[RESUMO] - TEORIA DE VOO

RESUMO

TEORIA DE VOO DE BAIXA VELOCIDADE

• Velocidade 

• É a distância percorrida por unidade de tempo.

• Massa 

• É a quantidade de matéria contida num corpo. A MASSA É INVARIÁVEL.

• Força 

• É tudo aquilo capaz de produzir ou modificar o movimento de um corpo.

• Peso 

• É à força da gravidade - O PESO É VARIÁVEL.

• 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: 

ü  Cinética;

ü  Potencial;

ü  Gravitacional;

ü  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 aeronave está 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 VOO;

• Exemplos: 
• “Spinner”;
• Carenagem de Roda;

• Aerofólios

• São aquelas que PRODUZEM FORÇAS ÚTEIS AO VOO.

• Exemplos: 
• Hélice;
• Asa;
• Estabilizador;

ELEMENTOS DE UMA ASA

• Corda (distância entre o bordo de fuga e o bordo de ataque);
• Envergadura (distância entre as 02 pontas de asas);
• Raiz da Asa;
• Ponta da Asa;
• Bordo de Fuga;
• 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.

·         ALONGAMENTO - É a razão entre a ENVERGADURA e a CMG (Corda Média Geométrica).

• Elementos do Perfil:
• Bordo de Ataque;
• Bordo de Fuga;
• Extradorso;
• Intradorso;
• Corda;
• Linha de Curvatura Média (CMG) - É a linha equidistante do extradorso e do intradorso;

·         Eixo Longitudinal 

o   É uma referência imaginária da aeronave. Vai do nariz a cauda da aeronave.

·         Pressão Dinâmica

o É a pressão produzida pelo impacto do vento. A Pressão Dinâmica AUMENTA com o aumento da DENSIDADE.

·         Pressão Total

o   Soma da Pressão Estática com a Pressão Dinâmica.

·         Velocímetro 

o   Utiliza as Pressões Estática e Total para o seu funcionamento.

·         Altímetro 

o   Utiliza a apenas a Pressão Estática para o seu funcionamento.

·         Teorema de Bernoulli

o   “Quanto maior a velocidade do escoamento, maior será a Pressão Dinâmica e menor a Pressão Estática”.

·         A SUSTENTAÇÃO DEPENDE DE:

1.    Coeficiente de Sustentação (CL);

2.    Densidade do Ar;

3.    Superfície da Asa;

4.    Velocidade ao quadrado (V2)

ÂNGULOS

• Ângulo de Planeio 

• É o Ângulo formado entre a trajetória do voo e a linha do horizonte num voo sem motor;

• Ângulo de Ataque 

• É o Ângulo formado entre a corda de um perfil e o vento relativo;

• Ângulo de Atitude 

• É o Ângulo formado entre o eixo longitudinal e a linha do horizonte;

• Ângulo de Incidência 

• É o Ângulo formado entre o eixo longitudinal da AERONAVE e a corda da asa;

• Ângulo de Inclinação Lateral 

• É o Ângulo formado entre a linha do horizonte e o plano das asas;

• Ângulo de Subida 

• É o Ângulo formado entre a trajetória ascendente da AERONAVE e a linha do horizonte;

• Ângulo de Diedro 

• É o Ângulo formado por uma linha que passa pelo intradorso da asa e o eixo lateral;

• Ângulo de Enflechamento 

• É o Ângulo formado entre o eixo lateral e o bordo de ataque das asas;

• Ângulo de Estol, Ângulo Crítico ou Ângulo de Perda 

• Quando temos o valor máximo de sustentação; 

VELOCIDADES

• VI - Velocidade Indicada

• É a velocidade que o piloto lê nos instrumentos; (Só será correta se a aeronave 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).

• CP - Centro de Pressão

• Quando aumentamos o Ângulo de Ataque nos perfis assimétricos, o CP "anda para frente". Nos perfis simétricos CP NÃO se move.

• Em um voo normal, o ar escoa com mais velocidade no extradorso da asa devido a curvatura da asa (mais acentuada).

• Quando o ângulo de ataque é positivo, a sustentação também será positiva (qualquer que seja o tipo de perfil).

• O ângulo 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.

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 ângulo de ataque.

• Arrasto Parasita

• É o arrasto provocado por todas as partes que não produzem sustentação úteis ao voo.
• Exemplo:

ü  Trem de Pouso;

• O ARRASTO DEPENDE DE:

·         Coeficiente de Arrasto (CD);

·         Densidade do Ar ;

·         Área de Asa;

·         Velocidade ao quadrado [V2];

DISPOSITIVOS HIPERSUSTENTADORES

• Servem para AUMENTAR o Coeficiente de Sustentação [CL].

• Flap

• 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 Flap tipo FOWLER é o que proporciona maior sustentação, mas não é muito utilizado em pequenas aeronaves devido ao alto custo. ELE SE DESLOCA PARA TRÁS E PARA BAIXO.

• Os Flaps são Dispositivos hipersustentadores, com características de “Freios Aerodinâmicos”

• SLOT

• Também conhecido como fenda ou ranhura. 

• Ele AUMENTA o ângulo crítico da asa (com isso pode ter ângulos de ataque mais elevados - produz mais sustentação). 

• O SLOT consiste numa fenda que suaviza o escoamento no extradorso da asa, evitando o turbilhonamento.

• O SLOT É FIXO.

• SLAT

• São móveis. Estes ficam recolhidos durante o voo, só entrando em funcionamento quando necessário.

• O Slat fica estendido por ação de molas.

• Tanto os Slots quanto os Slats têm 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 para qual o motor foi projetado;

• Potência Útil: 

• É a potência de tração desenvolvida pela hélice sobre a aeronave;

• 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 aeronaves 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 distância que a hélice avança é menor e recebe o nome de PASSO EFETIVO. 

• A diferença entre o passo teórico e o passo efetivo (ou distância que a hélice deixou de percorrer) chama-se RECUO.

• Resumindo:

• Rotação completa da hélice: 

§  Passo Teórico ⇒. Distancia realmente percorrida pela hélice;

§  Hélice de Passo Fixo ⇒ Só funciona bem em uma determinada RPM;

§ Hélice de Passo Ajustável ⇒ Só funciona bem na RPM para qual foi ajustada (seu passo só pode ser ajustado no solo);

§  Hélice de Passo Controlável ⇒. Funciona bem em qualquer condição de voo (seu passo pode ser modificado mesmo durante o voo);

• Hélices de RPM Constante ou de Velocidade Constante são aquelas controladas por contrapesos ou governador.

VÔO HORIZONTAL

• No voo 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 voo horizontal, será preciso aumentar ângulo de ataque.

• A menor velocidade possível em voo horizontal é conseguida quando o avião voa com o ângulo de ataque crítico. Essa velocidade chama-se VELOCIDADE DE ESTOL.

• Velocidade Máxima ⇒ é a maior velocidade possível em voo 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 ângulo de ataque é maior do que o crítico.

• Velocidade de Estol ⇒ é a menor velocidade possível em voo horizontal

• Arrasto:
• Não depende da altitude;
• Não varia em voo horizontal;

VOO PLANADO

• Velocidade de Melhor Planeio

• É aquela em que a aeronave consegue planar a maior distância possível.

• Também pode ser chamada de Velocidade de Menor ângulo 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 SUSTENTAÇÃO DEVE SER NULA PARA QUE A TRAJETÓRIA SEJA VERTICAL. 

• Velocidade Limite 

• É a velocidade que causa danos a estrutura da aeronave. 
• NÃO PODE SER ULTRAPASSADA. 
• O PESO NÃO INFLUI NA DISTÂNCIA E NO ÂNGULO DE PLANEIO, MAS AUMENTA A SUA VELOCIDADE E A RAZÃO DE DESCIDA.

• Vento de cauda aumenta a distância de planeio, mas não diminui o ângulo de planeio. 

• O vento de proa tem efeito contrário a Velocidade Aerodinâmica e Razão de Descida NÃO se alteram com o vento.

VOO ASCENDENTE

• Logo após a decolagem, o avião deve subir com o máximo ângulo 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.
• O avião NÃO SOBE NADA, E NÃO FAZ CURVA.
• No Teto Pratico / De Serviço ou Operacional 
• A aeronave ainda consegue ter um R/S de 100ft por minuto.

COMANDOS DE VOO

·         São 03 os eixos imaginários:

o   Eixo Longitudinal;

o   Eixo Transversal / Lateral;

o   Eixo 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 Inclinação 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 SUPERFÍCIES DE COMANDO.

  

·         São elas:  

o   Profundor ⇒ Comanda os movimentos de Arfagem; 

o   Ailerons ⇒ Comanda os movimentos de Rolagem;  

o   Leme de Direção ⇒ Movimentos de Guinada; 

o   Manche ⇒ produz ROLAMENTO;

o   Pedal ⇒ produz GUINADA;

·         Os aviões possuem compensadores, que são pequenas superfícies de comando colocadas nos BORDOS DE FUGA DAS SUPERFÍCIES DE CONTROLE com as seguintes finalidades: tirar tendência compensar o avião em diferentes situações de voo reduzir a força necessária para movimentar os comandos.

GUINADA ADVERSA

·         Para se evitar a Guinada Adversa devemos:

o   Aplicar leme de direção no sentido contrário ao da guinada adversa;

o   Equipar o avião com ailerons diferenciais;

o   Equipar o avião com ailerons “tipo Frise”;

VOO EM CURVA

“A FORÇA DE SUSTENTAÇÃO NUMA CURVA DEVE SER MAIOR QUE O PESO DO AVIÃO”.

·         O ângulo de inclinação AUMENTA quando a velocidade aumenta.

·         O ângulo de inclinação DIMINUI quando o raio da curva aumenta.

·         “ÂNGULO DE SUSTENTAÇÃO NÃO DEPENDE DO PESO”

·         É IMPOSSÍVEL fazer curva com angulo de 90º;

·         ERROS MAIS COMUNS EM CURVAS 

o   GLISSADA ⇒ É provocada por inclinação exagerada das asas. A sustentação é insuficiente para suportar o peso da aeronave. Assim, ela escorregará para dentro da curva. 

o   DERRAPADA ⇒ É causada pela inclinação insuficiente das asas; devido à força centrípeta insuficiente, o avião derrapa para fora da curva.

o   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 à medida que o raio diminui.

·         Em um voo em curva, a asa externa terá maior sustentação que a asa interna, pois esta estará voando, mas rápido.

·         ESTOL EM CURVA ⇒ É a velocidade de estol em curva é maior que num voo em linha reta.

CARGAS DINÂMICAS

·         São esforços que o avião sofre durante o voo devido a manobras, turbulências etc.,

·         Elas podem ser classificadas em: HORIZONTAIS E VERTICAIS.

o   Cargas Dinâmicas Horizontais são fracas e NÃO afetam a estrutura da aeronave.

o   Cargas Dinâmicas Verticais são muito importantes. Pois podem destruir um avião se foram excessivas. 

§  Cargas Dinâmicas Verticais são medidas num instrumento chamado acelerômetro E no voo nivelado, o Fator Carga é IGUAL A UM (1).

§  Em uma CABRADA será MAIOR QUE UM (1G);

§  Em uma PICADA será MENOR QUE UM (1G).

§  Fatores de Carga elevados podem ser causados principalmente por:

ü  Voo em Curva

ü  Manobras feitas pelo piloto

ü  Rajadas de vento

ü  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 aeronave.

TURBULÊNCIA

·         Medida Preventiva: Reduzir a velocidade;

·         Medida Corretiva: Reduzir a velocidade e o ângulo de ataque;

POUSO E DECOLAGEM

·         CONDIÇÕES IDEAIS DE DECOLAGEM:

o    Baixa Altitude;

o    Baixa Temperatura;

o    Pista em Declive;

o    Vento de Proa;

o    Ar Seco;

·         Os Flaps facilitam a decolagem desde que sejam usados de acordo com as instruções do Manual de voo do avião.

TÉCNICAS DE POUSO

·         Pouso em 03 pontos ⇒ É utilizado por aviões com trem de pouso convencional.

o   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.

o   Ao efetuarem um pouso de pista, os aviões com trem de pouso CONVENCIONAL têm maior risco de pilonagem e cavalo de pau pois eles tem o CG (Centro de Gravidade) localizado atrás 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:

o   ESTÁVEL;

o   INSTÁVEL;

o   INDIFERENTE;

·         ESTÁVEL - O avião tende a voltar a posição de equilíbrio;

·         INSTÁVEL - 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 (Centro de Pressão).

·         AVIÃO DINÂMICAMENTE ESTÁVEL ⇒ Volta ao equilíbrio e logo se estabiliza com uma ou duas oscilações.

·      AVIÃO DINÂMICAMENTE INSTÁVEL ⇒ Tenta voltar ao equilíbrio muito fortemente, e por isso as oscilações AUMENTAM cada vez mais.

·   AVIÃO DINÂMICAMENTE 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 ⇒ Ângulo formado por uma linha que passa pelo Intradorso da asa e o eixo lateral.

o   Diedro positivo AUMENTA a estabilidade lateral;

o   Diedro negativo DIMINUI a estabilidade lateral;

o   Se o diedro for nulo, o avião tende a ser ESTATICAMENTE INDIFERENTE;

b    ENFLECHAMENTO ⇒ Ângulo formado entre o eixo lateral e o bordo de ataque das asas.

o   Asa com Enflechamento positivo tende a ser estável;

o   Asa com Enflechamento negativo tende a ser instável;

c    EFEITO DE QUILHA ⇒ Área acima maior que área abaixo do CG. (Aeronave Estável).

d    EFEITO DE FUSELAGEM ⇒ Proporciona ESTABILIDADE LATERAL;

e   DISTRIBUIÇÃO 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 ⇒ produz em estabilidade direcional e lateral;

b)    EFEITO DE QUILHA ⇒ Área acima maior que área abaixo do CG. (Aeronave Estável).

AUTO-ROTAÇÃO

·         Tendência que a aeronave tem de girar sobre o eixo longitudinal a fim de compensar o torque produzido pela hélice.

PARAFUSOS

·         É uma autorrotação 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 ângulo 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 ângulo critico, pois, o aileron que abaixa pode provocar o estol nessa asa, dando início ao parafuso.

·      Para fazer a recuperação de um parafuso, o piloto deve primeiramente interromper a rotação, pressionando a fundo o pedal do lado contrário 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;