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CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES E AEROPORTOS Profª: Msc. Thays Nogueira Rodrigues UNIVERDADE FEDERAL DO CARIRI – UFCA CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA –CCT CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA: TRANPORTE AÉREO INTRODUÇÃO As aeronaves desempenham um papel de grande importância no cenário aeroportuário; Características, exigências e tendências; Um dos grandes desafios para o projeto de aeroportos é a criação de instalações que possam acomodar uma grande variedade de aeronaves. Isto porque aeronaves variam grandemente em termos de suas dimensões físicas e características de desempenho. INTRODUÇÃO A envergadura e o comprimento da fuselagem influenciam o tamanho da plataforma de estacionamento, a qual, por sua vez, influencia a configuração dos terminais; A envergadura e o raio de giro impõem a largura das pistas, as áreas de taxiamento, as distâncias entre estas vias de tráfego, e o raio das curvas pavimentadas; CATEGORIAS DE REGISTRO DAS AERONAVES - ANAC Pública – Experimental (PEX): aeronaves visando à certificação na categoria experimental; Privada – Serviços Aéreos Privados (TPP): aeronaves utilizadas para serviços realizados sem remuneração, em benefício dos proprietários ou operadores, compreendendo as atividades aéreas de recreio ou desportivas, de transporte reservado ao proprietário ou operador, de serviços aéreos especializados realizados em benefício exclusivo do proprietário ou operador, não podendo efetuar quaisquer serviços aéreos remunerados; Privada – Serviço de Transporte Público Não Regular – Táxi Aéreo (TPX): aeronaves utilizadas para serviços de transporte aéreo público não regular de passageiro ou carga, realizados por pessoa natural ou jurídica brasileira, autorizada, mediante remuneração convencionada entre o usuário e o transportador, visando a proporcionar atendimento imediato, independente de horário, percurso ou escala; Privada – Serviço de Transporte Aéreo Público Regular, Doméstico ou Internacional (TPR): aeronaves utilizadas para serviços de transporte aéreo público, realizado por pessoas jurídicas brasileiras, por concessão e mediante remuneração, de passageiro, carga ou mala postal, de âmbito regional, nacional ou internacional; Privada – Instrução (PRI): aeronaves utilizadas apenas na instrução, treinamento e adestramento de voo pelos aeroclubes, clubes ou escolas de aviação civil proprietárias ou operadoras da aeronave, podendo ser usada, ainda, para prestar tais serviços à pessoal de outras organizações sob contrato aprovado pela ANAC; CATEGORIAS DE REGISTRO DAS AERONAVES - ANAC CATEGORIAS DE REGISTRO DAS AERONAVES - ANAC DADOS ESTATÍSTICOS - ANAC http://www.anac.gov.br/assuntos/dados-e-estatisticas/aeronaves DADOS ESTATÍSTICOS - ANAC CONCEITO DE AERONAVE CONVENCIONAL A anatomia básica de uma aeronave convencional é composta, segundo (Torenbeck, 1981) por cinco subsistemas principais: asa, fuselagem, empenagem, motor, e trem de pouso. O avião é um veiculo que voa devido à força de sustentação obtida pelo efeito dinâmico das asas sobre o ar. Seus componentes básicos são: asas, superfícies móveis, grupo moto propulsor e fuselagem. A Definição conforme o Art. 106 do Código Brasileiro de Aeronáutica (CBA) LEI Nº 7.565, DE 19 DE DEZEMBRO DE 1986. 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. CONCEITO DE AERONAVE CONVENCIONAL CONCEITO DE AERONAVE CONVENCIONAL CONCEITO DE AERONAVE CONVENCIONAL CONCEITO DE AERONAVE CONVENCIONAL CONCEITO DE AERONAVE CONVENCIONAL CONCEITO DE AERONAVE CONVENCIONAL GUINADA ARFAGEM CONCEITO DE AERONAVE CONVENCIONAL https://www.youtube.com/watch?v=k2fh4mv4ETk CONCEITO DE AERONAVE CONVENCIONAL CONCEITO DE AERONAVE CONVENCIONAL CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES As características das aeronaves de transporte influem direta ou indiretamente no planejamento, projeto ou operação de aeroportos. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES Para o dimensionamento de pistas de aeródromos são considerados aspectos aeronáuticos inerentes ao estudo aeroportuário, que são: DIMENSÕES DA AERONAVE Envergadura; Fusilagem; Empenagem; (Distância entre as pernas do trem de pouso principal); (Distância entre o trem de pouso principal e o frontal). CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES Envergadura DIMENSÕES DA AERONAVE É a distância entre as pontas das asas, ou seja, é a distancia entre a ponta da asa esquerda ate a ponta da asa direita. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES Envergadura DIMENSÕES DA AERONAVE CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES Comprimento de Fuselagem DIMENSÕES DA AERONAVE A fuselagem é a estrutura de forma aproximadamente aerodinâmica que abriga a tripulação, passageiros ou carga, e à qual são fixadas as asas, as superfícies da cauda, e onde são montados os motores da maioria das aeronaves. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES Altura de empenagem DIMENSÕES DA AERONAVE Parte traseira de uma aeronave, em geral consistindo de um grupo de planos estabilizadores (estabilizadores horizontais e deriva vertical) aos quais estão ligadas as superfícies de comando (profundor e leme). CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES Comprimento de Fuselagem DIMENSÕES DA AERONAVE CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES Para o dimensionamento de pistas de aeródromos são considerados aspectos aeronáuticos inerentes ao estudo aeroportuário, que são: CAPACIDADE (PESO) O peso de um aeronave será de fato avaliado através de um certo número de medidas, o que dependerá de sua carga de combustível, carga útil, tripulação e etc. Estas várias medições de peso das aeronaves são importantes para o projeto do aeroporto, em particular das instalações como rampas, áreas de taxiamento e pistas que devem ser projetadas para suportar o avião. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES Embora seja raro que qualquer duas aeronaves, mesmo que de mesmo modelo e configuração, tenham as mesmas medidas de peso (quase sempre há variações em equipamentos, configurações de assentos, cozinhas e outros objetos), a maioria dos fabricantes irá atribuir pesos típicos para suas aeronaves para fins de planejamento e projeto. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CAPACIDADE Para a operação das aeronaves e consequentemente para o projeto de infraestruturas aeroportuárias, é importante a compreensão dos componentesbásicos que formam o peso de uma aeronave durante as operações de pouso e decolagem, já que o peso da aeronave é fundamental para a determinação do comprimento de pista necessário. Componentes do peso bruto; Pesos limitantes estruturais; Pesos Limitantes operacionais. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CAPACIDADE Componentes do Peso Bruto Peso Básico Operacional PBO • Também chamado de Peso Operacional Vazio; • [Peso da aeronave] – [Carga Paga] – [Combustível Utilizável]; • Para aeronaves de passageiros não possui valor constante. Carga Paga CP • É toda carga transportada que produz receita; • Inclui passageiros, bagagens, correios e carga. Combustível Total CT • Combustível de bloco mais as reservas; • CB = Combustível queimado desde a origem até o ponto de destino; • Reservas equivalem a 10% do combustível a ser consumido na viagem. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CAPACIDADE Pesos Limitantes Estruturais Peso Máximo Zero Combustível PMZC • É o peso máximo que pode ter uma aeronave carregada, porém sem combustível. Carga Paga Máxima Estrutural CPME • É o máximo peso que pode ter a carga paga, seja ela passageiros, carga, correio ou combinação destes. Peso Máximo Estrutural de Decolagem PMED • É o peso máximo com o qual a aeronave pode decolar, sem que haja limites operacionais. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CAPACIDADE Pesos Limitantes Estruturais Peso Máximo Estrutural de Pouso PMEP • É o peso máximo com o qual a aeronave pode pousar, sem que haja limites operacionais. Peso Máximo Estrutural de Rampa PMER • É o peso máximo com o qual a aeronave poderá iniciar o taxiamento. Capacidade Máxima dos Tanques CMT • É o máximo volume de combustível que a aeronave admite. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CAPACIDADE Pesos Limitantes Operacionais Peso Máximo de Decolagem PMD • É um limite operacional imposto pelas seguintes condições: • Comprimento e declividade da pista; • Temperatura, pressão e condições do vento na pista; • Pneus, condições de subida e de frenagem. Peso Máximo de Pouso PMP • É um limite operacional imposto pelas seguintes condições: • Comprimento e declividade da pista; • Condições superficiais da mesma. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CAPACIDADE CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES Para o dimensionamento de pistas de aeródromos são considerados aspectos aeronáuticos inerentes ao estudo aeroportuário, que são: RAIO DE GIRO OU RAIO DE MANOBRA É percurso dos pontos extremos da aeronave, tais como: ponta de asa, nariz e cauda; Determina-se a trajetória dos trens de pouso indicando assim a superfície que deve dispor de um suporte adequado à movimentação da aeronave. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES Raios de manobra são uma função do ângulo de esterçamento (giro) do trem de pouso frontal; Os ângulos máximos de esterçamento do trem de pouso frontal variam de 60° a 80°, mas para fins de projeto é frequentemente aplicado um ângulo de viragem de aproximadamente 50°; O raio de manobra de uma aeronave pode ser calculado utilizando a seguinte fórmula: CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES O CENTRO DE ROTAÇÃO CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES Quanto mais este ângulo, menor será o raio de manobra; A partir do centro de rotação as distâncias para as partes do avião, tais como as pontas das asas, o nariz ou a cauda, resultam em um certo número de raios; O maior destes raios é o mais crítico do ponto de vista de localização dos edifícios ou posicionamento em relação às aeronaves adjacentes. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES EXEMPLO 1: Estimar o Raio de Giro do Boeing 747-400 CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES Para o dimensionamento de pistas de aeródromos são considerados aspectos aeronáuticos inerentes ao estudo aeroportuário, que são: PROPULSÃO As aeronaves são classificadas de acordo com o tipo de propulsão que possuem. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES Para o dimensionamento de pistas de aeródromos são considerados aspectos aeronáuticos inerentes ao estudo aeroportuário, que são: PROPULSÃO CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES PROPULSÃO Turbo hélice: A energia é gerada por motores a turbina; CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES PROPULSÃO Turbo jatos: São aqueles que não dependem de hélices, obtendo atração diretamente de um motor a turbina; CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES PROPULSÃO Turbofan: Mesma definição de Turbojatos, única diferença é o acréscimo de uma ventoinha na parte traseira, melhorando, assim, a tração, a capacidade ascensional, diminuição do ruído e requer menor extensão de pista. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CONFIGURAÇÃO DE TREM DE POUSO As aeronaves que atualmente estão operando foram configuradas com várias configurações de trem de pouso. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CONFIGURAÇÃO DE TREM DE POUSO A maioria dos aviões foram projetados com uma das três configurações básicas de trem de pouso: 1. Single-Wheel (Configuração de um roda) : definida como o trem de pouso principal tendo um total de duas rodas, uma em cada perna. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CONFIGURAÇÃO DE TREM DE POUSO A maioria dos aviões foram projetados com uma das três configurações básicas de trem de pouso: 2. Dual-Wheel (Configuração de roda dupla) :onde o trem de pouso principal tem um total de quatro rodas, sendo duas em cada perna. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CONFIGURAÇÃO DE TREM DE POUSO A maioria dos aviões foramprojetados com uma das três configurações básicas de trem de pouso: 3. Dual-tandem (Configuração de dupla em tandem) : definida como dois pares de rodas em cada perna. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CONFIGURAÇÃO DE TREM DE POUSO A medida que as aeronaves se tornam maiores e mais pesadas, as configurações de trem de pouso também evoluíram em complexidade em relação às já apresentadas anteriormente. Por exemplo, seguem as configuração dos Boeing 747, Boeing 777 e a do Airbus A-380. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CONFIGURAÇÃO DE TREM DE POUSO CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CONFIGURAÇÃO DE TREM DE POUSO CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CONFIGURAÇÃO DE TREM DE POUSO CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CONFIGURAÇÃO DE TREM DE POUSO A complexidade das configurações de pouso levou a FAA a adotar convenções de nomenclatura padrão para configurações de trem de pouso de aeronaves. Alguns exemplos: CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CONFIGURAÇÃO DE TREM DE POUSO A configuração do trem de pouso desempenha um papel crítico na distribuição do peso de um avião no solo em que se assenta, e, por sua vez, tem um impacto significativo sobre a concepção dos pavimentos; Especificamente, quanto mais rodas em um trem de pouso, mais pesada uma aeronave pode ser e mesmo ainda ser suportada por uma rampa, pista de taxiamento ou uma pista de pouso com pavimento de determinada resistência. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CARGA ÚTIL E ALCANCE A máxima distância que uma aeronave pode voar, dado uma determinada quantidade de combustível nos tanques, é conhecida como o alcance (range) da aeronave; Há uma série de fatores que influenciam o alcance de uma aeronave, estando entre os mais importantes a carga útil (payload). Normalmente, o alcance é aumentado quando a carga é diminuída, um compromisso de peso que ocorre entre o combustível necessário para voar para o destino e a carga que deve ser transportada. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CARGA ÚTIL E ALCANCE CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES O ponto A indica o máximo alcance (Ra) para um avião com o máximo de carga útil (Pa); Para voar uma distância Ra e transportar uma carga útil Pa a aeronave tem a decolar em seu peso estrutural máximo de decolagem; no entanto, os reservatórios de combustível não estarão completamente preenchidos. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES O ponto B indica o alcance máximo de combustível, representando a maior distância (Rb) que uma aeronave pode voar se os reservatórios de combustível estiverem completamente preenchidos no início da viagem. A carga útil correspondente que pode ser transportada é Pb; Para viajar a distância Rb a aeronave deve decolar no seu peso estrutural máximo de decolagem. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES Assim, para prolongar a distância da viagem a partir de um Ra a carga tem de ser reduzida em favor da adição de mais combustível; O ponto C representa a distância máxima que um avião pode voar sem qualquer carga útil. O alcance Rc é muito usado na entrega de aeronaves (ferry range). CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CARGA ÚTIL E ALCANCE O compromisso carga útil versus alcance depende de uma série de fatores, como condições meteorológicas em rota, altitude de voo, velocidade, combustível, vento e quantidade de combustível de reserva. Para comparação do desempenho de diferentes aviões de forma aproximada, as curvas carga x alcance geralmente são mostrados para o dia normal, sem vento, e configuração para cruzeiro de longo alcance; A carga real em aviões de passageiros normalmente é menor do que a carga útil máxima mesmo quando a aeronave estiver completamente cheia. Isto é devido à limitações na utilização do espaço. CARACTERÍSTICAS DAS AERONAVES CARGA ÚTIL E ALCANCE Esses diagramas são úteis no planejamento do aeroporto, permitindo determinar as características de peso mais prováveis das aeronaves; Para efeito de concepção de pavimento de pista, considera-se que 5 por cento do peso da aeronave é suportado no trem de nariz e o restante sobre o trem principal; Assim, se existem duas pernas no trem de pouso principal, cada perna suporta 47,5 por cento do peso total. https://www.terra.com.br/economia/infograficos/frota_avi oes/ http://www2.anac.gov.br/anacpedia/por_por/tr1076.htm https://www.youtube.com/watch?v=IPsWJFNP1Cw PARTES DE UM AEROPORTO PARTES DE UM AEROPORTO O que é um Aeroporto? Campo de pouso/decolagem de aviões, com instalações para embarque e desembarque de passageiros (TEPAX) e recebimento e despacho de carga (TECA). O que é um TEPAX? Local onde acontece a transferência de passageiros e bagagens da modalidade terrestre/ferroviária/aquaviária para o modal aéreo e vice-versa. PARTES DE UM AEROPORTO PARTES DE UM AEROPORTO PARTES DE UM AEROPORTO PARTES DE UM AEROPORTO E no que se refere aos fatores Físicos, o TPS pode apresentar diferentes configurações de layout de acordo com as características do tráfego aéreo, da demanda, número de empresas operantes e característica das vias de acesso. Os principais variações de modelo físico são: PARTES DE UM AEROPORTO PARTES DE UM AEROPORTO PARTES DE UM AEROPORTO PARTES DE UM AEROPORTO COMPRIMENTO DA PISTA DE DECOLAGEM Dados de entrada para o cálculo do comprimento da pista de decolagem: Peso de decolagem da aeronave; Condições locais da pista: altitude, temperatura e declividade. O comprimento da pista de decolagem é calculado por meio de ábacos de desempenho específicos editados pelos fabricantes das aeronaves. COMPRIMENTO DA PISTA DE DECOLAGEM COMPRIMENTO DE REFERÊNCIA: É o comprimento de pista para decolagem nas seguintes condições: 1. Peso Máximo de decolagem para o avião; 2. Altitude zero, ou seja, ao nível do mar; 3. Temperatura padrão para esta altitude; 4. Pista em nível, ou seja, declividade longitudinal igual a zero; 5. Ausência de Vento. COMPRIMENTO DA PISTA DE DECOLAGEM TEMPERATURA PADRÃO A temperatura padrão (Tp) pode ser calculada em função da elevação do aeródromo (h) pela equação: COMPRIMENTO DA PISTA DE DECOLAGEM TEMPERATURA PADRÃO Exemplo: Calcule a temperatura padrão no aeroporto da cidade de São José do Rio Preto. Considerando a altitude de 543 m. COMPRIMENTO DA PISTA DE DECOLAGEM COMPRIMENTO DA PISTA – EXEMPLO 1 Com o gráfico de decolagem do manual “Airport Planning” do avião (Boeing 747-800), determine o comprimento de pista de decolagem. Dados: Peso Máximo de decolagem: 447.696 kgf; Altitude: 543 m; Temperatura do ar na pista = temperatura padrão COMPRIMENTO DA PISTA DE DECOLAGEM COMPRIMENTO DA PISTA DE DECOLAGEM COMPRIMENTODA PISTA – EXEMPLO 2 Com o gráfico de decolagem do manual “Airport Planning” do avião (Boeing 747-800), determine o comprimento de pista de decolagem. Dados: Peso Máximo de decolagem: 447.696 kgf; Altitude: 543 m; Temperatura do ar na pista = temperatura padrão + 15 °C COMPRIMENTO DA PISTA DE DECOLAGEM COMPRIMENTO DA PISTA DE DECOLAGEM Caso os ábacos não contemplem as situações a serem analisadas, são adotados índices de correção da ICAO. Índice recomentados: correção da altitude, temperatura e declividade. COMPRIMENTO DA PISTA DE DECOLAGEM Para a altitude (Fa): adoção de um coeficiente de acréscimo do comprimento de pista de 7% para cada 300 m de elevação acima do nível do mar; COMPRIMENTO DA PISTA DE DECOLAGEM Para a Temperatura (Ft): coeficiente de 1% para cada grau Celsius que a temperatura de referência exceder a temperatura padrão; COMPRIMENTO DA PISTA DE DECOLAGEM Para a Declividade (Fd): coeficiente de 10% para porcente de declividade longituldinal efetiva (DLE) da pista. A DLE é obtida pela razão entre a diferença da cota máxima e a cota mínima da pista pelo seu comprimento; COMPRIMENTO DA PISTA DE DECOLAGEM A correção (Fa + Ft) não deve ultrapassar a 35%, para esses casos são necessários estudos específicos; COMPRIMENTO DA PISTA DE DECOLAGEM COMPRIMENTO DA PISTA – EXEMPLO 3 Suponha que você não possua os gráficos do manual Airport Planning. Calcule o comprimento de pista corrigido. Considere as seguinte condições: - Comprimento da pista de referência = 3100 m; - Temperatura de referência do local = 30° C; - - Altitude do local do aeródromo = 543 m; - - Declividade efetiva da pista = 1,5 %. COMPRIMENTO DA PISTA DE POUSO https://www.youtube.com/watch?v=ZnWKnsgGNF0&t=5 0s
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