aero2-2-2016

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INTRODUÇÃO À MECÂNICA 
DE LOCOMOÇÃO DO AVIÃO 
Aeroportos, portos e vias navegáveis 
 
Tópicos 
1. A Aeronave 
2. O avião 
3. Constituição do avião 
4. Aerofólios 
5. Estol 
A Aeronave 
Designação geral dos aparelhos, 
artefatos ou máquinas que usam a 
atmosfera como meio de navegação 
Autogiro Asas “sólidas” 
Torque por 
arrasto 
Helicóptero Asas “sólidas” Torque direto 
Asas 
giratórias 
Ultraleve 
Rogallo Delta 
 (asas sem ventre) 
Avião 
(asas com ventre) 
Asas com 
estrutura rígida 
Paraglider com 
motor 
Asas sem 
estrutura rígida 
Com motor 
Rogallo, 
Asa delta 
(asas sem ventre) 
Planador 
(asas com ventre) 
Asas com 
estrutura rígida 
Parapente, 
paraglider 
Asas sem 
estrutura rígida 
Sem motor 
Asas Fixas 
(Aeroplano) 
Aeródino 
(mais 
pesado que 
o ar; 
sustentação 
dinâmica) 
Rígido 
(Balão) Dirigível 
Flexível Dirigível 
(com motor) 
Gás leve 
Rígido 
Ar quente Balão 
Gás leve 
Flexível Balão 
(sem motor) 
Aeróstato 
(mais leve 
que o ar; 
sustentação 
estática por 
empuxo) 
Aeronave 
(máquina, 
capaz de 
realizar 
vôo na 
atmosfera) 
Denominação 
comum 
Classificação segundo características físicas 
Balão 
 
BALÃO DIRIGÍVEL 
 
PARAPENTE, PARAGLIDER 
 
PLANADOR 
 
ROGALLO, ASA DELTA 
 
ULTRALEVE 
 É um aeródino de 
baixas velocidade, 
capacidade de 
carregamento, 
potência e de baixos 
peso e custo. 
HELICÓPTERO 
 
AUTOGIRO 
 
AVIÃO 
AVIÃO 
VEÍCULO QUE VOA PELA AÇÃO DE 
FORÇAS DE SUSTENTAÇÃO GERADAS A 
PARTIR DA AÇÃO MÚTUA VERIFICADA 
ENTRE O AR E O AVIÃO 
Asas Geram as forças de sustentação 
Fuselagem 
Corpo que liga estruturalmente 
todas as outras partes 
Sistema 
Propulsor 
Fornece a tração ou empuxo 
necessários ao deslocamento 
Superfícies 
Móveis 
Controlam atitude da aeronave 
CONSTITUIÇÃO DO AVIÃO 
Constituição do Avião 
 
 
 
Constituição do Avião 
Aerofólios 
FORMA ACHATADA, 
ALONGADA E PERFIL TÍPICO 
AEROFÓLIOS 
PARTES DOS AVIÕES 
DESTINADAS A PRODUZIR 
SUSTENTAÇÃO 
ASAS, ESTABILIZADORES, HÉLICES, etc. 
Aerofólios 
 
Aerofólios 
FORÇAS ATUANTES NO AEROFÓLIO 
FORÇAS 
DE PRESSÃO 
FORÇAS 
DE ATRITO 
Devidas às diferenças de 
velocidade no dorso e ventre 
do aerofólio 
Devidas à resistência do ar 
ao movimento 
No Dorso, Velocidade de escoamento 
> velocidade de escoamento livre 
No Ventre, Velocidade de escoamento 
< velocidade de escoamento livre 
Aerofólios 
 
Aerofólios 
FORÇAS ATUANTES NO AEROFÓLIO 
FORÇAS 
NORMAIS À 
SUPERFÍCIE 
FORÇAS 
TANGENCIAIS À 
SUPERFÍCIE 
FORÇAS DE PRESSÃO 
FORÇAS DE PRESSÃO 
+ 
FORÇAS DE ATRITO 
SUSTENTAÇÃO !!! 
ARRASTO !!! 
Elementos do aerofólio 
 
Aerofólios 
SV
2
1
CD
2
D  
QUANTIFICAÇÃO DAS FORÇAS 
ATUANTES NO AEROFÓLIO 
SUSTENTAÇÃO 
ARRASTO 
SVCL L 
2
2
1

CL = coeficiente de 
sustentação 
CD = coeficiente de arrasto 
S = superfície alar (m2) 
 = massa específica do ar 
(kg/m3) 
V = velocidade 
aerodinâmica (m/s) 
00
-0,08
0,08
0,16
0,24
0,32
0,40
0,48
24
16
8
-0,4
0
0,4
0,8
1,2
1,6
2
2,4
-8 -4 0 4 8 12 16 20 24 28 32
ÂNGULO DE ATAQUE (graus)
E
F
IC
IÊ
N
C
IA
: 
 E
 =
 L
 /
 D
. 
 
CL
CD
CDCL
E
PERFIL NACA 23012 
 Re = 8.370.000 
C
O
E
F
IC
IÊ
N
C
IE
N
T
E
 
D
E
 
S
U
S
T
E
N
T
A
Ç
Ã
O
 
C
O
E
F
IC
IÊ
N
C
IE
N
T
E
 
D
E
 
A
R
R
A
S
T
O
Aerofólios 
C
O
E
F
IC
IE
N
T
E
 D
E
 S
U
S
T
E
N
T
A
Ç
Ã
O
 
C
O
E
F
IC
IE
N
T
E
 D
E
 A
R
R
A
S
T
O
 
Exemplo: 
Características 
do perfil NACA 
23012, obtidas 
empiricamente 
Resto do Avião 
FORÇAS ATUANTES NO AVIÃO 
AEROFÓLIO RESTO DO AVIÃO 
ARRASTO 
SUSTENTAÇÃO 
+ 
ARRASTO 
EFICIÊNCIA 
AERODINÂMICA 
D
L
C
C
D
L
Arrasto
oSustentaçã
E 
DESEMPENHO DO AVIÃO 
DEPENDE 
Depende de: 
Número de Reynolds 
Número de Match 
Ângulo de Ataque 
Vôo Retilíneo em Nível 
FORÇAS ATUANTES 
Vôo Retilíneo em Nível 
Notas: 
 Força de sustentação é da ordem 
de 10 a 20 vezes a de arrasto 
 Centro de gravidade sempre à frente do 
ponto de aplicação da sustentação 
 Para que a aeronave possa ser controlada 
 
Vôo Retilíneo em Nível 
Notas: 
 Força estabilizadora pequena 
 Necessária para balancear o momento que 
ocorre pelo fato descrito na nota anterior 
 Arrasto 
distribuído em toda a superfície do avião 
 Representado num ponto por simplicidade 
 
wDw SVCD 
2
2
1
ARRASTO 
Resto do Avião 
QUANTIFICAÇÃO DAS FORÇAS 
 ATUANTES NAS FUSELAGENS 
SUPERFÍCIE DE REFERÊNCIA 
Duas condições limites 
de vôo retilíneo em nível 
Velocidade grande 
Ângulo de ataque pequeno 
Velocidade pequena 
Ângulo de ataque grande 
Potência necessária ao vôo 
 P=Dtotal x V 
 
Estol 
 Avião com CLmax tem um aumento do ângulo 
de ataque 
 Proposital ou acidental 
 Ângulo de ataque maior que CLmax 
 Perda de sustentação 
 Avião começa a cair 
 Forças de arrasto atrás do centro de massa 
 Aponta o nariz para baixo na queda 
 Ângulo de ataque menor que de CLmax 
 Volta ao vôo em nível 
 Calcular as forças de sustentação e 
arrasto de uma asa de perfil N.A.C.A. 
23012, com área de 30 m2 deslocando-
se a 250 km/h com um ângulo de ataque 
de 4º e massa específica do ar na 
situação (pressão e temperatura) do 
vôo de 1,00 kg/m3 
 Calcular a eficiência aerodinâmica 
desse avião e verificar no gráfico 
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