Microsoft_PowerPoint_-_Disciplina_-_FAMAER-1a.Parte-Fevereiro.2011

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Familiarização 
Aeronáutica
1a.Parte
Felix A. Strottmann
Fevereiro 2011
Apresentação do Curso
�Objetivos : Proporcionar conhecimentos básicos e 
fundamentais sobre Aeronáutica
Detalhamento do Curso
• Histórico do Vôo.
• Introdução à Engenharia Aeronáutica / Aeroespacial.
• Nomenclatura aeronáutica, dimensões e unidades e sistemas de 
coordenadas. 
• Atmosfera, ventos, turbulência e umidade.
• A aeronave e suas partes.
• Desempenho, estabilidade e controle.
• Noções de propulsão.
• Noções de projeto estrutural e de estimativa de cargas e pesos.
• Fases de desenvolvimento da configuração: aspectos gerais.
• Segurança de Voo
Histórico do Vôo
• A história da aviação remonta a tempos pré-históricos :
� O desejo de voar está presente na humanidade 
provavelmente desde o dia em que o homem pré-
histórico passou a observar o vôo dos pássaros e de 
outros animais voadores;
� Ao longo da história há vários registros de tentativas mal-
sucedidas de vôos;
� O exemplo mais bem conhecido é a lenda de Dédalo e 
Ícaro;
� Dédalo, aprisionado na ilha de Minos, 
construiu asas feitas com penas e cera 
para si próprio e seu filho. Porém Ícaro 
aproximou-se demais do Sol e a cera 
das asas derreteu, fazendo ele cair no 
mar e morrer.
Histórico do Vôo
� Por volta de 300 a.C os chineses inventaram a pipa, 
bem como as técnicas de fazê-la "voar" no ar. Uma pipa 
é um tipo rudimentar de planador.
� Por centenas de anos várias pessoas acreditaram que 
seus corpos voariam ou flutuariam no ar se eles 
usassem asas, colocando-as nos braços e balançando-
os, tomando como exemplo o voo de animais capazes 
de voar como pássaros ou morcegos. 
� Naturalmente todas as tentativas de voar usando tais 
apetrechos falharam, com diversas fatalidades 
ocorrendo nestas tentativas mal-sucedidas de alçar voo.
Histórico do Vôo
� Provavelmente foi o artista e 
inventor italiano Leonardo da 
Vinci em 1506 a primeira 
pessoa a se dedicar 
seriamente a projetar uma 
máquina capaz de voar 
carregando um ser humano;
� Produziu muitos estudos 
detalhados sobre o vôo dos 
pássaros, bem como como 
vários planos de máquinas 
voadoras como um 
planador, o “Ornitóptero” e 
um helicóptero movimentado 
por quatro homens e 
imagina o para-quedas.
Histórico do Vôo (Cont.)
� O primeiro voo bem sucedido de um balão de ar quente foi 
o da passarola construída por Bartolomeu de Gusmão, um 
português nascido no Brasil colonial que alçou voo em 8 de 
agosto de 1709 na corte de Dom João V de Portugal, em 
Lisboa. 
� Segundo uma crônica do 
período o aparelho consistia 
em "um globo de papel grosso, 
metendo-lhe no fundo uma 
tigela com fogo", e teria voado 
por "mais de vinte palmos".
Histórico do Vôo (Cont.)
� O primeiro estudo de aviação publicado foi "Sketch of a Machine for 
Flying in the Air" (Rascunho de uma Máquina para Voar), de 
Emanuel Swedenborg, publicado em 1716.
� Essa máquina voadora consistia de uma fuselagem e duas grandes 
asas que se movimentariam no eixo horizontal da aeronave, 
gerando assim o empuxo necessário para a sustentação da 
aeronave. 
� Swendeborg sabia que tal aeronave jamais voaria, mas disse que 
problemas existentes no desenho seriam futuramente resolvidos.
� A "forte barra em espiral" descrita por Swedenborg é o que 
atualmente chamamos de hélice. Swedenborg sabia que a 
sustentação e a maneira de gerar a tal sustentação seriam 
indispensáveis para a criação de uma aeronave capaz de voar por 
meios próprios.
Histórico do Vôo (Cont.)
� 1783 - Joseph e Etienne Montgolfier – Balões.
� 1890 – Clément Ader – Aparelho chamado “Eole” com motor a 
vapor.
� 1891 - Otto Lilienthal: Primeiros Vôos. 
� 1903 – Irmãos Wright – Primeiro Salto Controlado.
� 1906 – Santos Dumont – Primeiro Vôo – “O mais pesado que 
o ar”.
� 1927 – Charles Lindbergh – “Travessia do Atlântico”.
� 1947 – Chuck Yeager – Quebra da “Barreira do Som”.
� 1968 – Vôo da aeronave “Bandeirante” no CTA.
Histórico do Vôo (Cont.)
� Santos Dumont em 19/Out/1901contornou a Torre Eiffel 
com o dirigível número 6, o processo necessário para 
ganhar o Prêmio Deutsch (50.000 Francos).
� O criador do 14 Bis nasceu em 20 de julho de 1873, no 
sítio Cabangu, então distrito de João Gomes, em 
Barbacena (MG). Hoje a cidade se chama Santos Dumont. 
Morreu em 23 de julho de 1932, no Hotel de La Plage, no 
Guarujá (SP).
Histórico do Vôo (Cont.)
Abre e fecha fácil 
Construir um hangar para abrigar os imensos 
dirigíveis do final do século 19 até que era fácil. 
Mas abrir e fechar suas portas era um 
problema. Não para Santos Dumont, que 
inventou essas enormes portas de correr.
Bicicleta com asas 
Com o manete acoplado ao manche, Santos 
Dumont comandava a aceleração e o 
movimento vertical do leme. Girando a roda, 
controlava o movimento horizontal do 14 Bis, 
que tinha outras duas rodas de bicicleta no trem 
de pouso.
A inventividade de Santos Dumont
Histórico do Vôo (Cont.)
Da água para o ar
O Antoinette V8 equipava lanchas, mas por 
encomenda de Dumont foi adaptado para 
funcionar com injeção de combustível 
diretamente nos cilindros. Com isso, aumentava 
a potência para 50 cavalos.
Aileron para sempre 
Usados até hoje, os ailerons, estabilizadores na 
ponta das asas, controlam o giro do avião. No 
primeiro vôo, não equipavam o 14 Bis. Preso a 
eles por cabos de aço, Dumont inclinava o 
corpo lateralmente para movimentá-los.
A inventividade de Santos Dumont (Cont.)
Histórico do Vôo (Cont.)
Como num balão 
Herança do Santos Dumont balonista, a cesta 
de vime, o cockpit do 14 Bis, é a única peça 
que restou do original. Hoje ela está exposta no 
Museu Aeroespacial do Rio de Janeiro, na 
capital fluminense.
Desenho de pipa 
A construção celular do 14 Bis é inspirada nas 
células de Hargrave, grandes caixas quadradas 
e vazadas. Uma delas é o engenhoso leme 
desenhado por Dumont, que reunia numa só
peça os controles horizontal e vertical da 
aeronave.
A inventividade de Santos Dumont (Cont.)
Histórico do Vôo (Cont.)
“V” de voador
Com asas inclinadas em forma de “V”, Dumont 
sabia que a estabilidade era maior. No Flyer, 
dos irmãos Wright, o ângulo era inverso. 
Demoiselle 
Nos modelos 19 e 20, batizados de Demoiselle
(libélula ou senhorita, em francês), o inventor 
instalou asas inclinadas, que, na posição de 
decolagem, ofereciam o ataque necessário à
subida. O 20 foi o primeiro avião produzido em 
série. O projeto do Demoiselle foi publicado 
numa revista científica e oferecido a qualquer 
empresa que quisesse construí-lo.
A inventividade de Santos Dumont (Cont.)
Histórico do Vôo (Cont.)
�Desenhistas de aeronaves esforçaram-se para melhorar 
continuamente suas capacidades e características tais 
como alcance, velocidade, capacidade de carga, 
facilidade de manobra, dirigibilidade, segurança, 
autonomia e custos operacionais, entre outros. 
�Aeronaves passaram a ser feitas de materiais cada vez 
menos densos e mais resistentes. 
�Anteriormente feitas de madeira, atualmente, a grande 
maioria das aeronaves usa materiais como: alumínio, 
titânio e fibras de carbono. Recentemente, computadores 
têm contribuído muito no desenvolvimento de novas 
aeronaves e componentes.
A história da Aviação é Complexa
História da Aviação
• Em 1911, os italianos, durante sua guerra contra o Império Otomano 
pela posse da Líbia, se tornaram os primeiros a fazer uso militar do 
aeroplano, ao jogar granadas sobre tropas inimigas a partir de um 
monoplano de construção alemã.
O Império Otomano (turco otomano) foi um Estado que existiu entre 
1299 e 1922 e que no seu auge compreendia a Anatólia (parte da 
Turquia), o Médio Oriente, parte do norte de África e do sudeste 
europeu. Foi estabelecido por uma tribo de turcos oguzesno oeste da 
Anatólia e era governado pela dinastia Osmanlı. Fundado por Osman I 
(em árabe Uthmān, de onde deriva o nome "otomano"), nos séculos 
XVI e XVII. 
História da Aviação Militar
• Primeira guerra a usar aviões em missões de defesa, 
ataque e de reconhecimento.
• Começaram a utilizar aviões com dois passageiros.
• No começo da guerra, os aviões alcançavam uma 
velocidade que não passava de 110 km/h.Já no final da 
guerra, muitos já alcançavam 230 km/h, ou até mais.
• Invenção dos primeiros caças.
A AviaA Aviaçção na 1ão na 1ªª Guerra Mundial (28 de Guerra Mundial (28 de 
Julho de 1914 e 11 de Novembro de 1918.)Julho de 1914 e 11 de Novembro de 1918.)
História da Aviação Militar
• Russo, era projetista de aeronaves. Em 1913, construiu o 
primeiro bombardeiro quadrimotor.
IGOR SIKORSKY (1889-1972)
História da Aviação Militar
O O JunkersJunkers J1J1, de fabrica, de fabricaçção alemã, foi criado em 1915, e tornouão alemã, foi criado em 1915, e tornou--se a se a 
primeira aeronave a ser feita inteiramente de metal.primeira aeronave a ser feita inteiramente de metal.
História da Aviação Militar
BiplanoBiplano MF11MF11 do Francês Henry do Francês Henry FarmanFarman
História da Aviação Militar
O avião mais famoso da 1ª Guerra Mundial é o Sopwith Camel, 
creditado com mais vitórias aéreas do que qualquer outra aeronave 
Aliada, mas também famosa pelo seu controle difícil, responsável 
pela morte de vários pilotos novatos. 
História da Aviação Militar
• Maior produção de aeronaves e maior desenvolvimento de 
tecnologias aéreas.
• Algumas tecnologias desenvolvidas: os primeiros 
bombardeiros de longa distância, o primeiro avião a jato de 
uso prático e o primeiro caça a jato. 
A AviaA Aviaçção na 2ão na 2ªª Guerra Mundial (Guerra Mundial (1939 a 1945)
História da Aviação Militar
•• Os CaOs Caçças no comeas no começço da segunda guerra mundial, tinham o da segunda guerra mundial, tinham 
velocidade mvelocidade mááxima de atxima de atéé 480480 km/hkm/h e podiam voar ate podiam voar atéé um um 
teto (mteto (mááximo) de 9 mil metros de altitude. No final da ximo) de 9 mil metros de altitude. No final da 
guerra, caguerra, caçças jas jáá estavam voando a 640estavam voando a 640 km/hkm/h, com muitos , com muitos 
operando tetos de 12 mil metros.operando tetos de 12 mil metros.
Curiosidade
História da Aviação Militar
O Heinkel He 178 foi inovador, pela turbina a jato que substituiria os 
novos projetos secretos nazistas, visando aviões mais velozes, porém 
sobretudo que voassem muito mais alto, sua performance em 1939 era 
de 580Km/h, sendo o alcance de 200Km, mas de qualquer modo ele era 
apenas um banco de ensaio para o novo motor a jato He S3b.
Os Primeiros JatosOs Primeiros Jatos
História da Aviação Militar
O Me 262, o único caça a jato a participar da guerra, utilizaria pela 1º vez 
os motores Junkers Jumo 004( primeiro caça a reação e que representou 
uma revolução na indústria aeronáutica), que lhe proporcionavam uma 
performance de 870Km/h porém um alcance de 1,050km.
MesserschmittMesserschmitt Me 262Me 262
História da Aviação Militar
Velocidade máxima: 704 km/h
Teto máximo: 12.700 m
Sucesso dos bombardeiros pesados.
MUSTANG MUSTANG –– O melhor caO melhor caçça com motora com motor--pistãopistão
História da Aviação Militar
Principal caça da marinha japonesa durante toda a Segunda Guerra 
Mundial. Foi muito famoso também por ter sido o principal avião utilizado 
pelos Kamikazes, sendo considerado ainda hoje uma obra incrível de 
engenharia que marcou o início da tecnologia de alta precisão japonesa. 
Criado por Jiro Horikoshi.
Mitsubishi Mitsubishi A6MA6M ZeroZero
História da Aviação Militar
Avião de caça britânico mais famoso da Segunda 
Guerra Mundial e também o único caça aliado que 
operou durante todo o conflito.
SupermarineSupermarine SpitfireSpitfire
História da Aviação Militar
Avião foguete,colocado em operação em meados de 1944.
Foi testado como um planador.
Velocidade máxima 960 km/h (Mach:0,83) Teto máximo 12.100 m
MesserschmittMesserschmitt Me 163Me 163
História da Aviação Militar
• Maior avião em serviço durante a Segunda Guerra 
Mundial.
Boeing B-29.
História da Aviação Militar
O P1108 teria um aperfeiçoamento nas entradas de ar das asas, e o 
conceito criou o design da entrada de ar do Concorde.
A cauda em V, seria utilizada 35 anos mais tarde no F-117 Nighthawk, o 1º
avião Stealth do mundo, devido a não serem localizadas por feixes de radar 
Projetos Secretos NazistasProjetos Secretos Nazistas
História da Aviação Militar
PainPainééis de Aviões da Primeira Guerra e da Segunda is de Aviões da Primeira Guerra e da Segunda 
GuerraGuerra
História da Aviação Militar
KALININ K-7 
O mais incrível avião de guerra construuerra construíído da histdo da históória.ria.
Criado na RCriado na Rúússia por ssia por KonstantinKonstantin KalininKalinin em 1930.em 1930.
Voou 11 vezes antes de cair, matando 15 pessoas.Voou 11 vezes antes de cair, matando 15 pessoas.
Mais tarde Kalinin foi executado por StalinMais tarde Kalinin foi executado por Stalin
História da Aviação Militar
Naquela época a idéia era ter tantas hélices quanto 
possível para ajudar a impulsionar o avião.
O avião tem hélices nos 12 motores na frente e também 
na parte traseira das asas.
História da Aviação Militar
Vocês podem imaginar o que seria estar sentado nesta Vocês podem imaginar o que seria estar sentado nesta 
coisa quando os canhões disparassem?coisa quando os canhões disparassem?
História da Aviação
• Aviação Comercial:
– Pós Primeira Guerra Mundial
• “Era de ouro da Aviação”
• Período de grande desenvolvimento tecnológico;
• Aviões maiores e mais rápidos – podendo carregar 
mais carga e passageiros;
• Linhas aéreas começam a operar;
• Alumínio substitui a madeira;
• Impacto sócio-econômico;
História da Aviação
• A agência dos correios dos Estados Unidos usou antigas 
aeronaves militares para transportar correio. Por volta de 1927, a 
agência desistiu de operar tais vôos, e ao invés disto, passou a 
contratar linhas aéreas para este serviço; 
• Correios aéreos tiveram muita importância no desenvolvimento 
da aviação comercial;
• 1929 – Um dirigível dá a primeira viagem em torno do mundo, 
controlado por Graf Zeppelin;
• Os dirigíveis eram usados por numerosas linhas aéreas na 
Europa;
• 1930 - Linhas aéreas iniciam operações utilizando hidroplanos, 
que eram usadas principalmente para vôos transoceânicos. Um 
dos mais populares hidroplanos, foi o Boeing 314 Clipper, com a 
capacidade para carregar 74 passageiros.
História da Aviação
• Aviação Comercial
– Pós Segunda Guerra Mundial
• A aviação comercial passou a se desenvolver em 
um ramo à parte da aviação militar.
• Empresas produtoras de aviões passaram a criar 
aviões especialmente destinados à aviação civil
• Linhas aéreas pararam de usar aviões militares 
modificados para o transporte de passageiros. 
• Em alguns anos após o fim da guerra, várias 
linhas aéreas estavam estabelecidas no mundo.
História da Aviação
• Douglas DC-4 e o Lockheed
Constellation destacavam -
se entre os quadrimotores;
• De Havilland Comet - O 
primeiro avião à jato 
comercial, chegava a uma 
velocidade de 850 km/h ; 
• Dois acidentes em 1954, 
criaram grandes dúvidas 
quanto à segurança da 
aeronave (explosão em alto 
– mar).
História da Aviação
• 1958 – lançamento do Boeing 707, primeiro avião à jato de 
passageiros;
• Os modelos 727, 737 e 747 são derivados diretos do 
Boeing 707;
• O Boeing 737, é o avião comercial mais vendido e bem-
sucedido da história da aviação;
• O Boeing 747 (Jumbo), foi o primeiro Widebody (aeronaves 
com três fileiras de assentos);• Ele era capaz de transportar mais de 500 passageiros
História da Aviação
• O Boeing 747 foi o maior até 2005 com o lançamento do 
Airbus A380;
• 1962 – North American X-15, o primeiro avião a chegar a 
termosfera (acima de 90 km de altitude) e também o 
primeiro hipersônico (5x a velocidade do som);
• A partir da década de 70 inicou-se uma corrida à aviação 
comercial supersônica.
• Iniciaram com três projetos: Boeing 2707, o 
BAC/Aerospatiale Concorde e o Tupolev Tu-144.
História da Aviação
• O primeiro a voar, a bater a velocidade do som 
(Mach 1) e a duplicar esse feito (Mach 2) foi o Tupolev
Tu-144.
• Porém o primeiro voo comercial foi feito pelo 
BAC/Aerospatiale Concorde.
• O Concorde e o Tu-144 são as únicas aeronaves 
supersônicas comerciais até hoje desenvolvidas.
História da Aviação Brasileira
Iniciou-se a aviação comercial brasileira em 1927. 
A primeira empresa no Brasil a transportar 
passageiros foi a Condor Syndikat, com o 
Hidroavião D-1012 “Atlântico”, da Fabricante 
Dornier Wal.
História da Aviação Brasileira
A Nyrba foi, junto com a Aeropostale, uma das 
principais companhias aéreas brasileiras, entre a época 
de 20 e 30, com o hidroavião Consolidate Commodore.
História da Aviação Brasileira
A VASP foi a 1ª companhia aérea a operar com 
aviões de pouso em solo, em 1933. Sua primeira 
aeronave foi o JU-52 da Fabricante Junker e o 
Dragon DH-84 da Fabricante DeHavilland.
História da Aviação Brasileira
Em 1945 já operava com a Aeronave DC-3 da Fabricante 
McDonnell Douglas – resultado da fusão das empresas 
McDonnell e Douglas em 28/Abr/1968.
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
A História da Engenharia
OS PRIMÓRDIOS:
•O uso controlado do fogo representou uma ferramenta vital para a
sobrevivência do ser humano: A primeira evidência do uso proposital do 
fogo remonta a 400 mil e 200 mil anos na Hungria.
•Invenção da roda: A roda, segundo algumas hipóteses, a roda foi 
inventada na Ásia, há 6.000 anos, na Mesopotâmia talvez. Foi uma 
invenção de importância extraordinária, não só porque promoveu uma 
revolução no campo dos transportes e da comunicação, mas também 
porque a roda, com diferentes modificações, passou a fazer parte de 
numerosos mecanismos e contribuiu para um incrível impulso ao 
progresso humano. Como nasceu a idéia de se construir a roda? Talvez 
dos troncos que muitos povos, inclusive assírios e egípcios, colocavam 
sob grandes massas de pedra, a fim de que estas corressem melhor pelo 
terreno, quando queriam transportá-las.
•2000 A.C.: Invenção do alfabeto e o processo de fundição de metais.
A História da Engenharia
•Grandes obras da humanidade: Pirâmides de Queóps, Quéfren e 
Miquerinos, erguidas há aproximadamente 5.000 anos.
Pirâmides de Queóps:
•Base: quadrado com 233 m 
de lado
•Altura: 146,6 m
•Peso: 31.200.000 ton.
Como foram construídas???
Força de trabalho equivalente a cerca de 84 mil pessoas durante 20 anos 
utilizando-se 2.600.000 blocos gigantescos.
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
Arquimedes (287-212 A.C.)
• Arquimedes foi um proeminente matemático e 
inventor grego, escreveu importantes trabalhos 
sobre a geometria plana e sólida, aritmética e 
mecânica. Sem dúvida o maior gênio da 
Antigüidade clássica e um dos maiores de todos 
os tempos.
• Na matemática desenvolveu o Cálculo Integral.
• Na mecânica, definiu o princípio da alavanca 
sendo também creditado com a invenção da 
roldana. 
• Princípio de Arquimedes
• Inventou inúmeras máquinas de guerra e outras, 
para mecânica, hidráulica, astronomia, e para 
outros fins. Dentre as armas de guerra atribuídas 
a Arquimedes estão a catapulta e o, talvez 
legendário, sistema do espelho para focar os raios 
de sol sobre os barcos dos invasores e incendiá-
los.
• Morreu assassinado por um soldado Romano.
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
Leonardo da Vinci (1452-1519)
• Projetou a roda d´água horizontal cujo princípio 
foi usado na construção das turbinas hidráulicas.
• Iniciou em 1486 estudos a respeito das asas dos 
pássaros e, 10 anos depois, projetou os 
primeiros ornitópteros (aparelhos de asas 
batentes movidas a energia humana).
• Definiu o princípio do helicóptero e pára-quedas.
• Pintou a Última Ceia (1495-1497) e Mona Lisa 
(1503-1506).
• Fez o projeto urbanístico para a cidade de Milão, 
com uma rede de canais e um sistema de 
abastecimento de água e esgoto.
• Teve problemas com o Vaticano!
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
Galileu Galilei (1564-1642)
• Nasceu na cidade de Pisa em 1564, mesmo ano da 
morte do pintor e escultor Michelangelo e do 
nascimento do dramaturgo inglês William 
Shakespeare.
• É considerado o Pai da Física Moderna devido ao 
fato de ter reabilitado o método experimental.
• Contestou várias das idéias de Aristóteles, dentre 
elas a de que corpos pesados cairiam mais rápidos 
se largados de uma determinada altura.
• Deduziu a resistência à flexão de uma viga.
• Por ter afirmado que a Terra se move em torno do 
Sol, Galileu Galilei, um dos gênios da grande 
revolução científica do século XVII, foi preso e, sob 
ameaça de tortura, obrigado a uma retratação 
humilhante. Seu julgamento pelos tribunais da 
Inquisição é um dos grandes marcos negativos da 
história do pensamento. 
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
O Nascimento da Engenharia
O engenheiro surgiu no final do século XVIII como resultado de um processo de evolução 
milenar sendo fruto do desenvolvimento da matemática e da explicação dos fenômenos físicos.
Engenharia do Passado:
• Criação e aperfeiçoamento de 
dispositivos para aproveitamento de 
recursos materiais.
• Baseada no empirismo, isto é, pelas 
experiências e o conhecimento 
científico.
• Produtos dessa engenharia: 
armamentos, fortificações, estradas, 
pontes, canais, etc.
Engenharia do Presente:
• Capaz de resolver os mesmos 
problemas abordados pela 
engenharia do passado. Baseia-se, 
entretanto, na aplicação da ciência 
(matemática e física).
• Exemplo da máquina a vapor. 
Engenharia do passado: concepção 
e funcionamento enquanto 
Engenharia do Presente: Aplicação 
das leis da termodinâmica, 
transferência de calor, combustão, 
poluição, tensões térmicas.
××××
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
O homem na Lua (1969)
Em 1957, os soviéticos colocaram em órbita o 
primeiro objeto feito pelo homem, o Sputnik. Em 
abril de 1961, um russo tornou-se o primeiro 
homem a ir ao espaço, quando Yuri Gagarin
orbitou a Terra na Vostok I. Alan Sherpard foi ao 
espaço um mês depois de Gagarin, mas somente 
por 5 minutos, não podendo comparar com os 89 
minutos de Gagarin. Os Estados Unidos queriam 
ser o primeiro país a colocar um homem na Lua. 
A viagem à Lua iniciou-se no dia 16 de julho de 
1969 às 9:32 da manhã, no complexo 39 
plataforma de lançamento A, no Kennedy Space
Center, na Florida, EUA. Quando os motores do 
Saturno V foram ligados queimando toneladas de 
combustíveis. O lançamento da Apollo 11 seria o 
primeiro passo para o primeiro vôo tripulado a 
outro astro. 
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
Albert Einstein (1879-1955)
• Em 1895 não passou em um exame de admissão em 
engenharia elétrica na Escola de Engenharia de Zurique 
(Suíça).
• Obteve o doutorado em 1905 da Universidade de Munique.
• Em 1915 escreveu a versão final da Teoria da Relatividade.
• Em 1920 teve uma aula sua interrompida em Berlin por 
manifestantes anti-semitas.
• Em 1921 fez sua primeira visita ao EUA.
• Em 1921 ganhou o Prêmio Nobel por um trabalho publicado 
em 1905 que nada tinha a ver com a Teoria da Relatividade.
• Em 1935 fixou-se nos EUA como professor na Universidade 
de Princenton.• Possui escritos geniais abordando temas como religião, 
preconceito racial, guerra, dentre outros.
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
Alguns Fatos Marcantes para a Humanidade
•1783 ocorre o primeiro voo humano. Durante 25 minutos os irmãos
Montgolfier conseguiram manter um balão no ar.
•1790 o Francês De Siorac inventou a bicicleta.
•Até a invenção da máquina a vapor praticamente só se dispunha de 
duas máquinas como fonte de energia na Europa: a roda hidráulica e o 
moinho de vento, que quando muito ofereciam 10 cavalos de energia. 
A maior roda hidráulica de toda a Europa foi construída para servir às 
necessidades do Palácio de Versalhes na França, em 1682, durante o 
reinado de Luís XIV, funcionando bem chegava a produzir 75 cavalos de 
energia.
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
Alguns Fatos Marcantes para a Humanidade (Cont.)
•Em 1876, Alexandre Grahan Bell apresentava ao mundo um estranho 
aparelho em uma exposição na Filadélfia. 
Permitia transformar a voz humana em um sinal elétrico, fazê-la viajar através 
de fios e convertê-la novamente em som. 
Graham Bell convence D. Pedro II a utilizar o aparelho. Fica famosa também a 
primeira frase transmitida por telefone, dita por D. Pedro II" - Meu Deus, isto 
fala!" 
•1878 Thomas Edson inventa a lâmpada incadescente.
•Em 1885 foi inventado o automóvel movido à gasolina (Daimler e Benz).
•1898 foi inventado o rádio.
••••1903 os irmãos Wright efetuam o primeiro vôo sustentado c/ auxílio de 
catapulta.
•••• 1906 Alberto Santos Dumont efetua o primeiro vôo com um aparelho mais 
pesado que o ar.
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
Alguns Fatos Marcantes para a Humanidade (Cont.)
•O primeiro foguete com sistema de propelente líquido foi lançado no dia 16 
de março de 1926, em Auburn, Massachussets, nos EUA. A tecnologia, que 
mais tarde possibilitou a ida do homem ao espaço, foi desenvolvida pelo 
doutor Robert H. Goddard (1882-1945), que construiu um foguete de três 
metros de comprimento e 4,5 quilos de peso (já com combustível) para 
comprovar sua eficiência. A nave voou a uma altura de 12 metros utilizando 
como combustível gasolina e oxigênio líquido.
•O primeiro computador surgiu em 1941 e se chamava Z3. O aparelho foi 
construído pelos alemães e tinha como principal função a codificação de 
mensagens. 
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
Invenções
Motores radiais são usados em aviões, possuindo
uma hélice conectada ao eixo que disponibiliza a 
potência para produzir o empuxo necessário para
mover um avião. 
Os motores a Vapor utilizados nas locomotivas
mais antigas eram baseados no princípio da
reciprocidade, conforme mostrado ao lado. 
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
Invenções
Mecanismo de Transmissão Manual (Caixa de Câmbio)
O mecanismo também chamado de "Palanca de Mudanças" é 
largamente utilizado em automóveis para troca de engrenagens de 
tração de forma manual.
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
Invenções
Sistema de Torpedos em
Destroyers
Este mecanismo é utilizado em
navios Destroyers para
operações militares.
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
Invenções
Motor Rotativo
Também chamado de motor Wankel, é um motor de combustão interna
que possui um desenho único de conversão de pressão em rotação em
vez de pistões recíprocos.
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
Classificação das Aeronaves
Classificação quanto
ao processo de 
sustentação
Sustentação 
Aerostática ("mais
leves que o ar")
Sustentação 
Aerodinâmica ("mais
pesado que o ar")
Sem meios 
próprios de 
propulsão
Com meios 
próprios de 
propulsãoc
Balões Cativos
Balões Livres
Dirigíveis
Sem meios 
próprios de 
propulsão
Com meios 
próprios de 
propulsãoc
Planadores
Aviões 
Helicópteros
Girocópteros
Convertiplanos
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
Tecnologias Associadas
A. Aerodinâmica – inclusão da aerodinâmica de alta 
velocidade (Transônica Supersônica e Hipersônica). 
B. Propulsão – motores foguetes e motores a jato.
C. Estruturas – células finas e metálicas exigiram o 
desenvolvimento de novas ligas como o alumínio, 
magnésio, titânio e ligas de aço. Também houve 
necessidade de desenvolvimento dos materiais compostos 
como elastômeros, fibras de vidro, kevlar, fibras de 
carbono e etc... [menor peso e maior resistência].
D. Estabilidade – conjuntos mais estáveis que os 
anteriormente desenvolvidos.
E. Controle – controle mais eficientes e precisos.
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
A velocidade Mach ou Mach (Ma) é uma unidade de medida de velocidade. É
definida como a relação entre a velocidade do objeto e a velocidade do som:
M = Vo / Vs
onde:
M é o número Mach 
Vo é a velocidade média relativa do objeto 
Vs é a velocidade média do som 
A nomeação desta velocidade se deu em homenagem ao físico e filosófo 
austríaco Ernst Mach que publicou em 1877 a sua teoria de um corpo 
capaz de ultrapassar a velocidade do som. Um Mach (Ma), possui a
velocidade de 1.224 km/h, sendo considerada a velocidade mínima para 
que qualquer corpo consiga ultrapassar a barreira do som. Para que os 
físicos pudessem fazer cálculos mais precisos foram criados 5 categorias 
de velocidade para determinar em que velocidade está o corpo:
• Subsônica: Ma < 1 
• Transônica: 0.8 < Ma <1.2 
• Sônica: Ma = 1 
• Supersônica: Entre 1.2 Ma e 5 Ma 
Hipersônica: Ma > 5 
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
Velocidade Supersônica 
1. Subsônico
2. Mach 1
3. Supersônico
4. Onda de choque
Aeronave F/A-18 Hornet
rompe a barreira do som 
O som, como sabemos, viaja através de ondas, usando um meio de propagação, 
no nosso caso o ar. Essas ondas, chamadas ondas de pressão, desenvolvem-se 
da mesma maneira quando jogamos uma pedra sobre um lago.
É o que ocorre com um emissor de som, como o avião. A velocidade de 
propagação dessas ondas é o que chamamos de velocidade do som, que ao 
nível do mar em condições de atmosfera padrão é de 1.224 km/h.
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
Ciências Básicas Envolvidas 
Ciências Básicas Envolvidas 
Física Química
Matemática
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
Ciências Relacionadas à Engenharia
Ciências Relacionadas à Engenharia
Ciências dos Materiais
Mecânica dos Sólidos
Resistência dos Materiais
Termodinâmica Mecânica dos Fluidos
Eletrônica
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
Grupos que Colaboram no Desenvolvimento do Produto
Necessidade do Cliente
FuselagemHidráulica
Aerodinâmica
Traçagem
Fabricação
Estruturas
Eletrônica
Custos
Comandos Propulsão
Introdução à Engenharia Aeronáutica e Espaço
aeronave
(aircraft)
qualquer máquina ou dispositivo que transporta peso
(mais leve ou mais pesada que o ar) projetada para 
se suportar no ar, seja por flutuação ou por meio de 
ação dinâmica
aeródino
(aerodyne)
classe de aeronave mais pesada que o ar que deriva
sua sustentação em vôo principalmente das forças 
aerodinâmicas
avião (airplane,
aeroplane)
subconjunto dos aeródinos, especificamente, uma
aeronave de asa fixa propulsada mecanicamente,
mais pesada que o ar, suportada por força de reação
do ar atuando em suas asas
aerodinâmica
(aerodynamics)
ciência que lida com o movimento do ar e outros
gases fluidos e com força atuando nos corpos quando 
esses estão em movimento relativo com o fluido
Nomenclatura Aeronáutica
aerostato
(aerostat)
classe de aeronave mais leve que o ar que se
suporta no mesmo principalmente através de
flutuação advindas de forças aerostáticas
dirigível
(airship)
subconjunto dos aerostatos, particularmente um
aerostato munidode sistema de propulsão e de
meios de controle da direção de movimento
aerostática
(aerostatics)
ciência que lida com o equilíbrio de gases fluidos 
e de corpos neles imersos
aeronáutica
(aeronautics)
a ciência e a arte de projetar, construir e operar
aeronaves
Nomenclatura Aeronáutica (Cont.)
Dimensões e Unidades
� Na Engenharia estamos sempre medindo algo, 
comprimento, temperatura, pressão etc. Mas o que é
medir? 
�Medir nada mais é do que fazer uma comparação. 
�Quando meço o comprimento de um duto, por 
exemplo, 5 metros, na verdade estou comparando o 
comprimento daquele duto com um padrão de 
comprimento chamado Metro, então o meu duto é 5 
vezes maior do que o comprimento de algo chamado 
metro .
Dimensões e Unidades
� Já que medir é comparar, quando quisermos medir 
algo podemos comparar com qualquer coisa. Assim, 
posso dizer que eu tenho uma altura de 9 palmos (de 
minha mão direita), mais 2 caixas de fósforos, (de 
comprido), e 5 larguras de palitos de fósforos, da 
mesma caixa. 
�Outro exemplo: O rei George III da Inglaterra decidiu 
que o galão, medida de volume padrão para 
comparação, deveria ser igual ao volume do seu 
urinol. Vem daí o “galão imperial”. Ele enviou o urinol 
de sua esposa para as colônias para servir de padrão. 
E vem daí o “galão americano”. 
�É preciso racionalizar os padrões para comparação.
Dimensões e Unidades
� Repare como o sistema métrico decimal é mais 
racional que o sistema anglo-saxão (inglês) de 
medidas de comprimento:
�1 polegada (25,4 mm) deve ser igual ao 
comprimento de três grãos de cevada alinhados.
�1 jarda (0,914 m) deve representar a distância entre 
a ponta do nariz e o polegar, com o braço estendido, 
do rei Henrique I, Século XII;
�1 pé igual a 12 polegadas (0,305 m).
Sistema que os Ingleses tentaram impor ao mundo e 
quase conseguiram.
Dimensões e Unidades
�Para a massa ou o peso padrão com o qual podemos 
fazer comparações? 
Podemos eleger qualquer coisa como um padrão de peso, 
por exemplo: 
�700 grãos de trigo que por ordem do rei Henrique VIII no 
século XVI, na Inglaterra, seria o peso padrão ou a libra. 
Mas era uma unidade muito grande para ser utilizada na 
pesagem de ouro ou prata, por isso ele dividiu a 
libra(0,435kg ) em 16 partes dando o nome de onça! Ainda 
hoje a onça é utilizada para o ouro. 
Dimensões e Unidades
� Dimensões: diretamente relacionadas a propriedades físicas; 
independentes de esboço que denote sua medida.
�� quantidade de matéria: dimensão de massa (mass)
�� tamanho físico: dimensão de comprimento (length)
� Unidades: esquema particular, arbitrário, convencionado;
denotam magnitude da propriedade física.
�� massa de matéria num pedaço de metal: expressa em quilogramas
(kilograms) 
�� comprimento entre as pontas das asas (envergadura) de um avião:
metros (meters) ou pés (feet)
�� Unidades dependem da convenção que se está seguindo, conhecida 
como sistema de unidades.
Dimensões e Unidades (Cont.)
� Dimensões básicas e derivadas:
�� Básicas ou primárias: comprimento, massa, tempo, temperatura.
Abreviaturas: L, M, T, θ.
�� Dimensões derivadas: combinações entre dimensões primárias.
�� Sistemas de Unidades:
�
� Sistema Internacional de Unidades, SI (International System, IS)
�� Sistema de Engenharia Britânico (British Engineering System of
Units, BES).
OBS: A NASA produz seus relatórios nos dois sistemas de medidas.
�
Dimensões e Unidades (Cont.)
Grandeza
(Dimensão)
Unidade Símbolo
mass (M) Kilogram kg
lenght (L) Meter m
time (T) Second s
temperature (θ) Kelvin K
Unidades básicas do SI
Sistemas de Coordenadas
Vetores, Escalares e Sistema de Referência
• Grandezas Vetoriais Utilizadas => (Ex: Força, Velocidade, Aceleração, 
Sustentação e Arrasto)(possuem - direção e sentido)
• Grandezas Escalares Utilizadas => (Ex: Massa, Comprimento, Densidade, 
Energia e Potência)
Os Sistemas utilizados são dois;
A) Um sistema de referência fixo no ar/terra e o avião. 
B) Uma sistema de referência dentro do avião.
3.3.2. Sistema de Coordenadas
Sistema de Eixos do Corpo => Eixo de dentro do avião, considera-se o eixo X
apontando para o centro do nariz do avião, eixo Y direcionado para asa direita, 
eixo Z é para baixo. 
Neste caso a origem do sistema é o CG (Centro de Gravidade) da aeronave.
Sistemas de Coordenadas
Sistema de Coordenadas (Cont.):
• Roll (movimento no eixo longitudinal), Pitch (movimento no eixo lateral) e Yaw
(movimento no eixo perpendicular).
Sistema de Eixos do Vento => É um sistema de eixos com sua origem de seu 
sistema no CG, o eixo Y apontando para asa direita, o Z para baixo e o X para 
direção do fluxo do vento incidente.
x
z
y
CG
Sistemas de Eixos do Avião
x
z
y
CG
CG = Centro de Gravidade
Eixo Lateral
Eixo Longitudinal
Eixo Perpendicular
Arfagem (Pitch)
Comando do Profundor
Comando do Leme
Yaw (Guinada)Roll (Rolamento)
Comando dos ailerons
Atmosfera, ventos, turbulência e umidade. 
Conhecimento da atmosfera: importante para prever o desempenho das aeronaves 
em diferentes níveis de vôo e em diferentes cenários operacionais.
A atmosfera existe sobre a terra a até 90 km de altitude, ventos flutuantes e 
turbulência mantém o ar misturado nas mesmas proporções e sua composição 
básica é de 78,1% de N2, 20,9% de O2, 0.9% de Ar e os demais consistem de traços 
de argônio, neon, criptônio e o mais importante componente, o vapor d’água.
A mistura de vapor d’água no ar pode ser medida por um instrumento chamado 
psicrômetro.
HOMOSFERA (Mesma Composição Química) – Abaixo de 90 km
Troposfera – até 20 km (temperatura: média 15ºC , diminui em média 6,5ºC /1.000 
metros) é o nível mais baixo da nossa atmosfera vai da superfície da terra até a 
estratosfera. A troposfera contém vapor d’água que causa a formação de nuvens e 
correntes verticais de ar e é responsável em grande parte pelo que denominamos de 
clima. Na troposfera a temperatura diminui com a altitude.
AtmosferaAtmosfera
Atmosfera, ventos, turbulência e umidade. 
TROPOPAUSA
É o limite entre a TROPOSFERA e a ESTRATOSFERA, e é aonde a queda de 
temperatura com o aumento da altitude, deixa de ocorrer.
ESTRATOSFERA – até 50 km (temperatura: -50 a 10ºC) altitude utilizada pelos 
jatos – camada de ozônio. Acima da Troposfera o ar é extremamente rarefeito, 
com temperatura constante de – 67.7 0F(-55.60C).
MESOSFERA – de 50 km até 90 km (temperatura: varia entre -10ºC e -100ºC) não 
há gases nem nuvens para absorver a energia solar.
HETEROSFERA (Difere na Composição Química) – Acima de 90 km
Termosfera – de 90 km até 500 km (temperatura: 1.000 ºC)
Exosfera – Acima de 500 km (predominância do Vento Solar) antecede o espaço 
sideral (temperatura: 1.000 ºC)
AtmosferaAtmosfera
Atmosfera, ventos, turbulência e umidade. 
A Natureza das Camadas AtmosfA Natureza das Camadas Atmosfééricasricas
� Ionosfera (ionosphere) 
Inicia na mesosfera
�� Maioria dos vôos: realizados
na troposfera.
�� Modelo da atmosfera padrão
(US Standard Atmosphere,
1962) (International Standard
Atmosphere - ISA):
•� Ar: gás perfeito em
repouso. (sem poeira,
umidade e vapor d’água)
•� Variação da temperatura,
densidade, pressão e
velocidade do som de
acordo c/ as camadas.
Atmosfera, ventos, turbulência e umidade. 
Ventos (Ventos (WindsWinds))
Movimento de Larga Escala => Ventos (há necessidade de correção para 
atingir um determinado tempo, maior consumo de combustível – há necessidade 
de se conhecer a velocidade do avião e a velocidade do vento).
Curva Estatística do Vento => A altura onde se encontram os ventos de maior 
velocidade são as de entre 8 km (27000 ft) e 14 km (37000 ft) Icing (gelo), Fog 
(neblina), Snow (neve) e Hail (granizo). Deste modo teremos que nosafastar 
desta altitude por baixo ou por cima. Outros fatores mencionados acima são as 
turbulências (Downdrafts e Uprafts). Os Downdrafts tem o poder de jogar a 
aeronave para baixo e os Uprafts tem o poder de jogar a aeronave para cima.
Os meteorologistas descobriram que nas nuvens cúmulo-nimbos, de onde cai o 
granizo, alançam a altura de 25,000 a 30,000 Pés (7.52 a 9.12 Km), como se 
fossem montanhas 
Turbulência (Turbulência (TurbulenceTurbulence))
Movimento de Pequena Escala => Turbulência (fadiga estrutural, falha 
estrutural e uma excessiva falta de controle do avião).
Atmosfera, ventos, turbulência e umidade. 
Ao nível do mar temos;
Grandezas Valores Padrão ao Nível do Mar
Pressão Po = 1.01325 x 105 N/m2
Densidade ρo = 1.225 kg/m3
Temperatura To = 288.15 K = 15 oC 
Aceleração da 
Gravidade
go = 9.807 m/s = 32.2 ft/s2
Velocidade do Som ao = 340.294 m/s = 1116 ft/s
Estes valores são utilizados entre –5000 km (abaixo do nível do mar) a 20000 km.
• As tabelas da (ISA – International Standand Atmosphere) ou (ICAO – International 
Civil Aviation Organization) apresentam as curvas e tabelas de densidade, pressão, 
temperatura, velocidade do som e viscosidade cinemática, tanto em unidades do 
sistema internacional quanto em unidades do sistema britânico de referência.
• A ICAO elencou um conjunto de condições padrão (acima citado) que são usados 
para todos os cálculos aerodinãmicos.
Atmosfera, ventos, turbulência e umidade. 
Atmosfera Real : Umidade Atmosfera Real : Umidade 
�Presença de água no ar (na forma líquida ou vapor):
�� não é levada em consideração no ar seco de que trata a atmosfera-
padrão
�� afeta a aeronave de diversas formas:
�� precipitação como gelo (icing) nas asas;
�� visibilidade zero sob neblina (fog) ou neve (snow)
�� danos físicos causados por granizo (hail).
�
�Vapor d’agua (water vapor): menos denso que o ar seco. Com isso, o ar 
úmido (contendo vapor d’agua) é menos denso que o ar seco.
�
�Uma aeronave requer uma distância maior para decolar em dias em que a 
umidade do ar é maior, se comparada a dias mais secos, em que o ar está
mais denso.
Atmosfera, ventos, turbulência e umidade. 
Densidade do ArDensidade do Ar
�Densidade do ar (air density): fator importante na sustentação, 
arrasto e potência disponível do motor
�� depende da temperatura e da pressão locais.
�� a partir da densidade, a distância de decolagem e a potência
disponível podem ser determinadas.
�
�Pressão local: importante em aeronave que utiliza altímetros de 
pressão.
�
�Há muitos efeitos no projeto e desempenho da aeronave causados 
pela atmosfera real,non-standard, mas a atmosfera-padrão continua 
ainda a ser uma referência básica no âmbito do projeto preliminar de 
uma aeronave.
Atmosfera, ventos, turbulência e umidade. 
Viscosidade e CompressibilidadeViscosidade e Compressibilidade
•Apesar de pequena, a viscosidade do ar tem importantes efeitos na 
sustentação e no arrasto das aeronaves. 
•Com relação a compressibilidade. Para escoamentos subsônicos com 
velocidade abaixo de 150 m/s (540 km/h) sobre uma aeronave, o ar
pode ser tratado como incompressível. Em altas velocidades, no 
entanto, os efeitos de compressibilidade devem ser levados em 
consideração.