo inversa, alterando a sustentao nas pontas da asa para que assim o avio possa rolar em torno do seu eixo longitudinal (bancagem).

LemeQue se situa, na maioria dos avies, na parte traseira da aeronave que tambm conhecida como cauda ou empenagem, uma parte mvel da aeronave que permite que a mesma gire em torno de seu eixo vertical (guinada).

ProfundoresEsto localizados em um aeroflio de perfil simtrico (estabilizador horizontal). A funo dos elevadores de basicamente alterar a estabilidade da asa para que a aeronave possa rolar em torno do eixo lateral (subir e abaixar o nariz, ou picar e cabrar).

CompensadoresSuperfcies que tem como finalidade diminuir a forca necessria a ser exercida pelo piloto durante as manobras de rolagem (bancagem), guinada e picadas/cabradas, assim como neutralizar a tendncia de movimento da aeronave (como por exemplo, na perda de um dos motores). Normalmente so pequenas aletas na parte mais interna dos ailerons e profundores. No leme podem ser localizados na parte mais baixa do mesmo, mais junto ao charuto.

Estabilizador vertical um aeroflio de perfil simtrico, que tem como finalidade evitar que a aeronave glisse ou derrape durante uma curva (embora sozinho no seja capaz de evitar que esses efeitos ocorram), alm de ser suporte do leme direcional, responsvel pela guinada.

Estabilizador horizontal

um aeroflio de perfil simtrico que est localizado na empenagem da aeronave, contrabalanceando a instabilidade da asa (que gerada pela sustentao) para que a aeronave possa manter uma atitude em vo suficiente para poder subir e/ou voar em uma altitude de cruzeiro e descer. Assim como o estabilizador vertical, uma superfcie vital na aeronave para que ela possa ser "vovel". Em algumas aeronaves de grande velocidade (alguns "jatos" comerciais ou turbohlices), o mesmo serve como compensador, sendo chamado tambm de stab trim, ou simplesmente trim. Trem de pouso ou trem de aterrissagem: Permitem que o avio transite em solo.

Flaps um dispositivo hipersustentador.Mudam o perfil da asa do avio, ajudando na sustentabilidade e no controle da velocidade da aeronave no ar, ambas em operaes de baixa velocidade especialmente importantes nas operaes de pouso e decolagem.Atualmente os mais utilizados so os flaps "Fowler" que alm de aumentar a curvatura da asas, aumenta tambm a rea desta, aumentando assim a sustentao.

Sustentao

Boeing 747 da Air New Zealand decolando do Aeroporto Internacional de Christchurch, Nova Zelndia. Um avio ala vo devido a reaes aerodinmicas que acontecem quando ar passa em alta velocidade pela asa. Quando o ar passa pela asa, forado a passar ou por baixo ou por cima desta. O comprimento da asa maior na parte superior e, segundo o Princpio de Bernoulli , o fluxo de ar torna-se mais rpido, para compensar a maior distncia a ser tomada. Isto diminui sensivelmente a presso do ar sobre a asa; a diferena de presso sob e sobre as asas cria a sustentao necessria para o vo. Tambm atuam na sustentao, em muito menor escala, as leis da inrcia, formuladas por Isaac Newton: uma fora atuando em uma dada direo e em um dado corpo tende a ser balanceado por outra fora com mesma intensidade, e de direo oposta. Como as asas dos avies tendem a fazer curva para baixo, criado um fluxo de ar nesse sentido e, como consequncia, o avio recebe um empuxo de mesma fora no sentido oposto: para cima. Os avies necessitam de uma velocidade elevada para que a diferena entre a presso do ar sob e sobre a asa seja suficiente para a sustentao da aeronave. Devido a essas altas velocidades, um avio precisa percorrer uma certa distncia em solo, antes de alcanar a velocidade suficiente para a decolagem, o que justifica a necessidade de um terreno longo e plano para a atingir. Para aeronaves maiores e mais pesadas, maior ter de ser o comprimento da pista e a velocidade necessria para a decolagem, dado o maior esforo necessrio.

Tipos de avies

Avies monomotores, bimotores e turbo-hlicesOs avies monomotores, bimotores e turbo-hlices fazem uso de um motor que faz girar uma hlice, criando o empuxo necessrio para a movimentao da aeronave para frente. Em particular os turbo-hlices so motores reao (jato) que impulsionam uma hlice.So relativamente silenciosos, mas possuem velocidades, capacidade de carga e alcance menores do que os similares a jato. Porm, so sensivelmente mais baratos e econmicos do que os avies a jato, o que os torna a melhor opo para pessoas que desejem possuir um avio prprio ou para pequenas companhias de transporte de passageiros e/ou carga.

Um Cessna 172, um avio monomotor. Monomotores, bimotores e turbo-hlices utilizam motores radiais como meio de propulso.

Avies a jatoAvies a jato fazem uso de turbinas para a criao da fora necessria para a movimentao da aeronave para frente. Avies a jato possuem muito mais fora e criam um empuxo muito maior do que avies que fazem uso de turbo-hlices. Como conseqncia, podem carregar muito mais peso e possuem maior velocidade do que turbo-hlices. Um porm a grande quantidade de som criada por uma turbina; isto torna avies a jato uma fonte de poluio sonora. Um Fokker 70 da KLM em operao de aterrisagem. Observe a parte traseira da turbina, que atua como um "freio".Grandes widebodies ("corpos largos"), como o Airbus A340 e o Boeing 777, podem carregar centenas de passageiros e vrias toneladas de carga, podendo pecorrer uma distncia de at 16 mil quilmetros - pouco mais que um quarto da circunferncia terrestre. Avies a jato possuem altas velocidades de cruzeiro (700 a 900 km/h) e velocidades de decolagem e pouso (150 a 250 km/h). Numa operao de aterrisagem, devido alta velocidade, o avio a jato faz grande uso dos flaps para permitir uma aproximao em velocidade mais baixa (pois estes aumentam a superfcie das asas e consequentemente a sustentao), e do reverso (a turbina gera um fluxo de ar para frente, e no para trs), com o intuito de diminuir a velocidade da aeronave aps tocar o solo.

Um Fokker 70 da KLM em operao de aterrisagem. Observe a parte traseira da turbina, que atua como um "freio".

Avies super-snicosDois F-22 da Lockheed Martin, em vo.Avies super-snicos, como o Concorde e caas militares, fazem uso de turbinas especiais, que geram a maior potncia necessria para o vo mais rpido que a velocidade do som. Alm disso, o desenho do avio super-snico apresenta certas diferenas com o desenho em avies sub-snicos, tudo de modo a superar do modo mais fcil possvel o atrito do aparelho com o ar. Nos caas, a rea quadrada da asa reduzida, visando o menor atrito com o ar (que permite alcanar velocidades extremas), necessitando de uma velocidade muito grande para compensar essa caracterstica. A velocidade de lanamento de certos caas chega 300km/h, outros precisam de mais velocidade. Por isso, voc jamais vai ouvir que um caa fez um pouso forado, pois na ausencia de altas velocidades essa aeronave no plana, cai como uma jaca. O vo em velocidade super-snica cria muito mais poluio sonora do que o vo em velocidades sub-snicas. Isto limita os vos super-snicos a reas de baixssima ou nenhuma densidade populacional. Quando passam em uma rea de maior densidade populacional, os avies supersnicos so obrigados a voar em velocidade sub-snica. Algumas aeronaves so capazes de voarem em velocidades hipersnicas, geralmente, velocidades que superam cinco vezes a velocidade do som.

Aviao MilitarAviao Militar a utilizao de aeronaves com fins militares, seja em operaes de combate ou em operaes de apoio.

Funes na Aviao Militar Conforme o tipo de operaes, a Aviao militar inclui:Aviao de combate, incluindo caas, caas-bombardeiro e bombardeiros; Aviao de informao, incluindo aeronaves de patrulha, de reconhecimento e foto, de alerta antecipado, de guerra electrnica e de reconhecimento metereolgico; Aviao de transporte e apoio logstico, incluindo aeronaves de transporte de assalto, de transporte ttico, de transporte estratgico, de transporte especial e de reabastecimento em voo; Aviao de Busca e Salvamento, incluindo aeronaves de busca e salvamento geral e de busca e salvamento em combate. Aviao de Instruo, incluindo aeronaves de instruo bsica, de instruo elementar, de instruo complementar e de converso operacional. Dentro da aviao militar existem duas reas especiais de aviao que se destinam a actuar em ambientes especficos:

Aviao Naval, a aviao militar que se destina a actuar em ambiente martimo; Aviao Ligeira Militar, a aviao dotada de helicpteros e avies ligeiros destinada a cooperar directamente com as foras terrestres.

Organizao da Aviao MilitarAt 2 Guerra Mundial a maioria dos pases no possua Foras Areas independentes, estando as respectivas Aviaes Militares integradas nos seus Exrcitos ou Marinhas, conforme eram foras aeroterrestres ou aeronavais. A partir do momento em foram criadas Foras Areas independentes, as aviaes militares sofreram diversos tipos de organizao, conforme o pas. Basicamente passaram a existir trs tipos de organizao: Toda a Aviao Militar, ficou integrada na Fora Area Independente; A Aviao Naval manteve-se integrada na Marinha, ficando o resto da Aviao Militar da responsabilidade da Fora Area; A maioria da Aviao Militar ficou integrada na Fora Area, sendo que a Marinha e o Exrcito mantiveram pequenos corpos de aviao com funes de cooperao directa.

Tipos de Aeronaves Militares Conforme a sua misso, existem os seguintes tipos de aeronaves militares: Avies

F-117 Nighthawk avio militar de ataque Caas Caa-bombardeiros Bombardeiros Avies de Ataque Avies de Patrulha Martima Avies de Guerra Anti-Submarina Avies de Transporte Avies de Guerra Electrnica Avies de Reabastecimento em Voo Avies de Ligao e Comunicao Avies de Observao Avies de Reconhecimento Armado Avies de Instruo Avies de Reconhecimento Metereolgico Avies de Busca e Salvamento

Helicpteros

AH-64D Apache Longbow helicptero militar de ataque Helicpteros de Ataque Helicpteros de Observao Helicpteros de Manobra e Transporte Helicpteros de Guerra Anti-Submarina Helicpteros de Busca e Salvamento Fonte: pt.wikipedia.org

HISTRIA DA AVIAO CIVILDeixando de discorrer sobre a pr-histria da aviao, sonho dos antigos egpcios e gregos, que representavam alguns de seus deuses por figuras aladas, e passando por sobre o vulto de estudiosos do problema, como Leonardo da Vinci, que no sculo XV construiu um modelo de avio em forma de pssaro, pode-se localizar o incio da aviao nas experincias de alguns pioneiros que, desde os ltimos anos do sculo XIX, tentaram o voo de aparelhos ento denominados mais pesados do que o ar, para diferenci-los dos bales, cheios de gases, mais leves do que o ar. Ao contrrio dos bales, que se sustentavam na atmosfera por causa da menor densidade do gs em seu interior, os avies precisavam de um meio mecnico de sustentao para que se elevassem por seus prprios recursos. O brasileiro Santos Dumont foi o primeiro aeronauta que demonstrou a viabilidade do vo do mais pesado do que o ar. O seu voo no "14-Bis" em Paris, em 23 de Outubro de 1906, na presena de inmeras testemunhas, constituiu um marco na histria da aviao, embora a primazia do voo em avio seja disputada por vrios pases. Entre os aeronautas pioneiros, podemos citar: Gabriel Voisin, Louis Blriot, Wilbur e Orville Wright, Trajan Vuia e Henry Farman. No perodo de 1907 a 1910, Santos Dumont realizou inmeros voos com o monoplano Demoiselle (foto direita). Patrono da Aeronutica e da Fora Area Brasileira, onde recebeu a patente de Marechal-do-Ar, faleceu em So Paulo em 1932 sendo considerado, at hoje, o brasileiro que mais se destacou a nvel mundial na histria da aviao. Ao voo de Santos Dumont seguiu-se um perodo de competio entre pases da Europa e os Estados Unidos, na conquista de recordes de velocidade e distncia. Com a I Guerra Mundial, a aviao tomaria considervel impulso, em virtude do uso dos avies como arma de grande poder ofensivo, mas seria na dcada de 1920/30 que esse avano se consolidaria. Desde antes da I Guerra Mundial, atravessar o Atlntico sem escalas era a meta dos aeronautas e projetistas de avies. Em 1919, Raymond Orteig, de Nova Iorque, ofereceu um prmio de US$ 25.000,00 a quem voasse de Nova Iorque a Paris, sem escalas. De fins de 1926 at 1927 vrios aviadores norteamericanos e franceses tentaram a conquista do prmio. Finalmente, venceu a prova um piloto do correio areo, Charles Lindbergh.

Nos trs anos seguintes, foram realizados muitos outros voos sobre o Atlntico, inclusive a primeira travessia feita por uma mulher, Amlia Earhart, em junho de 1928, juntamente com dois outros pilotos. Quatro anos depois a aviadora norte-americana voaria sozinha, atravessando o Atlntico. Em 1931, Wiley Post e Harold Gatty fizeram a primeira viagem relativamente rpida ao redor do mundo, no monoplano "Winnie Mae": percorreram 15.474 milhas em 8 dias e 16 horas. Em 1933, Post realizaria sozinho o vo ao redor do mundo em 7 dias e 19 horas. Em 1938, Howard Hughes faria, num bimotor, a volta ao mundo em 3 dias e 19 horas. O transporte internacional passou a ser utilizado em larga escala depois da II Guerra Mundial, por avies cada vez maiores e mais velozes. A introduo dos motores a jato, usados pela primeira vez em avies comerciais (Comet), em 1952, pela BOAC (empresa de aviao comercial inglesa), deu maior impulso aviao como meio de transporte. No fina da dcada de 1950, comearam a ser usados os Caravelle, a jato, de fabricao francesa (Marcel Daussaud/Sud Aviation). Nos Estados Unidos, entravam em servio em 1960 os jatos Boeing 720 e 707 e dois anos depois o Douglas DC-8 e o Convair 880. Em seguida apareceram os avies turbo-hlices, mais econmicos e de grande potncia. Soviticos, ingleses, franceses e norte-americanos passaram a estudar a construo de avies comerciais cada vez maiores, para centenas de passageiros e a dos chamados "supersnicos", a velocidades duas ou trs vezes maiores que a do som. Nesse item dos supersnicos, as estrelas internacionais foram o Concorde (franco-britnico) e o Tupolev (russo), que transportavam 144 passageiros e voaram at os anos 90, mas devido aos elevados custos de manuteno, passagens e combustveis acabaram por ter as suas produes suspensas.

No final da dcada de 60 e incio da dcada de 70 surgiram modelos capazes de transportar at 400 passageiros, como o Boeing 747, o Douglas DC-10, o Lockheed Tristar L-1011 - todos norte-americanos e mais recentemente o Airbus (consrcio europeu), alm do Douglas MD-11 e os Boeing 767 e 777 - tambm norte-americanos. Os supersnicos comerciais, o Tupolev 144 e o Concorde iniciaram linhas regulares, tendo sido a primeira inaugurada em Janeiro de 1976, que cobria o percurso Rio de Janeiro - Paris em

menos de sete horas, considerando uma escala em Dacar, para reabastecimento (em avies comerciais regulares o voo dura por volta 11 horas, sem escalas). Este voo era efetuado pela companhia area francesa Air France. A velocidade exigia uma aerodinmica compatvel, os avies eram estreitos. A Air France, a British Airways e a Aeroflot (russa) operaram essas aeronaves. A rota mais badalada era Paris Nova Iorque, feita em apenas 4h30m. No final tambm houve interesse dos sheiks rabes, para onde foram realizados alguns voos. Um Concorde da Air France acabou caindo em Paris aps decolagem no Aeroporto Charles de Gaulle e a empresa francesa acabou antecipando a suspenso dos voos com essa aeronave. No final do sculo XX, a Boeing (americana) e a Airbus (europeia) passaram a dominar o mercado mundial de grandes jatos. A Boeing incorporou a Douglas, a Lockheed produz apenas avies militares e outras novas empresas chegaram ao mercado internacional com fora, como a holandesa Fokker, a brasileira Embraer e a canadense Bombardier. A Fokker produziu muitas aeronaves boas, anos a fio, mas o destaque foi o Fokker 100 (Mk-28) utilizado no Brasil pela TAM e depois pela Avianca (ex-OceanAir) durante dezenas de anos. Acabou falindo h alguns anos. A Embraer destaque internacional e passou a produzir aeronaves para rotas regionais e comerciais de pequena e mdia densidades, utilizando os modelos 175, 190 e 195, bastante utilizadas no Brasil, Europa e Estados Unidos. Os modelos 190 e 195 ocuparam um espao que eram do Boeing 737.300, 737.500, DC-9, MD-80/81/82/83 e Fokker 100 e a companhia brasileira hoje a 3 maior indstria aeronutica do mundo, com filiais em vrios pases inclusive China.

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partir de 2009 comearam a voar comercialmente os gigantes Airbus A-380, de dois andares, e capacidade para quase 500 passageiros e o Boeing 747-8, seu concorrente (uma evoluo do Boeing 747.400). Destaque tambm para o Boeing 787 Dreamliner que feito com partes plsticas e novos produtos desenvolvidos pela NASA chamados "composites" que, segundo a fabricante norte-americana, trar maior durabilidade e diminuio de peso (com consequente menor consumo de combustveis e aumento na capacidade para passageiros e cargas). Omercado de jatos executivos tambm est em alta h alguns anos e os maiores mercados so Estados Unidos, Brasil, Frana, Canad, Alemanha, Inglaterra, Japo e Mxico, pela ordem. Novamente a Embraer destaque nesse segmento apesar de disputar ferozmente esse mercado com outras indstrias poderosas, principalmente a canadense Bombardier. A Embraer est desenvolvendo tambm uma aeronave militar, a jato, batizada de KC-390, que substituir os antigos Hrcules C-130, da Fora Area Brasileira a partir de 2015. Para essa aeronave a Embraer j soma algumas centenas de pedidos firmes e reservas.