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RESUMO TEORIA DE VÔO George Coutinho
FÍSICA Velocidade - É a distancia percorrida por unidade de tempo. Massa - É a quantidade de matéria contida num corpo. A MASSA É INVARIAVEL. Força - É tudo aquilo capaz de produzir ou modificar o movimento de um corpo. Peso - É à força da gravidade - O PESO É VARIAVEL. Trabalho - É o produto da força pelo deslocamento. Potência - É o trabalho produzido por unidade de tempo. Densidade - É a massa por unidade de volume. Pressão - É a força por unidade de área Fluido - É todo corpo que NÃO possui forma física. Momento ou Torque - É tudo aquilo capaz de produzir rotação. Ação e Reação - É a 3ª Lei de Newton Energia - É tudo aquilo capaz de produzir trabalho. Existem diversos tipos de energia: Cinética, Potencial Gravitacional e de Pressão Altímetro - Sua construção é baseada num Barômetro • A altitude indicada pelo altímetro recebe o nome de
ALTITUDE PRESSÃO, e a altitude REAL em que a acft esta voando recebe o nome de ALTITUDE VERDADEIRA.
GEOMETRIA DO AVIÃO
Superfícies Aerodinâmicas - São aquelas que produzem pequena resistência ao avança, MAS NÃO PRODUZEM NENHUMA FORÇA ÚTIL AO VÔO • Exemplos: “Spinner” e Carenagem de Roda Aerofólios - São aquelas que PRODUZEM FORÇAS ÚTEIS AO VÔO. • Exemplos: Hélice, Asa e Estabilizador. ELEMENTOS DE UMA ASA • Envergadura (distancia entre as 02 pontas de
asas) • Corda (distancia entre o bordo de fuga e o
bordo de ataque) • Raiz da Asa • Ponta da Asa • Bordo de Fuga e • Bordo de Ataque Perfil: É o formato em corte do aerofólio. Pode ser de 02 tipos: • Simétrico - Pode ser dividido por uma linha
RETA em 02 metades iguais. • Assimétrico - NÃO pode ser dividido em 02
partes iguais. Elementos do Perfil: • Bordo de Ataque • Bordo de Fuga • Extradorso • Intradorso • Corda
• Linha de Curvatura Média (CMG) - É a linha eqüidistante do extradorso e do intradorso
⇒ Eixo Longitudinal é uma referencia imaginária da acft. Vai do nariz a cauda da acft. Pressão Dinâmica - É a pressão produzida pelo impacto do vento. A Pressão Dinâmica AUMENTA com o aumento da DENSIDADE Pressão Total - Soma da Pressão Estática com a Pressão Dinâmica ⇒ O Velocímetro utiliza as Pressões Estática e Total para o seu funcionamento ⇒ O Altímetro utiliza a apenas a Pressão Estática para o seu funcionamento Teorema de Bernoulli “Quanto maior a velocidade do escoamento, maior será a Pressão Dinâmica e menor a Pressão Estática”. ÂNGULOS 1- ANGULO DE PLANEIO É O ANGULO FORMADO ENTRE A
TRAJETORIA DO VOO E A LINHA DO HORIZONTE NUM VOO SEM MOTOR
• O PESO NAO ALTERA O ÂNGULO DE PLANEIO
2- ANGULO DE ATAQUE É O ANGULO FORMADO ENTRE A CORDA E O VENTO RELATIVO 3- ANGULO DE INCIDENCIA É O ANGULO FORMADO ENTRE O EIXO LONGITUDINAL DA ACFT E A CORDA DA ASA 4- ANGULO DE INCLINACAO LATERAL É O ANGULO FORMADO ENTRE A LINHA DO HORIZONTE E O PLANO DAS ASAS 5- ANGULO DE SUBIDA É O ANGULO FORMADO ENTRE A TRAJETÓRIA ASCENDENTE DA ACFT E A LINHA DO HORIZONTE 6- ÂNGULO DE DIEDRO É O ANG FORMADO POR UMA LINHA QUE
PASSA PELO INTRADORSO DA ASA E O EIXO LATERAL 7- ÂNGULO DE ENFLECHAMENTO É O ANGULO FORMADO ENTRE O EIXO LATERAL E O BORDO DE ATAQUE DAS ASAS 8- ÂNGULO DE ESTOL, ÂNGULO CRITICO
OU DE ÂNGULO DE PERDA QUANDO TEMOS O VALOR MÁXIMO DE SUSTENTACAO
•••• NESTE ÂNGULO O CD E O CL SAO MÁXIMOS
VELOCIDADES VI - Velocidade Indicada - É a velocidade que o piloto lê nos instrumentos; só será correta se a acft estiver voando na atmosfera padrão, ao nível do mar. VA - Velocidade Aerodinâmica - É a velocidade em relação ao ar. Também conhecida como Velocidade Verdadeira
• A VA NÃO se altera com o vento.
⇒ Num vôo normal, o ar escoa com mais velocidade no extradorso da asa devido a curvatura da asa (mais acentuada). CP - Centro de Pressão -, Quando aumentamos o Angulo de Ataque nos perfis assimétricos, o CP “anda” para frente. Nos perfis simétricos o CP NÃO se move. • Quando o Ang. de ataque é positivo, a sustentação
também será positiva (qualquer que seja o tipo de perfil). • O angulo de ataque será NULO quando o Vento Relativo
sopra na mesma direção da Corda do Aerofólio. • Quando aumentamos o ângulo de ataque, a sustentação
também aumenta. A SUSTENTAÇÃO DEPENDE DE:
• Coeficiente de Sustentação {Cl] • Densidade do Ar [Rô]
• Superfície da Asa [S] • Velocidade ao quadrado [V2]
O ARRASTO DEPENDE DE: • Coeficiente de Arrasto [Cd] • Densidade do Ar [Rô]
• Área de Asa e [A] • Velocidade ao quadrado [V2]
ARRASTO Superfície Aerodinâmica é aquela que produz pequena resistência ao avanço (arrasto). ARRASTO INDUZIDO - É o arrasto provocado pela diferença de pressão do intradorso com o extradorso. As pressões tendem a igualar-se, logo o ar que sai do intradorso em direção ao extradorso provoca o ARRASTO INDUZIDO. • Ele pode ser evitado com a instalação de
Tanques de Ponta de Asa, Winglats ou Alongamento
• O arrasto induzido é maior em BAIXAS VELOCIDADES, devido ao maior ang. de ataque
ARRASTO PARASITA - É o arrasto provocado por todas as partes que não produzem sustentação úteis ao vôo. Exemplo: trem de pouso Coeficiente de Arrasto da Área Plana Equivalente: 1,28 ( é o maior que existe )
⇒ ALONGAMENTO - É a razão entre a ENVERGADURA e a CMG ( Corda Média Geométrica)
DISPOSITIVOS HIPERSUSTENTADORES Servem para AUMENTAR o Coeficiente de Sustentação [Cl]. • FLAPE Serve para aumentar a curvatura de um perfil, aumentando dessa forma a sustentação. Funcionam também como “Freios Aerodinâmicos” pois aumentam o arrasto do aerofólio. O Flape tipo FOWLER é o que proporciona maior sustentação, mas não é muito utilizado em pequenas acft’s devido ao alto custo. ELE SE DESLOCA PARA TRÁS E PARA BAIXO. Os Flapes são Dispositivos hipersustentadores, com características de “Freios Aerodinâmicos” • SLOT Também conhecido como fenda ou ranhura. Ele AUMENTA o angulo Critico da asa (com isso pode ter ângulos de ataque mais elevados - produz mais sustentação).
SLOT; consiste numa fenda que suaviza o escoamento no extradorso da asa, evitando o turbilhonamento. O SLOT É FIXO. • SLAT São slots móveis. Estes ficam recolhidos durante o vôo, só entrando em funcionamento quando necessário. O slat fica estendido por ação de molas. ⇒ Tanto os Slots quanto os Slats tem uma desvantagem: obrigam o avião a erguer demasiadamente o nariz, prejudicando assim a visibilidade do piloto.
GRUPOS MOTO-PROPULSORES Definições de Potência: Potência Efetiva: é a potência medida no eixo da hélice Potência Nominal: é a potência efetiva máxima p/ qual o motor foi projetado Potência Útil: é a potência de tração desenvolvida pela hélice sobre a acft Quanto aos Tipos de Hélice: “A hélice é um aerofólio rotativo”. Podem ser de metal ou madeira; sendo que as de madeira só podem ser utilizadas por acfts de baixa velocidade (máximo de 300HP) Passo: A hélice possui pás torcidas, logo, deveria funcionar como um parafuso, avançando uma determinada distancia a cada rotação completa. Essa distância chama-se PASSO TEÓRICO; entretanto, como o ar é fluido, a distancia que a hélice avança é menor e recebe o nome de PASSO EFETIVO. A diferença entre o passo teórico e o passo efetivo chama-se RECUO. Resumindo: Rotação completa da hélice: Passo Teórico Distancia realmente percorrida pela hélice: Passo Efetivo Diferença entre passo teórico e passo efetivo ou distancia que a hélice deixou de percorrer chama-se: Recuo Hélice de Passo Fixo ⇒ Só funciona bem numa determinada RPM Hélice de Passo Ajustavel ⇒ Só funciona bem na RPM para qual foi ajustada (seu passo só pode ser ajustado no solo) Hélice de Passo Controlável ⇒ (seu passo pode ser modificado mesmo durante o vôo) Funciona bem em qualquer condição de vôo • Hélices de RPM Constante ou de Velocidade
Constante são aquelas controladas por contra pesos ou governador.
VÔO HORIZONTAL
No vôo horizontal a velocidade TEM que ser CONSTANTE, a sustentação TEM que ser IGUAL ao peso e a tração da hélice TEM que ser IGUAL ao arrasto.
L = W e T = D Se diminuirmos a velocidade mantendo o vôo horizontal, será preciso aumentar o angulo de ataque. A menor velocidade possível em vôo horizontal é conseguida quando o avião voa com o angulo de ataque critico. Essa velocidade chama-se VELOCIDADE DE ESTOL. Velocidade Máxima ⇒ é a maior velocidade possível em vôo horizontal Velocidade de Máximo Alcance ⇒ é a velocidade que permite voar a maior distância possível com dada quantidade de combustível. Velocidade Mínima ⇒ é a menor velocidade para a qual é possível voar com velocidade constante. O ang. De ataque é maior do que o critico. Velocidade de Estol ⇒ é a menor velocidade possível em vôo horizontal • Arrasto: • arrasto não depende da altitude; • arrasto NÃO VARIA em vôo horizontal
VÔO PLANADO Velocidade de Melhor Planeio ⇒ é aquela em que a acft consegue planar a maior distancia possível. Também pode ser chamada de Velocidade de Menor Angulo de Descida. Deve ser usada quando ocorrer pane do motor Velocidade Final ⇒ é a velocidade máxima que um avião pode atingir num mergulho vertical. A SUSTENTAÇAO DEVE SER NULA PARA QUE A TRAJETÓRIA SEJA VERTICAL. Velocidade Limite ⇒ é a velocidade que causa danos a estrutura da acft. NÃO PODE SER ULTRAPASSADA. • O PESO NÃO INFLUI NA DISTANCIA E NO
ANGULO DE PLANEIO, MAS AUMENTA A SUA VELOCIDADE E A RAZAO DE DESCIDA.
• Vento de cauda aumenta a distancia de planeio, mas diminui o angulo de planeio. E o vento de proa tem efeito contrario
• VA (Velocidade Aerodinâmica) e RS (Razão de Descida) NÃO se alteram
com o vento.
VÔO ASCENDENTE Logo após a decolagem, o avião deve subir com o máximo ang de subida, a fim de afastar-se com segurança dos obstáculos.
• Aumentando a altitude, a potência disponível diminui e a potência necessária aumenta.
• No Teto Absoluto, todas as velocidades são iguais.
• No Teto Absoluto o avião NÃO SOBE NADA, E NÃO FAZ CURVA.
• No Teto Pratico / De Serviço ou Operacional a acft ainda consegue ter um R/S de 100 ft por minuto.
COMANDOS DE VÔO
São 03 os eixos imaginários: Eixo Longitudinal, Transversal / Lateral e Vertical • Os 03 eixos PASSAM pelo CG (Centro de
Gravidade) • Movimento em torno do EIXO
TRANSVERSAL ⇒ Arfagem / Tangagem (movimento de levantar / baixar o nariz - cabrar / Picar) • Movimento em torno do EIXO
LONGITUDINAL ⇒ Rolagem / Rolamento / Bancagem ou Inclinaçao Lateral
(baixar / levantar as asas) • Movimento em torno do EIXO VERTICAL ⇒
Guinada (virar para esquerda / direita) • Os movimentos de um avião são controlados
através de SUPERFICIES DE COMANDO. São elas: � Profundor ⇒ Comanda os
movimentos de Arfagem � Ailerons ⇒ Comanda os
movimentos de Rolagem � Leme de Direção ⇒ Movimentos de
Guinada � Manche produz ROLAMENTO � Pedal produz GUINADA • Os aviões possuem equilibradores ou
compensadores, que são pequenas superfícies de comando colocadas nos BORDOS DE FUGA DAS SUPERFICIES DE CONTROLE com as seguintes finalidades:
� tirar tendências � compensar o avião em diferentes situações
de vôo � reduzir a força necessária para movimentar
os comandos
GUINADA ADVERSA Para se evitar a Guinada Adversa devemos: � Aplicar leme de direção no sentido contrario
ao da guinada adversa
� Equipar o avião com ailerons diferenciais � Equipar o avião com ailerons “tipo Frise”
VÔO EM CURVA “A FORÇA DE SUSTENTAÇAO NUMA CURVA DEVE SER MAIOR QUE O PESO DO AVIÃO”. • O ang. de inclinação AUMENTA quando a
velocidade aumenta. • O ang. de inclinação DIMINUI quando o raio
da curva aumenta.
“ANGULO DE SUSTENTAÇAO NÃO DEPENDE DO PESO”
� É IMPOSSIVEL fazer curva com angulo de
90º ERROS MAIS COMUNS EM CURVAS � GLISSADA É provocada por inclinação exagerada das asas. A sustentação é insuficiente para suportar o peso da acft. Assim, ela escorregará para dentro da curva. � DERRAPADA É causada pela inclinação insuficiente das asas; devido à força centrípeda insuficiente, o avião derrapa para fora da curva. A derrapagem acontece também quando se pisa em um dos pedais do leme de direção sem antes inclinar as asas. � RAIO LIMITE É o MENOR RAIO possível, para qual a potência máxima é aplicada. Para voar em curva o piloto precisa aumentar a sustentação, logo o arrasto aumenta, por isso devemos aumentar a potência a medida que o raio diminui. • Num vôo em curva, a asa externa terá maior
sustentação que a asa interna, pois esta estará voando mas rápido.
� ESTOL EM CURVA a velocidade de estol em curva é maior que num vôo em linha reta.
CARGAS DINÂMICAS São esforços que o avião sofre durante o vôo devido a manobras, turbulências etc., Elas podem ser classificadas em: HORIZONTAIS E VERTICAIS. • Cargas Dinâmicas Horizontais são fracas e
NÃO afetam a estrutura da acft • Cargas Dinâmicas Verticais são muito
importantes. Podem destruir um avião se foram excessivas.
� Cargas Dinâmicas Verticais são medidas num instrumento chamado acelerômetro
� E vôo nivelado o Fator Carga é IGUAL A UM . Numa CABRADA será MAIOR QUE UM ; Na PICADA será MENOR QUE UM.
� Fatores de Carga elevados podem ser causados principalmente por:
• Vôo em Curva • Manobras feitas pelo piloto
• Rajadas de vento • Recuperações de mergulho
O FATOR CARGA EM CURVAS SERÁ
SEMPRE MAIOR QUE UM ( 1 G ) O FATOR CARGA NÃO DEPENDE DO PESO
� Quanto maior a inclinação da curva, maior
será o fator carga � Para se evitar fatores de carga elevados em
atmosfera turbulenta, é necessário reduzir a
velocidade de acordo com as recomendações do fabricante da acft.
� TURBULENCIA: • Medida Preventiva: Reduzir a velocidade • Medida Corretiva: Reduzir a velocidade e o
angulo de ataque
POUSO E DECOLAGEM CONDIÇOES IDEAIS DE DECOLAGEM:
• 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 instruções do Manual de Vôo do avião.
TÉCNICAS DE POUSO Pouso em 03 pontos É utilizado por aviões com trem de pouso convencional. Nessa técnica o avião é levado a estolar rente a pista, tocando-a simultaneamente com o trem principal e a bequilha. Pouso de Pista Consiste em tocar o solo com uma certa velocidade, sem OCORRER O ESTOL, é um pouco mais suave e pode ser usado por
aviões com trem de pouso triciclo ou convencional Ao efetuarem um pouso de pista , os aviões com trem de pouso CONVENCIONAL tem maior risco de pilonagem e cavalo de pau pois eles tem o CG (Centro de Gravidade) localizado atras do trem principal.
ESTABILIDADE LONGITUDINAL É a Estabilidade dos movimentos do eixo longitudinal em torno do eixo lateral - refere-se aos movimentos de ARFAGEM Existem 03 tipos de equilíbrio:
• ESTAVEL • INSTAVEL
• INDIFERENTE
� ESTAVEL - O avião tende a voltar a posição
de equilíbrio � INSTAVEL - O avião tende a afastar-se cada
vez mais do equilíbrio � INDIFERENTE - O avião continua fora do
equilíbrio Para que um avião seja estaticamente estável, é necessário que o CG esteja localizado À FRENTE do CP. • AVIÃO DINAMICAMENTE ESTAVEL - volta
ao equilíbrio e logo se estabiliza com uma ou duas oscilações.
• AVIÃO DINAMICAMENTE INSTAVEL - tenta voltar ao equilíbrio muito fortemente, e por isso as oscilações AUMENTAM cada vez mais.
• AVIÃO DINAMICAMENTE INDIFERENTE - tenta voltar ao equilíbrio, mas sempre o ultrapassa, OSCILANDO SEM PARAR.
ESTABILIDADE LATERAL
É a estabilidade dos movimentos do eixo lateral em torno do eixo longitudinal - refere-se aos movimentos de ROLAMENTO (BANCAGEM)
São 05 fatores que influem na estabilidade lateral:
a) DIEDRO b) ENFLECHAMENTO
c) EFEITO DE QUILHA d) EFEITO DE FUSELAGEM
e) DISTRIBUIÇAO DE PESOS a) DIEDRO Angulo formado por uma linha que passa pelo Intradorso da asa e o eixo lateral Diedro positivo AUMENTA a estabilidade lateral Diedro negativo DIMINUI a estabilidade lateral •••• Se o diedro for nulo, o avião tende a ser
ESTATICAMENTE INDIFERENTE b) ENFLECHAMENTO Angulo formado entre o eixo lateral e o bordo de ataque das asas Asa com Enflechamento positivo tende a ser estável Asa com Enflechamento negativo tende a ser instável c) EFEITO DE QUILHA Área acima maior que área abaixo do CG. (acft estável) d) EFEITO DE FUSELAGEM Dispositivo que proporciona ESTABILIDADE LATERAL e) DISTRIBUIÇAO DE PESOS O CG deve ficar sempre em baixo
ESTABILIDADE DIRECIONAL É a estabilidade dos movimentos efetuados em torno do eixo vertical - refere-se aos movimentos de GUINADA
São 02 fatores que influem na estabilidade direcional:
a) ENFLECHAMENTO produzem estabilidade direcional e lateral
b) EFEITO DE QUILHA
AUTO - ROTAÇÃO Tendência que a acft tem de girar sobre o eixo longitudinal a fim de compensar o torque produzido pela hélice.
PARAFUSOS É uma auto-rotaçao acompanhada de uma perda (estol). No parafuso, só funciona o leme de direção São 03 os fatores que causam o parafuso acidental: a) diferença do ang de incidência das asas b) uso pleno dos Ailerons a baixa velocidade c) curvas de grande inclinação • É comum em aviões de cauda pesada • O piloto NÃO deve usar os ailerons próximo
ao angulo critico, pois o aileron que abaixa pode provocar o estol nessa asa, dando inicio ao parafuso
• Para fazer a recuperação de um parafuso, o piloto deve primeiramente interromper a rotação, pressionando a fundo o pedal do lado contrario ao da rotação. A seguir, deverá sair do mergulho, puxando progressivamente o manche, para evitar o estol de velocidade.
PARAFUSO PODE SER COMANDADO OU ACIDENTAL; PARAFUSO CHATO É SEMPRE ACIDENTAL PARAFUSO também conhecido como AUTO-ROTAÇAO