Teoria Básica de Vôo

1.3 Teoria básica de voo

Nesta seção você vai estudar:

∙        Os principais eixos de comando da aeronave.

∙        O que são aerofólios e as forças aerodinâmicas que nele atuam.

∙        Noções de peso e balanceamento de aeronaves.

∙        Conceitos de ângulo de incidência, vento relativo e vento real.

1.3.1 Os eixos principais de uma aeronave

A teoria de voo contempla os princípios básicos que regem os movimentos e os controles  de  uma  aeronave  durante  o  voo.  Eles  são  definidos  em  relação  aos movimentos  de  translação  e  rotação   em  torno  de  um  conjuto  fixo  de  eixos imaginários.O movimento de translação é aquele pelo qual um veículo se descloca de um ponto ao outro no espaço. Ele ocorre na direção em que a aeronave esta se deslocando. O movimento de rotação é aquele responsável pelos controles de atitude 1 estando relacionado ao comandos de direção e sentido de voo feitos pelo piloto. Eles acontencem em torno de  seus três eixos principais: longitudinal, transversal e vertical

A Figura 11 mostra estes  eixos. Verifica-se que os controles de subida e descida são feito sobre o eixo lateral da aeronave. As curvas para a direita e esquerda são feitas sobre o eixo longitudinal da aeronave e os controles de guinada sobre o eixo vertical. Este  movimento  também  são  conhecidos  como  arfagem        (subida  ou  descida),  roll

[pic 1](rolamento - curva para a esquerda e curva para a direita), yaw (guinada).

1 Atitude da aeronave: Diz respeito aos movimentos de subida e descida, curvas para a direita e esquerda e movimentos de derrapagem (guinada ou yaw).

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Figura 11: Eixos principais do movimento de rotação

É importante ressaltar que estes movimentos rotacionais ocorrem por meio de superfícies aerodinâmicas móveis instaladas nas asas e estabilizadores da aeronave. As asas são aerofólios assimétricos que sustentam o voo do avião. Os estabilizadores são aerofólios simétricos responsáveis pela estabilidade vertical e longitudinal da aeronave. Eles são conhecidos como estabilizador vertical e estabilizador horizontal.

A Figura 12 mostra cada um deles. O estabilizador vertical (Vertical Stabilizer) é fixo e não possui mecanismos que permitam seu movimento para ajustes durante o voo. Já o estabilizador horizontal (Horizontal Stabilizer) pode ser móvel em algumas aeronaves, principalmente nos jatos de alta performance. Este ajuste permite pequenas correções  durante o  voo  transônico  ou  próximo  da velocidade do  som  deixando  a

aeronave mais estável e controlando o efeito de dobra de mach2 (Mach Tuck3). Além de

mostrar a deriva da aeronave, nome dado ao conjunto de estabilizadores (vertical e horizontal) localizados na seção anterior às asas da aeronave, a Figura 12 também indica a  localização  de  outros  aerofólios  que  auxiliam  no  voo.  Entre  eles  estão  os  slats, spoilers, flaps, profundores (elevators) e leme de direção (rudder). O funcionamento

[pic 3]destes componentes serão detalhados na Unidade de Estudo 2.

2 Número de mach: é uma quantidade adimensional que representa a relação entre a velocidade de um objeto em movimento por meio de um fluído e a velocidade local do som.

3 Mach Tuck: é o resultado de uma tendência aerodinâmica devido à condições de sobre velocidade em alguns pontos da estrutura aerodinâmica da aeronave. Esta tendência influencia negativamente no voo.

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Figura 12: Localização dos principais aerofólios da aeronave.

3.1.2 O que são aerofólios?

Aerofólios  são  superfícies        de  secção  bidimensional,  projetada  para  provocar variação na direção da velocidade de um fluído. A reação do fluído sobre o aerofólio devido à variação na quantidade de movimento é uma força que será decomposta em ângulos  normais  a  direção  de  seu  movimento.  A  Figura  13  mostra  modelos  de aerofólios assimétricos utilizados comercialmente4.

Existem dois tipos de aerofólios utilizados na aviação. Os de perfil simétrico e os de perfil assimétrico. O perfil simétrico é aquele que pode ser dividido por uma linha reta gerando assim duas metades iguais. Ele é utilizado nos estabilizadores e superfícies de comando da aeronave. Já o perfil assimétrico não gera duas partes iguais quando dividido por uma linha reta. Esta assimetria gera uma diferença de pressão entre as duas

[pic 5]faces do aerofólio, diferença esta que é a responsável por produzir sustentação.

4 Por meio do link   você poderá conhecer melhor aerofólio simétricos e assimétrico.

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Figura 13: Tipos de aerofólios.

3.1.3        As forças aerodinâmicas que atuam em um aerofólio.

Durante o voo as aeronaves estão sujeitas a uma ´serie de cargas mecânicas que atuam em sua estrutura. Elas podem ser benéficas ou prejudiciais ao voo. Assim, avaliando as forças que atuam em uma asa de uma aeronave teremos os seguintes componentes:

a)  Força de sustentação b)  Força de arrasto

c)  Força de empuxo d)  Peso