AERONAVES E MOTORES -> Capítulo IV - Trem de Pouso (Parte 2/2)

CAPÍTULO IV

TREM DE POUSO
Parte 2/2

Freios - Além da função normal de frenagem, os freios dos aviões são usados para efetuar curvas fechadas em manobras no solo. Para isso, o piloto efetua a frenagem diferencial, que consiste em aplicar o freio somente no lado em que é executada a curva (a ponta do pedal aciona o freio), juntamente com o pedal do leme.

Com raras exceções, somente o trem de pouso principal possui freios. De fato, como a roda do trem do nariz ou da bequilha sustenta apenas uma pequena parte do peso do avião, o freio nessa roda não seria eficiente.

Os freios são acionados através dos mesmos pedais do leme de direção.

Funcionamento dos pedais:

• Se um pedal for pressionado, este se movimenta para o fundo e o outro para o lado contrario. Essa ação provoca o movimento do leme de direção e trem de nariz (ou da bequilha), proporcionando o controle do avião, tanto em voo como no solo.
• Pressionando apenas a ponta do pedal o piloto acionará o cilindro-mestre do freio, o qual enviará fluido hidráulico aos freios das rodas, através de um tubo. Para frear apenas um lado, mantendo o leme neutro, é preciso calçar o pedal oposto.

NOTA:

Existem aviões com quatro pedais, dois para os freios e dois para o leme.

TIPOS DE FREIOS

Os dois tipos principais de freios são:

1. A Tambor;
2. A Disco;

O Freio a Tambor é constituído por um tambor que gira juntamente com a roda. Ao aplicar o freio, duas sapatas ou lonas atritam-se contra o lado interno do tambor, provocando a frenagem da roda. Na figura abaixo (Imagem 1), convém observar o tubo hidráulico que traz o fluido do cilindro mestre.

Imagem 1

O Funcionamento do Freio a Tambor, na condição "Freio Livre", as sapatas ficam afastadas do tambor pela ação de uma mola. Quando o freio é aplicado, o fluido hidráulico é injetado dentro do cilindro do freio, o qual comprime as sapatas de encontro à superfície interna do tambor.

Imagem 2

O Freio a Disco é constituído por um disco que gira juntamente com a roda. Quando o freio é aplicado o fluido hidráulico faz com que as pastilhas, em ambos os lados do disco, façam pressão sobre este, freando a roda.

Imagem 3

SISTEMAS DE ACIONAMENTO DE FREIOS

O acionamento dos freios podem ser:

• Hidráulico - O Acionamento hidráulico é o que acabamos de estudar. É utilizado em aviões de pequeno e médio porte.

• Pneumático - Utiliza ar comprimido no lugar do fluido hidráulico para acionamento do freio.

• Mecânico - Aciona os freios mecanicamente através de hastes, cabos, alavancas, polias, etc.

FREIO DE ESTACIONAMENTO

Em muitos aviões, o freio de estacionamento é o próprio freio normal, onde os pedais ficam travados no fundo através de um dispositivo como uma alavanca puxada pelo piloto.

Existem também aviões com freios de estacionamento independentes (geralmente mecânicos), semelhantes ao freio de mão dos automóveis.

SISTEMA DE FRENAGEM DE EMERGÊNCIA

É geralmente constituído por:

• Sistema Duplicado - formado por dois sistemas que funcionam em conjunto. mais independentemente, de modo que a falha de um deles não afete o funcionamento do outro.

• Sistema de Emergência Independente - É um sistema separado do sistema principal, que entra em ação somente quando aquele falhar. Algumas vezes serve também como freio de estacionamento.

SISTEMA ANTI-DERRAPANTE

A condição de máxima freagem ocorre quando os pneus estão prestes a derrapar. 

Para evitar que a derrapagem realmente aconteça, muitos aviões possuem o sistema anti-derrapante, o qual liberta os freios quando a roda está prestes a parar, e os aplica novamente logo que a rotação se reinicia.

É uma ação rápida e repetida que, na prática, equivale a frear continuamente no limite da derrapagem. Antes do pouso, porém, o piloto deve verificar se o sistema está ligado e funcionando.

CONTROLE DIRECIONAL NO SOLO

É efetuado pelo trem d nariz ou a bequilha, que são controlados pelos pedais do leme, através de cabos ou hastes.

AERONAVES E MOTORES -> Capítulo IV - Trem de Pouso (Parte 1/2)

CAPÍTULO IV

TREM DE POUSO
Parte 1/2

Conceito - O trem de pouso é o conjunto das partes destinadas a apoiar o avião no solo e ainda:

1. Amortecer os impactos do pouso;
2. Frear o avião;
3. Controlar a direção no taxiamento ou manobras no solo;

Existem aviões que operam no meio aquático e outros no meio terrestre. nesse sentido, os aviões classificam-se em hidroaviões (ou hidroplanos), aviões terrestres e aviões anfíbios.

Avião Hidroplano

Imagem 1

Avião Terrestre

Imagem 2

Avião Anfíbio

Imagem 3

Quanto a distância de pouso e decolagem, há três tipos de aviões:

• VTOL (Vertical Take-off and Landing ou Decolagens e Pousos na Vertical)
• STOL (Short Take-off and Landing ou Decolagem e Pous Curtos)
• CTOL (Conventional Take-off and Landing ou Decolagem e Pouso Convencionais)

Quanto a sua mobilidade, o trem de pouso pode ser:

Fixo;

Imagem 4


Retrátil

Imagem 5

Escamoteável;

Imagem 6

O trem de pouso Retrátil ou Escamoteável é recolhido através de um mecanismo hidráulico ou elétrico, ou então um sistema manual de emergência. Depois de o piloto acionar uma chave ou alavanca para baixar o trem, acende-se uma luz para cada "perna" do trem de pouso, avisando que elas estão baixadas e travadas.

Quanto à disposição das rodas, o trem de pouso pode ser:

Convencional

Imagem 7

Triciclo

Imagem 8

O trem de pouso de mola é o tipo mais simples. Consiste numa lâmina ou tubo de aço flexível que atua como mola. absorvendo o impacto do pouso. porem a mola não amortece o impacto, isto é, não dissipa a energia absorvida. 

Em vez disso, ela a devolve ao avião, podendo fazê-lo saltar de volta ao ar. Isso pode ser evitado através de um pouso cuidadoso e suave.

Imagem 9

Em alguns aviões, a estrutura do trem de pouso é rígida e articulada. O amortecimento é realizado por grossos aros de borracha. Num pouso, o trem de pouso abre-se para os lados, esticando os aros de borracha e absorvendo o impacto do choque.

os amortecedores de borracha podem também ter a forma de discos ou cordas (denominadas sandows) e estão se tornando obsoletos.


AMORTECEDORES HIDRÁULICOS

O amortecedor hidráulico é construído por uma haste que desliza dentro de um cilindro contendo um fluido oleoso. Esse fluido realiza o amortecimento do impacto e uma mola externa suporta o avião


AMORTECEDORES HIDROPNEUMÁTICOS

Neste amortecedor, que é também chamado óleo-pneumático, o ar ou gás dentro do cilindro é comprimido a uma pressão suficientemente elevada para suportar o peso do avião. Isso elimina a mola e melhora o funcionamento do conjunto.

Os amortecimento através de fluido é bem eficaz e praticamente evita o saldo do avião, mesmo em pouso relativamente mal executados (O famoso "Catrapo")

Na figura abaixo (Imagem 10), convém observar a tesoura, que serve para manter o alinhamento da roda enquanto a haste se recolhe, e o orifício e a agulha (ou um tubo especial chamado tubo-orifício), que restringe o movimento do fluido.

Imagem 10

O funcionamento dos amortecedores hidropneumáticos são:

• TOQUE - O orifício restringe a passagem do fluido, absorvendo o impacto no momento do toque.

• FIM DE CURSO - O ar está comprimido ao máximo. O orifício está mais fechado tornando o amortecedor meio "duro".

• RETORNO - A pressão do ar provoca o retorno da haste. O orifício restringe o fluxo do fluido , suavizando o retorn da haste, isso evita o saldo d avião.

A figura abaixo (Imagem 11) mostra o funcionamento do amortecedor hidropneumático:

Imagem 11

CONJUNTO DAS RODAS

Esse conjunto tem finalidade de permitir a rolagem do avião no solo e sua frenagem. 

Suas partes constituintes são:

1. Pneu;
2. Roda
3. Freio;

Os pneus e as rodas são basicamente semelhantes aos dos automóveis, conforme podemos observar abaixo :

O pneu é composto por Lonas, Sulgos e Banda de Rodagem. As Lonas formam a sua carcaça resistente, a Banda de rodagem é a superfície desgastável e os sulgos permitem a fuga da água, evitando que o pneu deslize numa pista molhada.

A Câmara de ar fica dentro dos pneus e serve para conter o ar de inflagem. A pressão do ar é suportada pelo pneu e não pela câmara. Existem também os pneus sem câmara, que são suficientemente vedados para evitar a fuga do ar.

 Além dos pneus "com câmara" e "sem câmara", temos ainda pneus de:

• "alta pressão" - para pistas pavimentadas e duras;
• "baixa pressão" - para pistas macias como grama e a terra solta;

Existem três tipos básicos de construção das rodas de aviões, conforme mostra a figura abaixo:

Flanges Independentes

Meias-Rodas

Meias-Rodas

AERONAVES E MOTORES -> Capítulo III - Controles de Voo

CAPÍTULO III

CONTROLES DE VOO

Conceito - O Sistema de Controle de Voo é o mecanismo que movimenta as superfícies de controle do avião(o profundor, os ailerons, o leme e os compensadores).

Ele é acionado pelo piloto, através do manche e dos pedais, os quais são conhecidos com comandos de voo.

Imagem 1

O manche é acionado pelas mãos do piloto. Os dois tipos de manche mais comuns estão ilustrados abaixo.

Manche do Tipo Volante:

Imagem 2

Manche do Tipo Bastão:

Imagem 3

O manche é utilizado para poder cabrar e picar o avião. Cabrar significa erguer o nariz do avião, puxando o manche.

Quando cabrado, o profundor provoca uma reação aerodinâmica do ar que escoa no profundor, baixando a cauda do avião e consequentemente, erguendo o nariz. Conforme ilustra a imagem abaixo.

Imagem 4

Picar significa baixar o nariz do avião, empurrando o manche para frente.

Quando picado, o profundor provoca uma reação aerodinâmica do ar que escoa no profundor, levantando a cauda do avião e consequentemente, abaixando o nariz. Conforme ilustra a imagem abaixo.

Imagem 5

Os movimentos de cabrar e picar são denominados movimentos de arfagem ou tangagem (do francês "tangage").

O manche pode ser também girado (ou deslocado, se for do tipo Bastão) para os lados, a fim de rolar ou inclinar o avião.

Imagem 6

O piloto gira o manche para a esquerda, o aileron da asa esquerda sobe gerando mais arrasto e o aileron da asa direita desce gerando mais sustentação.

Em muitos aviões a jato, essa inclinação pode ser efetuada através dos spoilers, que complementam a ação dos ailerons. A forma de atuação depende do tipo do avião.

O movimento de rolagem é também conhecido como rolamento, inclinação lateral ou "bancagem" (do inglês "to bank").

Os pedais servem para guinar o avião, isto é, desviar o nariz para a direita ou para a esquerda.

Imagem 7

Os mecanismo do sistema de controle (ou comando) de coo é formado pelo manche, pedais, alavancas, cabos, quadrantes, polias, esticadores e etc. A figura abaixo (Imagem 8) mostra um sistema típico de comando do profundor de um avião leve.

Imagem 8

VERIFICAÇÕES E AJUSTES

Nos aviões leves, as principais verificações e ajustes (a serem feitos pelo mecânico) são os seguintes:

• Alinhamento do dos comandos - Quando o manche e os pedais estiverem nas posições neutras, as superfícies de comando também devem estar nas posições neutras.

• Ajustes dos batentes - Os batentes devem ser ajustados (quando possível) para limitar o movimento das superfícies de comando, evitando que o piloto sobrecarregue a estrutura, através de movimentos exagerados.

• Ajustes da tensão dos cabos - A tensão deve ser ajustada de acordo com as especificações do fabricante. Cabos frouxos podem reduzir ou mesmo anular a ação dos comando, e cabos muitos esticados podem tornar os comandos "duros" e provocar desgastes nos componentes do sistema.

• Balanceamento das superfícies - Algumas superfícies de controle são balanceadas para compensar o efeito da massa ou peso dessas superfícies. Esse balanceamento deve ser verificado principalmente após execução de um reparo ou pintura na superfície de comando.

Imagem 9

Música explicando os movimentos do Avião:

AERONAVES E MOTORES -> Capítulo II - A Estrutura do Avião

CAPÍTULO II

A ESTRUTURA 
DO AVIÃO

Partes Principais - A ilustração abaixo (Imagem 1) mostra os componentes básicos da estrutura (ou célula) de um avião

• Asas;
• Fuselagem;
• Empenagem;
• Superfícies de Controle;

Imagem 1

ESFORÇOS ESTRUTURAIS

A estrutura deve resistir a diversos esforços durante a operação do avião. os principais tipos de esforços estão ilustrados abaixo:

Imagem 2

MATERIAIS

Os materiais da estrutura devem ser leves e resistentes. Os mais utilizados são as ligas de alumínio, mas existem também aviões feitos de tubos de aço soldado e recobertos com tela.

Os materiais mais modernos são os plásticos reforçados com fibras de vidro, carbono ou o kevlar*

ASAS

As asas têm a finalidade de produzir a sustentação necessária ao voo. A figura abaixo (Imagem 3) mostra a estrutura típica de um avião leve recoberto com tela.

Esse revestimento não é resistente; ele se destina a suportar apenas a pressão aerodinâmica.

Imagem 3

A figura abaixo mostra uma asa metálica. Nota-se a ausência de tirantes e montantes, os quais são desnecessários por que o revestimento metálico é resistente (o mesmo vale para revestimento plásticos ou de madeira).

Imagem 4

CLASSIFICAÇÃO DOS AVIÕES QUANTO A ASA

Quanto à localização da asa na fuselagem, os aviões podem ser de asa baixa, média, alta ou parassol.

Imagem 5

Quanto à fixação, as asas podem ser do tipo cantiléver(Sem Suporte) ou semi-cantiléver(Com Suporte).

Imagem 6

Quanto ao número de asas, os aviões podem ser monoplanos ou biplanos; antigamente haviam triplanos, quadriplanos, etc.

Imagem 7

Quanto à forma em planta, as asas podem ser retangulares, trapezoidais, elípticas, "em delta", etc.

Imagem 8

1. Asa Trapezoidal;
2. Asa Enflechada;
3. Asa com Enflechamento Negativo;
4. Asa em Delta;
5. Asa com Geometria Variável;
6. Asa Obliqüa

FUSELAGEM (CORPO DO AVIÃO)

A fuselagem é a parte do avião onde estão fixadas as asas e empenagem. Ela aloja os tripulantes, passageiros e carga; contém ainda os sistemas do avião e, em muitos casos, o trem de pouso, o motor e etc. Os três principais tipos de estrutura da fuselagem são:

Estrutura tubular - é formada por tubos de aço soldados, podendo conter cabos de aço esticados em diversos pontos, para suportar esforços de tração. Externamente é recoberto com tela, que funciona apenas como revestimento, não resistindo a esforços.

Ex. Aeroboero

Imagem 9

Estrutura Monocoque

Neste tipo de estrutura, o formato aerodinâmico é dado pelas cavernas. Os esforços são suportados por essas cavernas e também pelo revestimento, que é geralmente feito de chama metálica (ligas de alumínio), plástico reforçado ou contraplacado de madeira.

Imagem 10

Estrutura semi-monocoque

Este tipo de estrutura é o mais utilizados nos aviões atuais. É formado por cavernas, revestimento e longarinas, todos os quais resistem aos esforços aplicados ao avião.

Os materiais utilizados são os mesmos da estrutura monocoque.

Imagem 11

EMPENAGEM

A empenagem é um conjunto de superfícies destinadas a estabilizar o voo do avião. Geralmente compreende duas partes:

Superfície Horizontal - Esta superfície se opõe à tendência de levantar ou abaixar a cauda. Geralmente é formada por um estabilizador horizontal fixo e um profundor móvel. pode ser também interiço e todo móvel.

 

Imagem 12

Superfície Vertical - Esta superfície se opõe à tendência de guinar (desviar para a direita ou esquerda). Geralmente é constituída por um estabilizador vertical (deriva) fixo e um leme de direção móvel.

Imagem 13

SUPERFÍCIES DE CONTROLE OU DE COMANDO

São as partes móveis da asa e empenagem, geralmente localizados nos bordos de fuga e fixadas através de dobradiças, tendo como função controlar o voo do avião. 

As superfícies de controle dividem-se em:

1. Superfícies Primárias ou Principais:

• Ailerons;
• Leme de Direção;
• Profundor;

1. Superfícies Secundárias;

• Compensador do Aileron;
• Compensador do Profundor;
• Compensador do Leme de Direção;

Imagem 14

A estrutura das superfícies de controle é semelhante à das asas, embora seja mais simplificada. O movimento é efetuado através de um mecanismo denominado Sistema de Controle do Voo, que será estudado no próximo capítulo


FLAPS E 'SLATS'

Ambos são denominados dispositivos hipersustentadores por que permitem à asa produzir maior sustentação.

São úteis no pouso ou mesmo na decolagem, pois tornam possível levantar voo ou aterrissar com menor velocidade.

Imagem 15

SPOILERS

Os spoilers ou freios aerodinâmicos têm como principal função impedir que a velocidade do avião aumente excessivamente durante uma descida.

São geralmente usados em aviões de alta velocidade e podem também auxiliar na função dos ailerons como veremos no próximo capítulo.

Imagem 16

COMPONENTES SECUNDÁRIOS DA ESTRUTURA

Fazem parte da estrutura da aeronave as carenagens, portas, janelas de inspeção e tampas diversas que facilitam a manutenção.

Outras partes, como naceles, flutuadores, tanques de ponta de asa, não serão estudados, pois pertencem a cursos mais especializados.

AERONAVES E MOTORES -> Capítulo I - Aeronaves

CAPÍTULO I 

AERONAVES

Conceito -  Aeronave e todo aparelho capaz de se sustentar e navegar no ar.

Classificação -  As aeronaves classificam-se em Aeróstatos e Aeródinos.

Aeróstatos são aeronaves baseados no Princípio de Arquimedes da Física e vulgarmente conhecidos com "veículos mais leves que o ar"

Princípio de Arquimedes - "Todo corpo mergulhado num fluido recebe um empuxo para cima igual ao peso do fluido deslocado".

Balões e Dirigíveis são aeróstatos. Nestes veículos, o empuxo é controlado pelo piloto de pode ser igual, maior ou menor que o peso. A direção do voo é controlável somente no dirigível, o qual possui lemes para esse fim.

Imagem 1

Imagem 2

Aeródinos são aeronaves baseados na Lei da Ação e Reação (3º lei de Newton)

Lei da Ação e Reação - "Toda ação corresponde a uma reação de igual intensidade em sentido contrário".

O avião e o planador são aeródinos de asa fixa, Suas asas desviam o ar para baixo, criando uma reação aerodinâmica para cima, denominada sustentação.

Imagem 3

Imagem 4

O helicóptero e o autogiro são aeródinos de asa rotativa. As pás do rotor giram, criando sustentação da mesma forma como as asas do avião.

Imagem 5

Imagem 6

NOTA: No helicóptero, o rotor principal pode ser ligeiramente inclinado para a frete, fornecendo propulsão. No autogiro, a propulsão é produzida por uma hélice.


O AVIÃO E SEUS COMPONENTES

Os componentes dos avião pdem ser classificados em três grandes grupos:

• Estrutura - é a carcaça ou corpo que dá forma ao avião, aloja os ocupantes, a carga e fixa os demais componentes. A estrutura é composta por:
• Asa;
• Aileron;
• Fuselagem;
• Estabilizador;
• Profundor;
• Deriva;
• Leme de Direção;

• Grupo Moto-propulsor - fornece a propulsão ou força responsável pelo deslocamento do avião no ar. O Grupo Moto-propulsor é composto por:

• Hélice;
• Motor;

• Sistemas - são conjuntos de diferentes partes destinadas a cumprir uma determinada função. Exemplos: sistema elétrico, sistema de combustível, sistema de ar condicionado, piloto automático e etc. O sistema de combustível é composto por:

• Filtro;
• Bomba principal;
• Tubulação;
• Bomba Auxiliar;
• Válvula de Corte e Seletiva;
• Sensor de Nível ;
• Bujão;
• Tanque;

A imagem abaixo ilustra os componentes listados acima.

NOTA: Evidentemente, o avião ilustrado acima não está completo. Além do sistema de combustível mostrado, existem outros sistemas que foram omitidos para clareza.