Transcript CAP. 07 - DISPOSITIVOS HIPERSUSTENTADORES 1 DISPOSITIVOS HIPERSUSTENTADORES Todo perfil tem um coeficiente de sustentação máximo que não pode ser ultrapassado, devido ao aparecimento de um turbilhonamento.

CAP. 07 - DISPOSITIVOS
HIPERSUSTENTADORES
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DISPOSITIVOS
HIPERSUSTENTADORES
Todo perfil tem um coeficiente de sustentação máximo que
não pode ser ultrapassado, devido ao aparecimento de um
turbilhonamento no extradorso da asa quando se atinge o
ângulo de ataque crítico.
No entanto, usando os dispositivos hipersustentadores, é
possível aumentar consideravelmente o CL.
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DISPOSITIVOS
HIPERSUSTENTADORES
Os dispositivos hipersustentadores mais utilizados em aviões são: o flape e o slot ou
slat.
DISPOSITIVOS
HIPERSUSTENTADORES
FLAPE
FLAPE – É um dispositivo hipersustentador que serve para
aumentar a curvatura ou arqueamento do perfil,
aumentando dessa forma o seu coeficiente de sustentação.
O ângulo critico do aerofólio diminui um pouco, pois o flape
produz uma perturbação no escoamento que influencia o
fluxo do ar no extradorso da asa.
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DISPOSITIVOS
HIPERSUSTENTADORES
TIPOS DE FLAPE
DISPOSITIVOS
HIPERSUSTENTADORES
FLAPERONS
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DISPOSITIVOS
HIPERSUSTENTADORES
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SLOT ou SLAT – O slot (também denominado fenda ou
ranhura) é um dispositivo hipersustentador que aumenta o
ângulo de ataque crítico do aerofólio. Consiste numa fenda
que suaviza o escoamento no extradorso da asa, evitando o
turbilhonamento. Isso faz com que a asa possa atingir
angulos de ataque mais elevados, isto é, produzir mais
sustentação.
DISPOSITIVOS
HIPERSUSTENTADORES
OBSERVAÇÃO – Tanto os slots como os slats tem uma
desvantagem sobre os flapes: embora permitam aumentar
o coeficiente de sustentação, obrigam o avião a erguer
demasiadamente o nariz (principalmente durante o pouso)
prejudicando a visibilidade do piloto.
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DISPOSITIVOS
HIPERSUSTENTADORES
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Os slots tem ainda uma outra utilidade, que será descrita abaixo.
As asas de muitos aviões entram em estol iniciando-se pelas pontas. Isso torna
o voo mais inseguro, pois a aeronave perde o controle nos ailerons aos primeiros
sintomas do estol. Para evitar esse inconveniente, alguns aviões tem o ângulo de
incidência reduzido nas pontas ou seja, a asa portanto é torcida. Todavia essa
torção, que pode aumentar o arrasto da asa, pode ser evitada através de slots
nas pontas das asas.
CAP. 08 - GRUPOS MOTOPROPULSORES
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O grupo moto propulsor de um avião é o conjunto dos
componentes que fornece a tração necessária ao voo.
Os grupos moto-propulsores mais usados são:
-TURBO JATO OU “JATO PURO”
-TURBO FAN
-TURBO HÉLICE
- MOTOR A PISTÃO E HÉLICE
GRUPOS MOTO-PROPULSORES
TURBO JATO ou “JATO PURO”
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GRUPOS MOTO-PROPULSORES
TURBO JATO ou “JATO PURO”
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GRUPOS MOTO-PROPULSORES
TURBO-FAN
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GRUPOS MOTO-PROPULSORES
TURBO-FAN
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GRUPOS MOTO-PROPULSORES
TURBOHÉLICE
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GRUPOS MOTO-PROPULSORES
TURBOHÉLICE
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GRUPOS MOTO-PROPULSORES
MOTOR A PISTÃO E HÉLICE
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GRUPOS MOTO-PROPULSORES
MOTOR A PISTÃO E HÉLICE
GRUPOS MOTO-PROPULSORES
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HÉLICES
DEFINIÇÕES DE POTENCIA
Abaixo, as seguintes definições de potência que são necessárias para o
estudo dos grupos moto-propulsores são:
- Potência efetiva – É a potência medida no eixo da hélice.
- Potência nominal – É a potência efetiva máxima para a qual o motor foi
projetado.
- Potência útil – É a potencia de tração desenvolvida pela hélice sobre o
avião. Isso significa que a hélice converte a potencia efetiva em potência de
tração.
GRUPOS MOTO-PROPULSORES
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HÉLICES
A hélice é um aérofólio rotativo que produz uma força de tração sobre o
avião. A figura abaixo, mostra uma hélice cortada girando num avião parado.
A seção cortada está movimentando-se para baixo. A torção das pás faz com
que o perfil forme um ângulo alfa com a direção do vento relativo. Podemos
notar que o aerofólio da hélice funciona exatamente como a asa de um avião,
criando uma força de sustentação (ou melhor, tração) dirigida para a frente do
avião.
GRUPOS MOTO-PROPULSORES
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PASSO DE HÉLICE
Como a hélice possui pás torcidas, ela deveria funcionar como se fosse um
parafuso, avançando uma determinada distância a cada rotação completa.
Essa distância, chama-se passo teórico. Entretanto, como o ar é fluido, a
distância que á hélice realmente avança é menor, e recebe o nome de passo
efetivo ou avançado. A distancia que a hélice deixou de percorrer chama-se
recuo, que é igual a diferença entre o passo teórico e o passo efetivo da
hélice.
RECUO
PASSO EFETIVO
PASSO TEÓRICO
GRUPOS MOTO-PROPULSORES
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ANGULOS DE HÉLICE
Sabemos que as pás da hélice são torcidas, porém, qual ó melhor ângulo de
torção? Ele depende da velocidade do avião e da rotação do motor. Como a
hélice gira e ao mesmo tempo avança para a frente, o vento relativo que
incide sobre a pá é inclinado. A pá deve ter uma inclinação um pouco maior,
de modo a formar um ângulo de ataque alfa com o vento relativo. Esse
ângulo é determinado pelo fabricante, de modo a obter máximo rendimento
da hélice.
GRUPOS MOTO-PROPULSORES
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ANGULOS DE HÉLICE
Portanto, se a velocidade do avião aumentar, o vento relativo que atinge a pá
ficará mais inclinado. Para que seja mantido o mesmo ângulo de ataque alfa
ideal para a hélice, é preciso que suas pás sejam mais torcidas, conforme a
figura abaixo.
GRUPOS MOTO-PROPULSORES
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ANGULOS DE HÉLICE
Podemos concluir, que não existe um passo ou torção da pá que sirva bem
para todas as condições de voo. Uma hélice com pequena torção seria boa
para decolagens e subidas, mas seria ineficiente para voos de cruzeiro no
qual a velocidade é maior. Já uma hélice muito torcida, funcionaria bem em
voo de cruzeiro, mas teria muita dificuldade para fazer o avião decolar e subir.
GRUPOS MOTO-PROPULSORES
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TIPOS DE HÉLICE
HÉLICE DE PASSO FIXO – É aquela que foi fabricada com um determinado
passo, no qual não pode ser modificado. Essa hélice só funciona bem numa
determinada RPM e velocidade de voo para as quais foram construídas.
GRUPOS MOTO-PROPULSORES
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TIPOS DE HÉLICE
HÉLICE DE PASSO AJUSTÁVEL – É aquela cujo o passo pode ser
modificado no solo, com o uso de ferramentas apropriadas. Essa hélice só
funciona bem na RPM e velocidade de voo para as quais foram ajustadas.
GRUPOS MOTO-PROPULSORES
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TIPOS DE HÉLICE
HÉLICE DE PASSO CONTROLÁVEL – É aquela cujo o passo pode ser
modificado durante o voo. Essa hélice funciona bem em qualquer condição de
voo. O passo pode ser modificado em voo através de:
-COMANDO MANUAL: o piloto é responsável pelo controle correto do passo.
-CONTRAPESOS: o passo é automaticamente ajustado por contrapesos que
funcionam por ação centrífuga.
-GOVERNADOR: o passo é controlado automaticamente por um sistema
elétrico ou hidráulico denominado governador.
OBS. As hélices de passo controlado por contrapesos ou governador,
são chamadas de hélices de RPM constante ou hélices de velocidade
constante
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EX. HÉLICE DE PASSO CONTROLÁVEL
CAP. 09 - VOO HORIZONTAL
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No voo horizontal em velocidade constante, a sustentação é igual ao peso, e a
tração da hélice é igual ao arrasto; ou seja
L=W
T=D
OBS. Voando em alta velocidade, o ângulo de ataque da asa é pequeno, de
apenas alguns graus.
VOO HORIZONTAL
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Se diminuirmos a velocidade, mantendo o voo horizontal, será necessário
aumentar o 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. O coeficiente de sustentação é
máximo, e o avião está na iminência do estol.
Se ultrapassarmos o ângulo crítico, inicia-se o estol e a sustentação diminuirá
rapidamente, mas ainda é possível manter o voo horizontal desde que a
velocidade seja aumentada para compensar a redução da sustentação.
Todavia, pequenos aumentos do ângulo de ataque além do ângulo crítico
exigirão enormes aumentos de potência para compensar o arrasto adicional.
Podemos concluir que o ângulo de ataque é muito importante para o voo,
principalmente para o piloto evitar o estol. Na prática, o velocímetro é suficiente
para o piloto manter o controle do avião em condições normais. Por exemplo,
se o avião estiver voando próximo a velocidade de estol especificada pelo
fabricante, a asa estará automaticamente próxima ao ângulo de ataque crítico.
Portanto, o velocímetro alertará o piloto quanto ao risco do estol.
VOO HORIZONTAL
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VOO HORIZONTAL
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Para voar em alta velocidade, é necessário aumentar a potência e, para voar
em baixa velocidade, reduzir a potência.Embora isso pareça evidente, há uma
exceção a essa regra: abaixo de uma determinada velocidade, para qual a
potência é mínima, o avião passa a exigir mais potencia para voar mais
lentamente. Ou seja, baixas velocidades requerem grandes ângulos de ataque,
os quais aumentam o arrasto e, para vencer esse arrasto, é preciso aumentar a
potência.
VOO HORIZONTAL
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VELOCIDADES DO VOO HORIZONTAL
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 DE MÁXIMA AUTONOMIA – É a velocidade que permite voar o
máximo tempo possível com dada quantidade de combustível. Essa é uma
velocidade baixa, usada em voos de espera ou em órbita sobre um aeroporto.
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, e a
velocidade é maior que a de estol.
VELOCIDADE DE ESTOL – É a menor velocidade possível em voo horizontal.
O avião voa no ângulo de ataque crítico, e o coeficiente de sustentação é
máximo. Usando dispositivos hipersustentadores, a velocidade de estol tornase menor.
CAP. 10 - VOO PLANADO
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Um avião pode voar sem a tração do motor, porém em trajetória descendente.
Esse tipo de voo chama-se voo planado.
VOO PLANADO
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VELOCIDADE DE MELHOR PLANEIO – Esta velocidade, também chamada
de menor ângulo de descida, é aquela que possibilita ao avião planar a maior
distância possível. É a velocidade que deve ser usada quando ocorre pane no
motor, que coincide com a velocidade de máximo alcance.
Porém, se o piloto tentar melhorar o seu planeio , aumentando o ângulo de
ataque, nada conseguirá. O avião ficará mais tempo planando, mas a distância
percorrida será muito menor. Existe uma velocidade chamada velocidade de
menor razão de descida (ou mínimo afundamento), na qual o avião permanece
o máximo tempo em planeio. Essa velocidade é igual a velocidade de máxima
autonomia.
O piloto pode também cometer outro erro em sua tentativa de melhorar o
planeio utilizando um ângulo de ataque menor, aumentando a sua velocidade.
Mas sua tentativa continuará sendo inútil, porque embora a velocidade do
planeio seja de fato maior, o ângulo de planeio também será maior.
VOO PLANADO
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VELOCIDADE FINAL – É a velocidade máxima que o avião pode atingir num
mergulho ou planeio vertical.
Em um mergulho, a velocidade aumentará rapidamente e estabilizar-se-á
quando o arrasto tornar-se igual ao peso – o avião terá então atingido a
velocidade final. Todavia, o piloto só deverá permitir que isso aconteça se não
atingir a velocidade limite (VNE) especificada pelo fabricante do avião.
VOO PLANADO
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RAZÃO DE DESCIDA – É a altura perdida por unidade de tempo. A razão de
descida é indicada num instrumento chamado variômetro ou “CLIMB”. A razão
de descida é geralmente abreviada R/S e medida em M/S (metros por
segundo) ou FT/MIN (pés por minuto).
Ex. R/S = 500ft/min.
VOO PLANADO
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INFLUÊNCIA DO PESO – O peso do avião não influi na distância e no ângulo
de planeio, mas aumenta a sua velocidade e a razão de descida.
INFLUÊNCIA DO VENTO – O vento influencia diretamente nas distancias e
ângulos de planeio de uma aeronave.
Por exemplo: o vento de calda aumenta a distância de planeio e diminui o
ângulo de planeio. O vento de proa tem efeito contrário, pois diminui a distância
e aumenta o ângulo de planeio. É importante notar que a velocidade
aerodinâmica e a razão de descida não se alteram com o vento, pois ambas
são medidas em relação ao ar e não a terra.
INFLUÊNCIA DA ALTITUDE – Se dois aviões iguais iniciassem um voo
planado em altitudes diferentes, a altitude influenciaria somente na velocidade
de planeio das aeronaves, pois a densidade do ar é menor em altitudes
elevadas.
A velocidade indicada, porém é a mesma nos dois aviões. De fato, apesar do
avião mais alto estar planando mais velozmente, a densidade do ar naquela
altitude é menor; por essa razão, a pressão dinâmica captada pelo tubo de Pitot
é a mesma do avião mais baixo. Em resumo, o avião mais alto tem a VA maior,
porém VI igual a do avião mais baixo. O ângulo de planeio é o mesmo para os
dois aviões; consequentemente, as distâncias de planeio serão também iguais.
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“Aprender é a única coisa de que a mente nunca se cansa, nunca tem
medo e nunca se arrepende.” Leonardo da Vinci