Aula sobre avião

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Fundação Edson Queiroz
Universidade de Fortaleza – UNIFOR
Centro de Ciências tecnológicas (CCT)
Curso de Engenharia Mecânica
Disciplina: Máquinas de Levantamento e Transporte
Engº. Gladstone Fontgalland
Aeronaves
AERONAVE
	Considera-se aeronave todo aparelho manobrável em vôo, que possa sustentar-se e circular no espaço aéreo, mediante reações aerodinâmicas, apto a transportar pessoas ou coisas.	
 Aerostato
	 Classe de aeronave mais leve que o ar que se suporta no mesmo principalmente através de flutuação advindas de forças aerostáticas.
 Aerodino
	Classe de aeronave mais pesada que o ar que deriva sua sustentação em vôo principalmente das forças aerodinâmicas.
ASA DE AVIÃO
A frente da asa, que esta em vermelho no desenho, representa o bordo de ataque da asa de um avião, a parte de trás, que esta em azul, representa o bordo de fuga da asa, a parte que esta em roxo representa a raiz da asa do avião, é o início da asa, e por fim a parte que esta em verde representa a ponta da asa do avião.
Além disso existe o extradorso, a parte de cima da asa do avião e o intradorso, a parte de baixo da asa do avião.
COMPONENTES DA ASA DE AVIÃO
Nervura – Tem a função de dar o formato aerodinâmico a asa do avião.
Longarina – É um dos componentes mais importantes por que recebe os esforços das nervuras. Ele é um elemento estrutural que sai da raiz até a ponta da asa.
Montante – Tem a função de suportar os esforços de compreensão.
Tirantes – Tem a função de suportar os esforços de tração da asa do avião.
SUPERFÍCIES PRIMÁRIAS DE CONTROLE EM VOO
A função primária da superfície horizontal da cauda é prover a estabilidade longitudinal e o PROFUNDOR atua como forma de se garantir o controle longitudinal e a trimagem da aeronave(regulagem e correção, no controle, de pequenas perturbações que podem ocorrer durante o voo). Quando o bordo de fuga do profundor se deflete para baixo ou para cima ele gera um momento ao redor do CG no sentido horário e anti-horário, respectivamente, se traduzindo no movimento de arfagem.
SUPERFÍCIES PRIMÁRIAS DE CONTROLE EM VOO
Os AILERONS são instalados no bordo de fuga das asas, se movem em um arco preestabelecido e são geralmente fixados por dobradiça à longarina do aileron ou à longarina traseira da asa. Numa configuração convencional, um aileron é articulado ao bordo de fuga de cada uma das asas.
Os ailerons são interconectados no sistema de controle de forma que se movam simultaneamente em direções opostas. Quando um aileron move-se para aumentar a sustentação naquele lado da fuselagem, o aileron do lado oposto da fuselagem move-se para cima, para reduzir a sustentação em seu lado. Essas ações opostas resultam na maior produção de sustentação em um dos lados da fuselagem que no outro, resultando em um movimento controlado de rolamento devido a forças aerodinâmicas desiguais nas asas.
SUPERFÍCIES PRIMÁRIAS DE CONTROLE EM VOO
O LEME funciona como controlador direcional do avião; faz com que o nariz vire para esquerda ou direita (guinada). A superfície vertical possui a finalidade de garantir a estabilidade direcional sendo que o leme de direção atua com a finalidade de prover o controle direcional da aeronave.
SUPERFÍCIES AUXILIARES DE VOO
Os FLAPES de asa são usados para dar uma sustentação extra à aeronave. Eles reduzem a velocidade de pouso, encurtando assim a distância de pouso, para facilitar o pouso em áreas pequenas ou obstruídas, pois permite que o ângulo de planeio seja aumentado sem aumentar muito a velocidade de aproximação.
SUPERFÍCIES AUXILIARES DE VOO
SUPERFÍCIES AUXILIARES DE VOO
CONFIGURAÇÃO DOS AERODINOS QUANTO A CONFIGURAÇÃO DA ASA
CONFIGURAÇÃO DOS AERODINOS QUANTO A CONFIGURAÇÃO DA ASA
Asa Retangular: é muito eficiente do ponto de vista estrutural, porém, não tem aerodinâmica. Muito boa e nem pode ser usada para voos supersônicos.
CONFIGURAÇÃO DOS AERODINOS QUANTO A CONFIGURAÇÃO DA ASA
Asa Afilada ou Trapezoidal:  similar à asa reta, porém, menos efeciente estruturalmente e mais aerodinamicamente.
CONFIGURAÇÃO DOS AERODINOS QUANTO A CONFIGURAÇÃO DA ASA
Asa Combinada
CONFIGURAÇÃO DOS AERODINOS QUANTO A CONFIGURAÇÃO DA ASA
Asa Elíptica: é a mais aerodinâmica das asas para voo em baixa velocidade. Entretanto, a construção é muito difícil e por consequência muito cara.
Spitfire
CONFIGURAÇÃO DOS AERODINOS QUANTO A CONFIGURAÇÃO DA ASA
Asa Delta
Valkyrie
CONFIGURAÇÃO DOS AERODINOS QUANTO A CONFIGURAÇÃO DA ASA
Asa em Duplo Delta
F-16XL
CONFIGURAÇÃO DOS AERODINOS QUANTO A CONFIGURAÇÃO DA ASA
Asa com Duplo Afilamento
NÚMERO DE MACH
O número de Mach é uma medida da razão entre a velocidade da aeronave e a velocidade do som no ar. Para números de Mach menores que 1, tem-se escoamento SUBSÔNICO; para números de Mach maiores que 1, escoamento SUPERSÔNICO. Existe uma faixa de velocidades que envolve os escoamentos subsônico e supersônico em que os padrões de escoamento mudam de subsônico para supersônico e vice-versa, abrangendo números de Mach na faixa de 0,8 e 1,2: o escoamento transônico. Esse representa uma área de análise especial da aerodinâmica, uma vez que resultados numéricos (analíticos) descritos pelas equações que governam o escoamento subsônico ou pelas do supersônico não correspondem precisamente à realidade prática.
CONFIGURAÇÃO DOS AERODINOS QUANTO AO ENFLECHAMENTO DA ASA
Enflechamento Nulo
O enflechamento pode adiar e reduzir os efeitos da compressibilidade. Uma asa enflechada vai adiar a formação das ondas de choque encontradas em escoamento transônico para um número de Mach mais elevado. Além disso sua colocação reduz o arrasto de onda sobre todos os números de Mach.
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CONFIGURAÇÃO DOS AERODINOS QUANTO AO ENFLECHAMENTO DA ASA
Enflechamento Positivo: é a mais utilizada em aviões que desenvolvem grandes velocidades. É o tipo de asa utilizado por praticamente todas as aeronaves comerciais atuais. As principais vantagens são: a facilidade de construção e a aerodinâmica. A principal desvantagem é o fato de ela não poder ser usada para voos supersônicos sem alterações no seu projeto. Essas alterações fazem com que ela perca muita sustentação, exigindo maiores velocidades para pousos e decolagens.
CONFIGURAÇÃO DOS AERODINOS QUANTO AO ENFLECHAMENTO DA ASA
Enflechamento Negativo
Aeronaves com enflechamento negativo, apesar de satisfazer o retardo dos números de Mach tem deficiências em suas característica de estabilidade e controle em baixas velocidades, além das aeroelásticas, em velocidades de voos maiores.
Uma grande desvantagem de asas enflechadas é que existe um escoamento ao longo da envergadura da asa, de modo que a camada-limite vai engrossar em direção à ponta no caso de enflechamento positivo e em direção à raiz no caso de enflechamento negativo.
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CONFIGURAÇÃO DOS AERODINOS QUANTO A POSIÇÃO DAS ASASFICONFIGURAÇÃO DOS AERODINOS QUANTO AO ENFLECHAMENTO DA 
Enflechamento Negativo
Aeronaves com enflechamento negativo, apesar de satisfazer o retardo dos números de Mach tem deficiências em suas característica de estabilidade e controle em baixas velocidades, além das aeroelásticas, em velocidades de voos maiores.
Uma grande desvantagem de asas enflechadas é que existe um escoamento ao longo da envergadura da asa, de modo que a camada-limite vai engrossar em direção à ponta no caso de enflechamento positivo e em direção à raiz no caso de enflechamento negativo.
CONFIGURAÇÃO DOS AERODINOS QUANTO AO NÚMERO DE ASAS
Monoplano
CONFIGURAÇÃO DOS AERODINOS QUANTO AO NÚMERO DE ASAS
Biplano
CONFIGURAÇÃO DOS AERODINOS QUANTO AO NÚMERO DE ASAS
Triplano
CONFIGURAÇÃO DOS AERODINOS QUANTO AO SUPORTE DA ASA
Com Montante
CONFIGURAÇÃO DOS AERODINOS QUANTO AO SUPORTE DA ASA
Sem Montante
TREM DE ATERRAGEM
 Convencional Fixo
TREM DE ATERRAGEM
Convencional Retráctil
TREM DE ATERRAGEM
Múltiplo
SISTEMA DE PROPULSÃO
Todos os motores devem obedecer as exigências gerais de eficiência, economia
e confiabilidade. Além de econômico quanto ao consumo de combustível, um motor deve ser econômico quanto ao custo de sua obtenção original e quanto ao custo de manutenção, e tem que atender às exigências rigorosas da razão de eficiência e baixo peso de unidade por potência.
O motor deve ser capaz de prover alta potência de saída sem sacrifício da confiabilidade, e deve ter durabilidade para operar por longos períodos entre revisões. É necessário que o motor seja tão compacto quanto possível, apesar do fácil acesso para manutenção.
É requerido que ele seja tão livre de vibrações quanto possível, e que possa cobrir um largo alcance de potência de saída a várias velocidades e altitudes. Os tipos mais utilizados são:
 Alternativos;
 Turbo-Hélice;
 Reação.
REVERSO
Desvia o fluxo do ar que é dirigido para trás de forma a impulsioná-lo para frente, no sentido contrário do deslocamento do avião, o sistema cria um arrasto que ajuda na desaceleração da aeronave.
Nos aviões turbo hélice, o sistema é mais simples: as pás das hélices passem pelo ponto neutro, onde elas não produzem nenhum tipo de tração, para um ponto negativo onde elas ao invés de puxar o avião começam a segurá-lo e assim ajudando na desaceleração. A quantidade de força aplicada ao reverso fica por conta do piloto acelerando mais os motores.
Nos reversos do tipo “blocker door”, bloqueador de portas, usado na grande maioria dos aviões comerciais de grande porte, a saída do ar é bloqueada na traseira da turbina e direcionado em vários ângulos através de aberturas laterais.
REVERSO
MOTOR
MOTOR
O ciclo de trabalho de uma turbina a gás, conforme apresentado pela Rolls-Royce (1996), é semelhante ao de um motor a pistão de quatro tempos. Ambos os ciclos possuem quatro estágios: admissão, compressão, combustão e exaustão, entretanto em um motor a pistão este ciclo ocorre de maneira intermitente e em uma turbina a gás ocorre continuamente. Outra diferença, a combustão em uma turbina a gás ocorre à pressão constante, enquanto no motor pistão acontece a volume constante. Dos quatro tempos de um motor a pistão, somente um destes é usado para gerar trabalho no eixo. Uma turbina a gás elimina estes três tempos adicionais, permitindo que uma maior quantidade de combustível seja queimada por unidade de tempo, consequentemente uma potência maior será desenvolvida para um determinado tamanho de motor.
A combustão de uma turbina a gás ocorre de modo contínuo devido a câmara de combustão não ser um espaço fechado, como a de um motor a pistão, esta ocorre com um aumento do volume dos gases, e a pressão se mantém constante ao longo do processo (ciclo ideal), diferente de um motor a pistão, em que as flutuações e picos na pressão, fazem necessário com que o cilindro possua uma robustez e use combustível de alta octanagem, diferentemente da turbina que possui uma câmara de combustão de fabricação leve e combustível de baixa octanagem, (ROLLS-ROYCE,1996).
MOTOR
MOTOR
MOTOR
CARGA E DESCARGA
CARGA E DESCARGA
CARGA E DESCARGA
CARGA E DESCARGA
CARGA E DESCARGA
CARGA E DESCARGA
TARIFAS AEROPORTUÁRIAS
1 - Tarifa aeroportuária paga pelo PASSAGEIRO:
A Infraero é remunerada, pelos serviços prestados, por meio de Tarifas Aeroportuárias criadas pela Lei nº 6.009, de 26/12/1973, e regulamentadas pelo Decreto nº 89.121, de 6/12/1983, conforme abaixo:
Tarifa de Embarque - É fixada em função da categoria do aeroporto e da natureza da viagem (doméstica ou internacional) e cobrada antes do embarque do passageiro.
Remunera a prestação dos serviços e a utilização de instalações e facilidades existentes nos terminais de passageiros, com vistas ao embarque, desembarque, orientação, conforto e segurança dos usuários.
A tarifa de embarque é cobrada ao passageiro por intermédio da companhia aérea. Trata-se de sistemática que atende ao princípio de facilitação, recomendado pela Organização de Aviação Civil Internacional (OACI), aceito pela Airports Council International (ACI) e adotada pela maioria dos países membros dessas Organizações.
TARIFAS AEROPORTUÁRIAS
2 - Tarifas aeroportuárias e de navegação aérea, pagas pela Companhia Aérea ou pelo operador da aeronave:
- Tarifa de Pouso - Remunera os custos dos serviços e das facilidades proporcionados às operações de pouso, rolagem e permanência da aeronave em até três horas após o pouso. É fixada em função da categoria do aeroporto e da natureza do voo (doméstico ou internacional).
- Tarifa de Permanência - Remunera a utilização dos serviços e das facilidades disponíveis no pátio de manobras e na área de estadia, depois de ultrapassadas as três primeiras horas após o pouso, sendo devida pelo proprietário ou explorador da aeronave. A Tarifa de Permanência é constituída de:
a) Tarifa de Permanência no Pátio de Manobras - TPM;
b) Tarifa de Permanência na Área de Estadia - TPE.
TARIFAS AEROPORTUÁRIAS
- Tarifa de Conexão - Remunera a utilização das instalações e facilidades existentes no terminal de passageiros, sendo devida pelo proprietário ou explorador da aeronave, e cobrada em função de cada passageiro que desembarca em aeroporto intermediário, para reembarcar na mesma aeronave ou em outra, em voo de conexão de mesma natureza, em prosseguimento à mesma viagem, constante do respectivo bilhete de passagem.
- Tarifa de Uso das Comunicações e dos Auxílios à Navegação Aérea em Rota –TAN - Remunera os serviços e as facilidades disponíveis aos usuários, destinados a apoiar e tornar segura a navegação aérea, proporcionados pelo Comando da Aeronáutica e/ou Infraero. É fixada em função dos serviços prestados nas regiões de informação de voo e de áreas de controle e da natureza do voo (doméstico ou internacional).
TARIFAS AEROPORTUÁRIAS
- Tarifa de Uso das Comunicações e dos Auxílios Rádio à Navegação Aérea em Área de Controle de Aproximação (TAT APP) - Remunera os custos devidos pela utilização dos serviços, instalações, auxílios e facilidades destinadas à operação de aproximação em área terminal de tráfego aéreo, quando em procedimento de subida ou descida em aeródromos classificados.
- Tarifa de Uso das Comunicações e dos Auxílios Rádio à Navegação Aérea em Área de Controle de Aeródromo (TAT ADR) - Remunera os custos devidos pela utilização dos serviços, instalações, auxílios e facilidades empregadas na operação de pouso ou decolagem em aeródromos classificados.