Teória de voo 1 (1)

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Apostila 2013| Ramón Eduardo Pereira Silva, M Sc. 
Universidade de Taubaté 
ESPECIALIZAÇÃO 
EM ENGENHARIA 
AERONÁUTICA TEORIA DE VÔO 
 
Teoria de Vôo 
Especialização em Engenharia Aeronáutica - 2013 
Prof. Ramón Silva 
 
 
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“Não se espante com a altura do vôo. Quanto mais alto, mais longe do perigo. 
Quanto mais você se eleva, mais tempo há de reconhecer uma pane. É quando se está 
próximo do solo que se deve desconfiar" 
Alberto Santos=Dumont 
“O avião voa porque não tem tempo para cair” 
Orville Wright 
 
“É possível voar sem motores, mas não sem conhecimento e habilidade” 
 Wilbur Wright 
 
 
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Especialização em Engenharia Aeronáutica - 2013 
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Índice 
1. Breve História do Vôo .......................................................................................... 2 
1.1. A lenda de Dédalo e Ícaro ..................................................................................................... 2 
1.2. Leonardo da Vinci ................................................................................................................. 3 
1.3. Balões ................................................................................................................................... 4 
1.4. Aerodinâmica, Controle e Propulsão .................................................................................... 6 
2. Introdução às Aeronaves ................................................................................... 17 
2.1. Conceitos ............................................................................................................................ 17 
2.2. Configurações de Fuselagem .............................................................................................. 21 
2.3. Configurações de Trem de Pouso ........................................................................................ 25 
2.4. Configurações de Asa ......................................................................................................... 32 
2.5. Configurações de Cauda ..................................................................................................... 48 
2.6. Configurações de Motores .................................................................................................. 59 
3. Motores Aeronáuticos ....................................................................................... 67 
3.1. Propulsão ............................................................................................................................ 67 
3.2. Ação e reação ..................................................................................................................... 67 
3.3. Motores a Pistão ................................................................................................................. 67 
3.4. Motores a Reação ............................................................................................................... 76 
3.5. Motores Experimentais ....................................................................................................... 82 
4. Aerodinâmica .................................................................................................... 86 
4.1. Introdução .......................................................................................................................... 86 
4.2. Aerofólios ............................................................................................................................ 87 
4.3. Princípio de Benoulli e Tubo de Venturi .............................................................................. 91 
4.4. Forças Aerodinâmicas ......................................................................................................... 95 
4.5. Asa .................................................................................................................................... 105 
4.6. Aumento de Sustentação .................................................................................................. 117 
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5. Comandos de Vôo ............................................................................................ 131 
5.1. Eixos de Rotação ............................................................................................................... 131 
5.2. Aeronaves de Asa Fixa ...................................................................................................... 132 
6. Estabilidade, Peso e Balanceamento ................................................................ 145 
6.1. Estabilidade ...................................................................................................................... 145 
6.2. Estabilidade Longitudinal ................................................................................................. 147 
6.3. Estabilidade Lateral .......................................................................................................... 152 
6.4. Estabilidade Direcional ..................................................................................................... 158 
6.5. Acoplamento direcional e lateral ...................................................................................... 161 
6.6. Peso e Balanceamento...................................................................................................... 164 
6.7. Efeitos de Peso e Centro de Gravidade ............................................................................. 164 
6.8. Tipos de Peso .................................................................................................................... 167 
6.9. Cálculo do Peso ................................................................................................................. 170 
6.10. Cálculo do Centro de Gravidade ................................................................................... 173 
6.11. Envelope do Centro de Gravidade ................................................................................ 175 
7. Asas Rotativas ................................................................................................. 179 
7.1. Vôo em Potência ............................................................................................................... 182 
7.2. Vôo Vertical ...................................................................................................................... 186 
7.3. Vôo a Frente ..................................................................................................................... 186 
7.4. Vôo Lateral ....................................................................................................................... 190 
7.5. Vôo a Ré ............................................................................................................................ 191 
7.6. Efeito Cone ........................................................................................................................ 191 
7.7. Efeito Solo ......................................................................................................................... 192 
7.8. Dissimetria de sustentação ............................................................................................... 193 
7.9. Auto-rotação..................................................................................................................... 199 
7.10. Comandos de Vôo ........................................................................................................ 202 
 
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Índice de Ilustrações 
Figura 1.1 – A queda de Ícaro. ................................................................................................................ 3 
Figura 1.2 – Ornitóptero (a) e Helicóptero (b) de Da Vinci ...................................................................... 4 
Figura 1.3 – Barco voador de Francesco de Lana .................................................................................... 4 
Figura 1.4 – Passarola de Bartolomeu de Gusmão ................................................................................. 5 
Figura 1.5 – Balão de Montgolfier .......................................................................................................... 5 
Figura 1.6 – Balão de hidrogênio de Charles .......................................................................................... 6 
Figura 1.7 – Mechanics Magazine com o planador de Cayley ................................................................. 7 
Figura 1.8 – Avião de Henson ................................................................................................................. 8 
Figura 1.9 – Dirigível de Guiffard ............................................................................................................ 9 
Figura 1.10 – Planador de Lilienthal ..................................................................................................... 10 
Figura 1.11 – Aeródromo de Langley .................................................................................................... 11 
Figura 1.12 – Avion III de Clement Ader ............................................................................................... 11 
Figura 1.13 – Santos=Dumont número 6 .............................................................................................. 12 
Figura 1.14 – Flyer dos Irmãos Wright .................................................................................................. 14 
Figura 1.15 – 14-Bis de Santos=Dumont ............................................................................................... 15 
Figura 2.1 – Principais dimensões do avião (EMBRAER KC 390)............................................................ 17 
Figura 2.2 – Partes principais do avião (EMBRAER CBA-123) ................................................................ 18 
Figura 2.3 – Partes principais do helicóptero (Bell UH-1H) ................................................................... 18 
Figura 2.4 – Eixos de rotação do avião (Embraer AEW&C) ................................................................... 20 
Figura 2.5 – Fuselagem (Airbus A300 – 608ST Beluga) ......................................................................... 21 
Figura 2.6 – Fuselagem (Chinook HC3) ................................................................................................ 22 
Figura 2.7 – Estrutura tubular .............................................................................................................. 23 
Figura 2.8 – Avião com estrutura monocoque (Sukhoi Su-29) .............................................................. 24 
Figura 2.9 – Avião com estrutura semi-monocoque (North American Mustang P-51) .......................... 24 
Figura 2.10 – Trem de pouso: (a) Antonov 225 (b) Airbus A380............................................................ 25 
Figura 2.11 – Avião com trem de pouso convencional (De Havilland DHC-3T) ...................................... 26 
Figura 2.12 – Avião com trem de pouso triciclo (EMB 314 - ALX) .......................................................... 26 
Figura 2.13 – Avião com trem de pouso biciclo (McDonnell Douglas – Harrier AV8) ............................ 27 
Figura 2.14 – Avião com flutuadores (Cessna C182 Seaplane) .............................................................. 27 
Figura 2.15 – Avião anfíbio (Beriev - Albatross A42 Mermaid) ............................................................ 28 
Figura 2.16 – Avião com esquis (Bellanca Citagria 7GCBC) ................................................................... 28 
Figura 2.17 – Helicóptero com trem de pouso triciclo (Agusta Westland AW139) ................................ 29 
Figura 2.18 – Helicóptero com trem de pouso de esqui (Helibras AS350 B2 Esquilo) ............................ 29 
Figura 2.19 – Avião com trem de pouso fixo (Embraer Ipanema) ......................................................... 30 
Figura 2.20 – Avião com trem de pouso retrátil (Embraer Phenom 300) ............................................. 31 
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Figura 2.21 – Avião com trem de pouso escamoteável (Embraer EMB 120- Brasília) ............................ 31 
Figura 2.22 – Avião asa baixa cantilever (Embraer Phenom 300) ......................................................... 33 
Figura 2.23 – Avião asa média cantilever (Lockheed P-2H Neptune) .................................................... 34 
Figura 2.24 – Avião asa alta cantilever (Antonov 225 - Mryia) ............................................................. 34 
Figura 2.25 – Avião asa alta semi-cantilever (Cessna 182 Skylane) ....................................................... 35 
Figura 2.26 – Avião asa pára-sol (Consolidated PBY Catalina) .............................................................. 35 
Figura 2.27 – Avião asa gaivota (North American B-25 Mitchell Barbie III) ........................................... 36 
Figura 2.28 – Avião asa gaivota invertida (Vought F4U Corsair) .......................................................... 36 
Figura 2.29 – Avião asa biplana (Christen Eagle) .................................................................................. 37 
Figura 2.30 – Avião asa triplana Fokker Dr.I (a) Sopwith Camel (b) ...................................................... 38 
Figura 2.31 – Avião asa elíptica (Supermarine Spitfire) ........................................................................ 39 
Figura 2.32 – Avião asa retangular (Fairchild AU23A Peacemaker) ...................................................... 39 
Figura 2.33 – Avião asa trapezoidal (Embraer EMB 312 – Tucano) ....................................................... 40 
Figura 2.34 – Avião com enflechamento positivo (Mikoyan-Gurevich MiG-15) .................................... 40 
Figura 2.35 – Avião com enflechamento negativo (Grumman X-29) ..................................................... 41 
Figura 2.36 – Avião com enflechamento variável (Grumman F-14 Tomcat) .......................................... 41 
Figura 2.37 – Avião com asa em delta (Avro Vulcan) ............................................................................ 42 
Figura 2.38 – Avião com asa em diedro positivo (North American P51 Mustang) ................................. 42 
Figura 2.39 – Avião com asa em diedro negativo (McDonnell Douglas – Harrier AV8) ......................... 43 
Figura 2.40 – Helicóptero com rotor convencional (Robinson R66) ...................................................... 44 
Figura 2.41 – Helicóptero com rotores laterais (Kaman HH43-Huskie) ................................................. 44 
Figura 2.42 – Helicóptero com rotor contra-rotativo (Kamov KA50) .................................................... 45 
Figura 2.43 – Helicóptero com jatos na ponta do rotor (McDonnell XH-20) ...................................... 46 
Figura 2.44 – Helicóptero com rotores em tandem (Boeing CH-46 Sea Knight) .................................... 47 
Figura 2.45 – Tiltrotor (Osprey V22) ..................................................................................................... 47 
Figura 2.46 – Configuraçãocom Canard de controle (VariEze) ............................................................. 48 
Figura 2.47 – Configuração Três Asas (Piaggio Avanti P180) ................................................................. 49 
Figura 2.48 – Configuração Tandem (Scaled Composites Proteus) ....................................................... 49 
Figura 2.49 – Configuração Asa Voadora (Northrop-Crumman B2 Spirit) ............................................. 50 
Figura 2.50 – Cauda Convencional (AirBus A340) ................................................................................. 51 
Figura 2.51 – Cauda em T (Embraer Legacy 650) .................................................................................. 51 
Figura 2.52 – Cauda Cruciforme (Grumman P16 Tracker) ..................................................................... 52 
Figura 2.53 – Cauda em T (Aérospatiale Fouga Magister) ..................................................................... 52 
Figura 2.54 – Cauda em Y (NASA Ikhana) ............................................................................................. 53 
Figura 2.55 – Cauda em Y Invertido (McDonell Douglas F-4 Phantom) ................................................. 53 
Figura 2.56 – Cauda em V invertido (NASA Predator) .......................................................................... 54 
Figura 2.57 – Cauda em H (Fairchild A10 Thunderbolt) ........................................................................ 55 
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Figura 2.58 – Cauda Dupla (Grumman F-14 TomCat) ............................................................................ 55 
Figura 2.59 – Cauda Tripla (Lockheed Constellation) ............................................................................ 56 
Figura 2.60 – Configuração Cauda Bifurcada (Lockheed P38- Lightning) ............................................... 56 
Figura 2.61 – Cauda em Anel (Miller JM-2) ........................................................................................... 57 
Figura 2.62 – Cauda Convencional (Bell 204) ........................................................................................ 57 
Figura 2.63 – Cauda Fenestron (Eurocopter HH-65 Dolphin) ................................................................ 58 
Figura 2.64 – Cauda NOTAR (MD250) ................................................................................................... 58 
Figura 2.65 – Motor a Pistão em V North American Mustang P-51(a) e radial Vough F4U Corsair. ....... 59 
Figura 2.66 – Turbojato (Aerospatiale BAC Concorde).......................................................................... 60 
Figura 2.67 – Turbofan (Embraer Lineage 1000) ................................................................................... 60 
Figura 2.68 – Turbohélice (Pilatus PC6) ................................................................................................ 61 
Figura 2.69 – Ramjet (Lockheed SR 71 - Blackbird) ............................................................................... 61 
Figura 2.70 – prop-fan (Antonov AN-70) .............................................................................................. 62 
Figura 2.71 – Monomotor a pistão (Cessna 162 Skycatcher) ................................................................ 63 
Figura 2.72 – Turbojato Bi-Motor (Northrop F-5 Tiger)......................................................................... 64 
Figura 2.73 – Turbojato tri-motor (McDonnell Douglas MD-11) ........................................................... 64 
Figura 2.74 – Turbofan quadrimotor (Boeing 747) ............................................................................... 65 
Figura 2.75 – Aeronave com oito motores turbojato. (Boeing B-52 Stratofortress) .............................. 65 
Figura 3.1 – Fases do motor quatro tempos. ........................................................................................ 68 
Figura 3.2 – Motor dois tempos ........................................................................................................... 70 
Figura 3.3 – Motor Ranger L-440 (a) seis cilindros invertidos, refrigerado ar usado no Fairchild PT-19 
(b) ............................................................................................................................................... 71 
Figura 3.4 – Motor Rolls-Royce Merlin V-12 (a) de Havilland D.H.98 Mosquito (b) .............................. 72 
Figura 3.5 – Motor de cilindros opostos horizontalmente Lycoming O-540-J3A5D ............................... 73 
Figura 3.6 – Motor radial Pratt & Whitney R-2800 (a) utilizada pela aeronave Republic P-47D 
Thunderbolt (b) .......................................................................................................................... 74 
Figura 3.7 – Motor rotativo Gnome (a) Nieuport 28C.1. (b) ................................................................. 75 
Figura 3.8 – Analogia entre motor alternativo e turbina a gás ............................................................. 76 
Figura 3.9 – Turbojato esquemático ..................................................................................................... 77 
Figura 3.10 – Motor turbojato Rolls-Royce Olympus (a) que equipa o BAC Concorde (b) ..................... 77 
Figura 3.11 – Turbo-hélice esquemático............................................................................................... 78 
Figura 3.12 – Turboprop Pratt&Wittney PT6A (a) que equipa o Embraer EMB 314 Super Tucano (b)... 78 
Figura 3.13 – Turbofan esquemático .................................................................................................... 80 
Figura 3.14 – Turbofan Rolls-Royce Trent 900 (a) que equipa o Airbus A380 (b) .................................. 80 
Figura 3.15 - Esquemático Ramjet ........................................................................................................ 81 
Figura 3.16 - Pratt & Whitney J58 (a) que equipa o Lockheed SR 71 Blackbird (b) ................................ 81 
Figura 3.17 – Turboeixo esquemático ................................................................................................. 82 
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Figura 3.18 – Propfan esquemático ...................................................................................................... 83 
Figura 3.19 – Propfan GE36 (a) que equipa o McDonnell-Douglas MD81 (b) ........................................ 83 
Figura 3.20 – Analogia entre o motor Wankel e o motor alternativo quatro tempos. .......................... 84 
Figura 3.21 – Motor Wankel Mazda 12A (a) e montado em uma aeronave Lancair (b) ....................... 85 
Figura 4.1 – Resistência ao avanço ....................................................................................................... 86 
Figura 4.2 – Seção transversal da asa. .................................................................................................. 87 
Figura 4.3 – Elementos do aerofólio ..................................................................................................... 87 
Figura 4.4 – Elementos que definem o aerofólio .................................................................................. 88 
Figura 4.5 – Exemplos de aerofólios ..................................................................................................... 90 
Figura 4.6 – Perfil aerodinâmico simétrico ........................................................................................... 90 
Figura 4.7 – Tubo de Venturi ................................................................................................................92 
Figura 4.8 – Fluxo de ar no perfil aerodinâmico. .................................................................................. 93 
Figura 4.9 – Tubo de Venturi Imaginário .............................................................................................. 93 
Figura 4.10 – Campo de pressão estática no aerofólio ......................................................................... 94 
Figura 4.11- Pressão diferencial (Bernoulli) e ação e reação (Newton) ................................................. 95 
Figura 4.12 – Resultante aerodinâmica. ............................................................................................... 95 
Figura 4.13 – Componentes da resultante aerodinâmica. .................................................................... 96 
Figura 4.14 – Camada limite ................................................................................................................. 99 
Figura 4.15 – Influência do ângulo de ataque ..................................................................................... 100 
Figura 4.16 – Stall............................................................................................................................... 101 
Figura 4.17 – Perfil de velocidade na camada limite .......................................................................... 102 
Figura 4.18 – Descolamento camada limite ........................................................................................ 102 
Figura 4.19 – Ângulo de sustentação nula .......................................................................................... 103 
Figura 4.20 – Comportamento da coeficiente de sustentação em relação ao ângulo de ataque ........ 103 
Figura 4.21 – influência do arqueamento ........................................................................................... 104 
Figura 4.22 – Influência da espessura do perfil na resultante aerodinâmica ...................................... 104 
Figura 4.23 – Nomenclatura da asa .................................................................................................... 106 
Figura 4.24 – Distribuição hipotética de sustentação ......................................................................... 106 
Figura 4.25 – Distribuição real de sustentação ................................................................................... 107 
Figura 4.26 – Coeficientes de sustentação bi e tridimensionais .......................................................... 107 
Figura 4.27 – Formação dos vórtices de ponta de asa ........................................................................ 108 
Figura 4.28 – Influência dos vórtices de ponta de asa ........................................................................ 109 
Figura 4.29 – Razão de aspecto (alongamento) .................................................................................. 110 
Figura 4.30 – Influência do alongamento na distribuição de sustentação .......................................... 111 
Figura 4.31 – Diminuição de espessura ao longo da asa ..................................................................... 111 
Figura 4.32 – Afilamento de asa (Yaklovev YAK 52 G) ........................................................................ 112 
Figura 4.33 – Aeronave SAAB 91B com endplates. ............................................................................. 112 
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Figura 4.34 – Tanques nas pontas da asa da aeronave Embraer EMB-111 Bandeirulha ...................... 113 
Figura 4.35 – Winglets nas ponta de asa do Airbus A320 ................................................................... 113 
Figura 4.36 – Distribuição de sustentação .......................................................................................... 114 
Figura 4.37 – Ocorrência de stall ........................................................................................................ 115 
Figura 4.38 – Torção geométrica ........................................................................................................ 115 
Figura 4.39 – Torção aerodinâmica .................................................................................................... 116 
Figura 4.40 – Ocorrência de stall profundo ........................................................................................ 117 
Figura 4.41 – Princípio de funcionamento do slot .............................................................................. 119 
Figura 4.42 – Efeito dos slots no coeficiente de sustentação .............................................................. 119 
Figura 4.43 – Deslocamento do ângulo de stall devido ao acionamento dos slats .............................. 120 
Figura 4.44 – Distribuição de pressão com os slats acionados. ........................................................... 121 
Figura 4.45 – Slat ............................................................................................................................... 121 
Figura 4.46 – Flap inclinado................................................................................................................ 122 
Figura 4.47 – Flap Krueger.................................................................................................................. 123 
Figura 4.48 – Efeito da extensão dos flaps no coeficiente de sustentação. ......................................... 124 
Figura 4.49 – Flap plano ..................................................................................................................... 125 
Figura 4.50 – Flap tipo ventral ............................................................................................................ 125 
Figura 4.51 – Flap tipo slotted ............................................................................................................ 126 
Figura 4.52 – Flap tipo double-slotted ................................................................................................ 126 
Figura 4.53 – Flap tipo triple-slotted .................................................................................................. 127 
Figura 4.54 – Flap tipo Fowler ............................................................................................................ 127 
Figura 4.55 – Comparação entre os tipos de flaps .............................................................................. 128 
Figura 5.1 – Eixos de rotação da aeronave ......................................................................................... 131 
Figura 5.2 – Superfícies de controle primárias ................................................................................... 132 
Figura 5.3 – Manche (Embraer Ipanema)/volante (Boeing 787 Dreamliner)/side-stick (Airbus A320) 133 
Figura 5.4 – Acionamento dos ailerons .............................................................................................. 133 
Figura 5.5 – Guinada adversa ............................................................................................................. 134 
Figura 5.6 – Ailerons diferenciais ....................................................................................................... 135 
Figura 5.7 – Ailerons tipo frise ........................................................................................................... 136 
Figura 5.8 – Interconexão aileron/leme ............................................................................................. 136 
Figura 5.9 – Flaperons (Kitfox Lite Ultralight) ..................................................................................... 137 
Figura 5.10 – Movimento do profundor .............................................................................................138 
Figura 5.11 – Stabilator (Northrop F-5 Tiger II) ................................................................................... 139 
Figura 5.12 – Taileron (Panavia Tornado) ........................................................................................... 139 
Figura 5.13 - Elevons (Avro Vulcan) ................................................................................................... 140 
Figura 5.14 - Atuação do leme direcional .......................................................................................... 141 
Figura 5.15 - Cauda em V (Beechcraft Bonanza) ................................................................................ 141 
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Figura 5.16 - Horn e trim tabs (Beechcraft Super 18) .................................................................... 143 
Figura 5.17 - Acionamento do trim tab em vôo ................................................................................. 143 
Figura 5.18 - Roda de ajuste .............................................................................................................. 144 
Figura 6.1 – Exemplos de estabilidade estática .................................................................................. 145 
Figura 6.2 – Exemplos de estabilidade dinâmica ................................................................................ 146 
Figura 6.3 – Forças atuantes em um avião ......................................................................................... 147 
Figura 6.4 – Compensação de momento pelo estabilizador ............................................................... 148 
Figura 6.5 – Forças atuantes na estabilidade longitudinal .................................................................. 150 
Figura 6.6 – Influência da velocidade na carga do estabilizador ......................................................... 151 
Figura 6.7 – Influência da tração na carga do estabilizador ................................................................ 152 
Figura 6.8 – Asa com diedro positivo ................................................................................................. 153 
Figura 6.9 – Vento relativo na glissagem ............................................................................................ 154 
Figura 6.10 – Momento estabilizador do diedro positivo ................................................................... 154 
Figura 6.11 – Momento desestabilizador do diedro negativo ............................................................ 155 
Figura 6.12 – Efeito do enflechamento da asa na estabilidade lateral ................................................ 156 
Figura 6.13 – Efeito da fuselagem e do estabilizador horizontal na estabilidade lateral ..................... 157 
Figura 6.14 – Efeito da posição da asa na estabilidade lateral ............................................................ 158 
Figura 6.15 – ângulo de derrapagem .................................................................................................. 159 
Figura 6.16 – Efeito do enflechamento na estabilidade direcional ..................................................... 160 
Figura 6.17 – Efeito da fuselagem na estabilidade direcional ............................................................. 161 
Figura 6.18 – Dutch Roll ..................................................................................................................... 162 
Figura 6.19 – Divergência espiral ....................................................................................................... 163 
Figura 6.20 – Centro de gravidade adiantado ..................................................................................... 166 
Figura 6.21 – Centro de gravidade recuado ........................................................................................ 167 
Figura 6.22 – Esforços na aeronave devido ao carregamento de combustível .................................... 168 
Figura 6.23 – Avião Phenom 100 ........................................................................................................ 172 
Figura 6.24 – Pesagem de Helicóptero ............................................................................................... 172 
Figura 6.25 – Balança no pneu ........................................................................................................... 173 
Figura 6.26 – Avião EMB 711 Corisco ................................................................................................. 174 
Figura 6.27 – Envelope do CG ............................................................................................................. 176 
Figura 7.1 – Parâmetros geométricos da pá ....................................................................................... 180 
Figura 7.2 – Estações da pá ................................................................................................................ 180 
Figura 7.3 – Torção da pá ................................................................................................................... 181 
Figura 7.4 – Pá trapezoidal ................................................................................................................. 182 
Figura 7.5 – Vôo pairado .................................................................................................................... 183 
Figura 7.6 – Tendência de translação ................................................................................................. 184 
Figura 7.7 – Efeito pendular ............................................................................................................... 185 
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Figura 7.8 – Vôo vertical - subida ....................................................................................................... 186 
Figura 7.9 – Vôo à frente .................................................................................................................... 187 
Figura 7.10 – Sustentação translacional ............................................................................................. 188 
Figura 7.11 – Fluxo induzido .............................................................................................................. 190 
Figura 7.12 – Vôo lateral .................................................................................................................... 190 
Figura 7.13 – Vôo a ré ........................................................................................................................ 191 
Figura 7.14 – Efeito cone .................................................................................................................... 192 
Figura 7.15 – Efeito solo ..................................................................................................................... 193 
Figura 7.16 – Dissimetria de sustentação ........................................................................................... 194 
Figura 7.17 – Rotor rígido (MBB Bo-105) ............................................................................................ 195 
Figura 7.18 – Rotor semi-rígido (Bell UH-1) ........................................................................................ 196 
Figura 7.19 – Rotor articulado ............................................................................................................ 196 
Figura 7.20 – Batimento em um rotor semi-rígido ............................................................................. 197 
Figura 7.21 – Batimento em um rotor articulado ...............................................................................198 
Figura 7.22 – Avanço-recuo da pá ...................................................................................................... 199 
Figura 7.23 – Disco em auto-rotação .................................................................................................. 200 
Figura 7.24 – Comportamento aerodinâmico na envergadura da pá .................................................. 201 
Figura 7.25 - Comandos de vôo do helicóptero ................................................................................. 204 
Figura 7.26 - Swashplate ................................................................................................................... 205 
Figura 7.27 - Defasagem no acionamento do comando cíclico .......................................................... 206 
Figura 7.28 - Comandos no cockpit.................................................................................................... 207 
 
 
 
 
 
 
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Capítulo 01 - História do Vôo 
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1. Breve História do Vôo 
1.1. A lenda de Dédalo e Ícaro 
A mais famosa lenda sobre a história do vôo vem da Grécia antiga. Dédalo era um 
construtor muito habilidoso que foi acolhido por Minos o rei da ilha grega de Creta, 
após assassinar Talo em Atenas. 
Dédalo foi incumbido pelo rei a construir um labirinto onde se trancaria o 
Minotauro, uma criatura metade homem e metade touro, fruto da traição da rainha 
Pasifae com um touro. 
Ao Minotauro eram levados quatorze jovens atenienses, metade homens e metade 
mulheres para sacrifício. Teseu, filho do rei de Atenas ofereceu-se como vítima com o 
intuito de assassinar o monstro e o conseguiu com a ajuda de Dédalo e Ariadne, a filha 
de Minos apaixonada por Teseu. 
Furioso com a traição, Minos mandou trancar Dédalo e seu filho Ícaro no labirinto. 
Com a necessidade de fugir da ilha, Dédalo criou dois pares de asas utilizando-se de 
cera e penas de aves e deu uma a seu filho. 
Ao saltar sobre o mar, Dédalo alertou Ícaro a não voar tão baixo que a umidade do 
oceano deixasse as asas mais pesadas e nem tão alto que o calor do sol pudesse 
derreter a cera. 
Ícaro deslumbrado com o poder do vôo, alçou vôo cada vez mais alto se 
aproximando do sol e teve a cera de suas asas derretidas. Ícaro caiu no mar Egeu e 
Dédalo chegou à ilha da Sicília. A Figura 1.1 mostra a queda de Ícaro no mar Egeu. 
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3 
 
 
Figura 1.1 – A queda de Ícaro. 
 
1.2. Leonardo da Vinci 
Da Vinci (1442-1519), sem dúvida, foi o mais criativo dos estudiosos do século XV. 
Dez anos após iniciar seus estudos sobre as asas dos pássaros, Leonardo projetou seus 
primeiros ornitópteros: aparelhos de asas móveis movidos por energia humana. Um de 
seus desenhos mais curiosos apresenta a idéia de um helicóptero, porém ao invés das 
pás o aparelho possuía uma forma aparafusada. Era como se a máquina devesse 
“entrar no ar”. A Figura 1.2 mostra rabiscos dos dois aparelhos. 
 
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4 
 
 
(a) 
 
(b) 
Figura 1.2 – Ornitóptero (a) e Helicóptero (b) de Da Vinci 
 
1.3. Balões 
No século XVII o jesuíta italiano Francisco de Lana concluiu que o ar possuía 
densidade e baseado no princípio do empuxo de Arquimedes desenhou sua idéia de 
balão. Conforme é demonstrado na Figura 1.3, o barco voador de Francesco consistia 
de uma cesta de vime presa por quatro esferas ocas e uma vela de pano. As esferas 
eram construídas de metal leve e teriam todo o ar interno removido. 
 
Figura 1.3 – Barco voador de Francesco de Lana 
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Outro inventor que utilizou o princípio de Arquimedes foi o padre brasileiro 
Bartolomeu de Gusmão, o Padre Voador. Ao observar que a fumaça subia 
rapidamente, pelo fato do ar quente ser menos denso que o ar frio, Gusmão concluiu 
que aprisionando o ar quente em um invólucro poderia fazer o aparelho subir. A 
“Passarola” (1709) de Bartolomeu de Gusmão foi o primeiro balão a realmente voar. A 
Figura 1.4 mostra o conceito da Passarola de Gusmão 
 
Figura 1.4 – Passarola de Bartolomeu de Gusmão 
Tendo feito as mesmas observações de Gusmão os irmãos Joseph e Etienne 
Montgolfier, proprietários de uma fábrica de papel em Annonay, construíram em 1783 
um grande balão de ar quente, o qual subiu aos céus carregando uma pessoa alojada 
em um cesto de vime. A Figura 1.5 mostra o balão dos irmãos Montgolfier 
 
Figura 1.5 – Balão de Montgolfier 
 
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6 
 
O físico francês Jacques Charles, também em 1783, foi o primeiro a utilizar um 
balão de seda revestida de borracha e cheio de hidrogênio. A Figura 1.6 mostra o balão 
de Charles sobrevoando Paris. O balão a hidrogênio atingiu 3000 ft. 
 
Figura 1.6 – Balão de hidrogênio de Charles 
 
1.4. Aerodinâmica, Controle e Propulsão 
Em plena Revolução Industrial, Sir George Cayley (1773-1857), dedicou a maior 
parte de sua vida ao estudo dos princípios do vôo, adotando um enfoque científico. Em 
1804, Cayley inventou um molinete para poder estudar o esforço gerado em um plano 
inclinado imerso num fluxo de ar. Neste mesmo ano escreveu e publicou o livro 
“Tratado dos Princípios Mecânicos de Navegação Aérea”. Descobriu que a resistência 
doa ar sobre um corpo aumenta na proporção do quadrado da velocidade e publicou, 
em 1810, suas experiências expondo que uma maquia provida com superfícies 
adequadas que fosse impelida por um motor com potencia suficiente para vencer a 
resistência do ar, e que ao mesmo tempo fosse leve para uso prático, poderia voar. 
Essa foi a primeira descrição de uma aeronave de asa fixa e motor a hélice. 
Cayley conseguiu realizar alguns vôos controlados com modelos de planadores 
providos de superfícies móveis na cauda dos aparelhos. Em 1853 projetou e construiu 
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7 
 
um planador em tamanho natural capaz de sustentar o peso de um homem (Figura 
1.7). 
 
Figura 1.7 – Mechanics Magazine com o planador de Cayley 
 
As idéias e as teorias de Cayley serviram de base de estudo para muitos dos futuros 
pioneiros da aviação. Durante as cinco décadas seguintes, Cayley trabalhou no seu 
protótipo tempo durante o qual ele deduziu muitas das leis básicas de aerodinâmica. 
Em 1853 um amigo de Cayley fez um vôo planado de curta duração em Brompton-by-
Sawdon, Inglaterra. Cayley é considerado atualmente o fundador da ciência física de 
aerodinâmica. 
Willian Samuel Henson continuou o trabalho de Cayley ao perceber que o principal 
entrave ao vôo mecânico era a falta de um mecanismo leve e potente. Henson 
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assumiu a tarefa de criar um modelo nessas condições e patenteou, em 1842, o 
projeto de um avião motorizado e movido à hélice. Embora o modelo que construiu 
fosse bastante semelhante aos aviões modernos (Figura 1.8) o vôo não foi bem 
sucedido. 
 
Figura 1.8 – Avião de Henson 
 
Henson associou-se ao seu amigo John Stringfellow para continuar os estudos econstruir e experimentar novos modelos, porém não conseguiram resultados 
satisfatórios. Devido aos fracassos, Henson sentiu-se desanimado e Strigfellow 
continuou sozinho. Em 1848 construiu um pequeno modelo, propelido por um 
pequeno motor a vapor. Este modelo foi lançado com sucesso, mas ficou pouco tempo 
em vôo. 
A falta de um motor com potência suficiente ainda impossibilitava o 
desenvolvimento da aviação e muitos estudiosos passaram a se dedicar à pesquisa 
sobre como controlar o movimento de balões com o uso de superfícies de controle e 
de hélices movidas por motores. 
Tais balões passaram a ser denominados dirigíveis. O engenheiro francês Henri 
Guiffard, em 1852, foi o primeiro homem a combinar com êxito um motor a vapor 
relativamente leve e de potência suficiente em um balão em forma de charuto (Figura 
1.9) ao invés de cilíndrico. Equipado com o motor inventado pelo próprio Guiffard o 
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dirigível voou por 27 km ao redor de Paris. O controle proporcionado pelo leme 
permitia o desvio do balão, porém a potência do motor era insuficiente para fazer o 
balão voltar ao ponto de partida. 
 
Figura 1.9 – Dirigível de Guiffard 
 
Embora o dirigível de Guiffard tivesse iniciado o controle direcional, o controle e a 
estabilidade ainda eram desconhecidos. Por volta de 1871, Alphonse Pénaud começou 
a desenvolver estudos sobre estabilidade e controle, chegando a criar modelos 
propelidos a elástico. 
 Os irmãos Otto e Gustav Lilienthal dedicaram grande parte de sua vida ao estudo 
da aviação. Foram os estudiosos mais bem sucedidos do final do século XIX, 
concentrado suas pesquisas em asas fixas construíram vários modelos de planadores, 
alguns biplanos e outros monoplanos como mostra a Figura 1.10. Chegaram a realizar 
mais de 2000 vôos bem sucedidos com esses planadores, com distância percorrida de 
até 396 m. 
Ao chegar ao que achavam que fosse o limite no estudo de planadores, decidiram 
então se dedicar ao estudo de motores. 
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Um modelo à gasolina foi desenvolvido na França por Lenoir poucos anos antes, 
porém era pesado e inseguro. Os motores a vapor ainda levavam consigo o peso das 
caldeiras e então decidiram procurar modos alternativos de energia. 
Adaptaram um novo motor às pontas giratórias das asas de seu aparelho tentando 
realizar um vôo do tipo ornitóptero. Otto decidiu testar a aeronave como planador 
antes do ensaio motorizado, perdeu o controle e feriu-se fatalmente ao cair de uma 
altura de 16m. 
 
Figura 1.10 – Planador de Lilienthal 
Ainda por volta desta época alguns estudiosos tentaram construir máquinas 
voadoras utilizando motores a vapor. Em 1893 o inglês Hiram Maxim construiu um 
imenso biplano com um incrível motor a vapor de 360 CV e 750 kg que não conseguiu 
levantar vôo e acabou destruído na primeira tentativa. 
Em 1896, o americano Samuel Langley, construiu em experimentou com sucesso 
um aeromodelo que voou uma distância de 800 m em um minuto e meio. O 
aeromodelo foi denominado de “aeródromo”. Tentou então construir um modelo em 
escala maior, que fosse capaz de levar uma pessoa de 85 kg, utilizando um motor de 
50 hp. Duas tentativas frustradas aconteceram em sete de outubro e oito de dezembro 
de 1903, quando o aeródromo foi lançado com um piloto por uma catapulta adaptada 
a uma balsa sobre o rio Potomac. A Figura 1.11 ostra o aeródromo montado sobre a 
balsa. 
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11 
 
 
Figura 1.11 – Aeródromo de Langley 
 
Vários aeroplanos movidos por motores a vapor foram construídos por Clement 
Ader. Embora ainda existam algumas dúvidas sobre o fato, afirma-se que Ader 
conseguiu voar 70 m tripulando o Avion III (Figura 1.12), avião movido por dois 
motores a vapor de 20 cv acionando uma hélice de quatro lâminas que foi destruído ao 
toca o solo na aterrissagem. 
 
Figura 1.12 – Avion III de Clement Ader 
 
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12 
 
Ainda no final do século XIX, o brasileiro Alberto Santos Dumont iniciou suas 
experiências em dirigíveis a hidrogênio, dotados de motores à gasolina de quatro 
tempos. Introduziu algumas inovações aperfeiçoando o controle longitudinal com 
pesos deslizantes, conseguindo assim dominar totalmente a dirigibilidade. 
Em 1901, Santos Dumont ganhou 100 mil francos ao vencer o desafio proposto 
pelo empresário Henri Deustch de La Muerthe ao partir do campo de Saint Cloud, 
sobrevoar o rio Sena e o Campo de Bagatelle, contornando a Torre Eiffel e retornando 
ao ponto de partida em polêmicos trinta minutos. A Figura 1.13 mostra o dirigível 
número 6 contornando a Torre Eiffel em 19 de janeiro de 1901. 
 
Figura 1.13 – Santos=Dumont número 6 
Nessa mesma época os irmãos Wilbur e Orville Wright, donos de uma pequena 
fábrica de bicicletas, acompanhavam, dos Estados Unidos, as experiências dos irmãos 
Lilienthal. 
Quando a notícia da morte de Otto chegou aos Estados Unidos, os Wright 
decidiram dedicar mais tempo e dinheiro à sua paixão pela aeronáutica. Estudaram as 
experiências de outros pesquisadores que haviam tentado resolver os mistérios do vôo 
e esperaram quatro anos para iniciar qualquer trabalho prático. 
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Sabiam que a dificuldade não estava em construir um planador que fosse capaz de 
fazer um vôo reto, mas sim em encontrar alguma maneira de controlá-lo em vôo. 
A técnica de controle dos planadores de Lilienthal era o desvio do centro de 
gravidade do aparelho pela movimentação do corpo do piloto. 
A primeira tentativa de resolver o problema do controle foi a colocação de uma 
superfície móvel à frente de um aparelho que fora inspirado nos planadores dos 
Lilienthal. Fizeram vários experimentos com esse planador em 1901, porém o controle 
não se mostrou completamente eficaz. 
Voltaram a estudar e realizaram experimentos com vários modelos de asas em um 
pequeno túnel aerodinâmico, talvez o primeiro a ser construído. Construíram e 
voaram um novo planador em 1902 obtendo total controlabilidade do aparelho. 
Como o passo seguinte seria a colocação de um sistema propulsor, desenvolveram 
um motor e hélices. Construíram um aparelho baseado em seus bem sucedidos 
planadores. 
O aparelho pesava 340 kg, o que o tornava muito pesado para decolar por meios 
próprios. Então decidiram usar um sistema de catapulta. Em 17 de dezembro de 1903 
realizaram quatro vôos, tendo alcançado a distância de 193 m em 59 segundos sob o 
testemunho de cinco pessoas. A aeronave Flyer construída pelos irmãos Wright é 
mostrada na Figura 1.14 
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14 
 
 
Figura 1.14 – Flyer dos Irmãos Wright 
 
Os bem sucedidos experimentos com dirigíveis estimularam Santos Dumont a 
dedicar-se ao “mais pesado que o ar”. O primeiro aparelho construído em 1903 não 
obteve sucesso em levantar vôo. 
Em 1906 Dumont fez várias alterações em sua máquina, acrescentando um motor 
mais potente ao estranho biplano de cauda na proa. 
Em 13 de setembro de 1906, o avião 14-Bis levantou vôo no campo de Bagatelle e 
voou cerca de oito metros. Em 23 de outubro do mesmo ano o 14-Bis percorreu uma 
distância de 220 m em 12 s a uma altura de 6 m do solo. Esse vôo foi testemunhado 
por uma comissãotécnica do L’Aéro-Club de France, sendo considerado o primeiro vôo 
oficial de uma aeronave mais pesada que o ar que decolava por recursos próprios. A 
Figura 1.15 mostra o 14-Bis fazendo seu vôo oficial sobre o Campo de Bagatelle em 
1906. 
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Figura 1.15 – 14-Bis de Santos=Dumont 
 
Embora se tenha criado a polêmica sobre a realização do primeiro vôo, os 
primeiros vôos oficiais dos irmãos Wright só ocorreram em 1908. Até então suas 
tentativas só haviam sido presenciadas por testemunhas ocasionais e com pouca 
repercussão. O segundo argumento contra os Wright é que o Flyer não decolou por 
meios próprios. 
Apesar da polêmica criada, a partir de 28 de outubro de 1906 o avião deixava de 
ser um sonho impossível e passava a ser encarado como uma realidade factual. 
Desde então começaram a surgir interesses em toda a parte em torno das 
possibilidades civis e militares das novas máquinas. Começaram a se formar grandes 
empresas e institutos de pesquisa, inúmeros trabalhos começaram a ser feitos e a 
ciência aeronáutica passou a se desenvolver de maneira muito rápida. 
O advento das duas grandes guerras mundiais e o início do transporte 
internacional em larga escala proporcionou o desenvolvimento de aeronaves cada vez 
maiores e mais velozes. 
 
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Referências 
Homero Souza (1991) Fundamentos de Aeronáutica, Embraer, 287p, São José dos 
Campos, 1991. 
 
 
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Capítulo 02 - Introdução 
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2. Introdução às Aeronaves 
2.1. Conceitos 
2.1.1. Dimensões 
As principais dimensões da aeronave são: o comprimento, a altura e a 
envergadura. 
O comprimento é a distância entre a parte mais posterior e a parte mais anterior 
da aeronave. 
A altura é a distância entre o solo e a parte mais alta da aeronave. 
A envergadura é a distância entre as pontas de asa. Para os helicópteros a 
envergadura é a distância entre o centro do rotor e a ponta da pá. 
 
Figura 2.1 – Principais dimensões do avião (EMBRAER KC 390) 
 
 
 
 
 
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2.1.2. Partes 
As principais partes das aeronaves são mostradas na Figura 2.2 e na Figura 2.3
 
Figura 2.2 – Partes principais do avião (EMBRAER CBA-123) 
 
Figura 2.3 – Partes principais do helicóptero (Bell UH-1H) 
 
 
asa
fuselagem
Trem de pouso
Grupo 
motopropulsor
Empenagens
fuselagem
rotor principal
rotor de 
cauda
Trem de pouso
empenagens
cauda
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2.1.3. Movimentos 
A aeronave tem liberdade de girar em três eixos e realizar combinação de 
movimento entre eles. 
O eixo longitudinal é um eixo imaginário que se estende desde o nariz até a cauda 
do avião. O movimento que realiza o avião ao redor deste eixo é denominado 
rolamento ou giro. 
As superfícies de comando do rolamento são os ailerons. Ao girar o manche se 
produz a deflexão diferencial dos ailerons: ao tempo que o aileron de uma das asas 
sobe, o aileron da outra asa baixa, sendo o ângulo de deflexão proporcional ao grau de 
rotação das hastes do manche. 
O aileron que tenha sido flexionado para baixo, produz um aumento de 
sustentação em sua asa correspondente, provocando a ascensão da mesma, enquanto 
o aileron que é flexionado para cima, produz em sua asa uma diminuição de 
sustentação, motivando a descida da mesma. 
O piloto, em caso de querer inclinar-se até a esquerda, girará o manche até a 
esquerda, fazendo o aileron direito descer elevando assim a asa direita, e 
simultaneamente, o aileron esquerdo se flexionaria para cima produzindo uma perda 
da sustentação na asa esquerda e portanto sua descida. 
O eixo lateral ou transversal é um eixo imaginário que se estende de ponta a ponta 
das asas do avião. O movimento que realiza o avião ao redor deste eixo se denomina 
inclinação ou arfagem. 
O piloto, a partir da cabine de comando é capaz de modificar a orientação em 
relação a este eixo através do profundor. 
Ao puxar para trás o manche (até o piloto) se produz uma elevação do nariz do 
avião, e ao empurrá-lo a frente se produz um abaixamento do nariz do avião. 
O eixo vertical é um eixo imaginário que, passando pelo centro de gravidade do 
avião, é perpendicular aos eixos transversal e longitudinal. Este eixo é perpendicular ao 
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eixo de inclinação e ao de rolamento, está contido em um plano que passa pelo nariz e 
a cauda do aparelho e que normalmente divide este em duas partes simétricas). O 
movimento que realiza o avião ao redor deste eixo se denomina guinada. 
A superfície de comando da guinada é o leme de cauda ou leme de direção. O 
controle sobre o leme de direção é realizado mediante os pedais. Para conseguir um 
movimento de guinada para a direita, o piloto pressiona o pedal direito, gerando assim 
uma deflexão da superfície do leme de direção para a direita. Ao oferecer mais 
resistência ao avanço por este lado, o aparelho tende a retardar o movimento de sua 
parte direita e avançar a parte esquerda e por tratar-se de uma estrutura rígida o 
resultado é um giro à direita sobre o eixo vertical mencionado 
 
Figura 2.4 – Eixos de rotação do avião (Embraer AEW&C) 
 
O movimento em torno do eixo vertical nos helicópteros é realizado pelo rotor de 
cauda, enquanto que os outros são realizados pelo rotor principal. 
 
 
longitudinal
transversal
vertical
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2.2. Configurações de Fuselagem 
A fuselagem é a parte fundamental da estrutura da aeronave. É onde estão 
alojados os tripulantes passageiros e carga, além de conter os sistemas da aeronave e 
eventualmente o trem de pouso e o grupo motopropulsor. Na fuselagem dos aviões 
estão fixadas as asas e as empenagens, portanto a fuselagem suporta todos os 
esforços de tração, compressão, flexão e torção geradas pelas cargas atuantes nessas 
superfícies. 
A fuselagem deve promover o maior espaço possível para transporte de carga 
paga. Portanto a fuselagem deve apresentar grandes espaços internos em relação ao 
seu tamanho e é projetada para atender este requisito de espaço e os requisitos de 
missão da aeronave. Fuselagens projetadas para grandes cargas são mostradas na 
Figura 2.5 e Figura 2.6 
 
 
Figura 2.5 – Fuselagem (Airbus A300 – 608ST Beluga) 
 
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22 
 
 
Figura 2.6 – Fuselagem (Chinook HC3) 
 
 Além da função de carga, a fuselagem deve suportar a instalação de grande parte 
dos sistemas da aeronave, instrumentos e em alguns casos os motores, trens de 
pouso, armamentos, etc. 
A estrutura da fuselagem deve ainda suportar aos esforços de tração gerados pela 
pressurização da aeronave. 
A fuselagem de estrutura tubular é montada como uma estrutura treliçadade 
tubos de liga, que são revestidos com chapas ou telas. A estrutura treliçada deve 
suportar todos os esforços produzidos durante o vôo sendo que o revestimento não 
contribui para a rigidez da aeronave. O revestimento é chamado de “revestimento 
não-trabalhante”. 
Este tipo de estrutura é mais barato e de construção mais fácil, porém possui baixa 
relação resistência/peso e é utilizada principalmente em pequenas aeronaves 
esportivas, utilitários e ultra-leves. 
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Figura 2.7 – Estrutura tubular 
 
A estrutura monocoque é utilizada na maioria das aeronaves de pequeno porte e é 
classificada como sendo de revestimento trabalhante. Todas as tensões são resistidas 
pelas chapas de revestimento. A forma da fuselagem é dada pela presença das 
cavernas. 
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Figura 2.8 – Avião com estrutura monocoque (Sukhoi Su-29) 
 
Este tipo de construção é mais complicada que a tubular, porém além de possuir 
uma boa relação resistência/peso é mais eficiente aerodinamicamente. 
A estrutura semi-monocoque é semelhante à monocoque porém a presença de 
longarinas aumenta sua resistência. 
 
Figura 2.9 – Avião com estrutura semi-monocoque (North American Mustang P-51) 
 
 
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2.3. Configurações de Trem de Pouso 
2.3.1. Introdução 
O trem de pouso tem a função de sustentar a aeronave em solo e possibilitar a 
locomoção desta na pista. 
 
(a) 
 
(b) 
Figura 2.10 – Trem de pouso: (a) Antonov 225 (b) Airbus A380 
 
2.3.2. Classificação 
Os trens de pouso pra operação em solo podem ser classificados em três tipos: 
O trem de pouso convencional possui os trens principais localizados a frente do 
centro de gravidade do avião e uma pequena roda (bequilha) na parte traseira da 
fuselagem. 
Os trens de pouso principais são aqueles que suportam a maior parte do peso da 
aeronave e o maior esforço do impacto do avião no pouso. A bequilha tem a função de 
servir de apoio e promover o controle dimensional sobre o solo. A Figura 2.11 mostra 
uma aeronave com trem de pouso convencional. 
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Figura 2.11 – Avião com trem de pouso convencional (De Havilland DHC-3T) 
O trem de pouso triciclo possui as pernas dos trens principais atrás do CG do avião 
e uma perna auxiliar localizado no nariz da aeronave. O trem auxiliar tem as mesmas 
funções da bequilha. A Figura 2.12 mostra uma aeronave com trem de pouso tipo 
triciclo. 
 
Figura 2.12 – Avião com trem de pouso triciclo (EMB 314 - ALX) 
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O trem de pouso biciclo possui uma perna do trem principal atrás e outra a frente 
do CG. Esta configuração exige a presença de pequenas pernas nas asas para permitir a 
estabilidade lateral da aeronave em solo. 
 
Figura 2.13 – Avião com trem de pouso biciclo (McDonnell Douglas – Harrier AV8) 
Para pouso na água podem ser utilizados flutuadores ao invés de rodas como é 
demonstrado na Figura 2.14 
 
Figura 2.14 – Avião com flutuadores (Cessna C182 Seaplane) 
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Aeronaves anfíbias podem pousar e decolar tanto na água quanto em solo. A 
Figura 2.15 mostra um avião anfíbio. 
 
Figura 2.15 – Avião anfíbio (Beriev - Albatross A42 Mermaid) 
Para pouso e decolagem na neve os trens são adaptados com esquis, como é 
demonstrado na Figura 2.16. 
 
Figura 2.16 – Avião com esquis (Bellanca Citagria 7GCBC) 
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Da mesma maneira que os aviões, os helicópteros possuem trem de pouso que 
pode ser do tipo triciclo ou esqui. 
 
Figura 2.17 – Helicóptero com trem de pouso triciclo (Agusta Westland AW139) 
 
Figura 2.18 – Helicóptero com trem de pouso de esqui (Helibras AS350 B2 Esquilo) 
 
 
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Aviões de pequeno porte apresentam trens de pouso fixo, isto é, que permanecem 
baixados tanto em solo quanto em vôo. A estrutura mais simples é a de molas. 
2.3.3. Tipos 
O trem de pouso do tipo fixo é utilizado em aviões de pequeno porte. Nesta 
configuração o trem permanece abaixado tanto em solo como em vôo. O 
amortecimento do impacto da aeronave no solo pode ser tanto por bolas de aço 
quanto por amortecedores de borracha. Embora o amortecimento deste impacto seja 
bastante eficiente, a aeronave apresenta tendência a saltar se o pouso não for 
realizado com suavidade. 
 
Figura 2.19 – Avião com trem de pouso fixo (Embraer Ipanema) 
Os trens do tipo móvel são recolhidos à estrutura da aeronave quando esta está 
em vôo. O recolhimento da estrutura do trem de pouso evita o arrasto provocado pelo 
fluxo de ar incidente. A desvantagem deste tipo de configuração é o aumento de peso 
provocado pela presença do mecanismo de recolhimento. 
O trem de pouso retrátil recolhe as pernas na estrutura do avião, porem permite 
que as rodas, ou parte delas estejam visíveis. 
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Figura 2.20 – Avião com trem de pouso retrátil (Embraer Phenom 300) 
O trem de pouso escamoteável recolhe toda a estrutura, não deixando as pernas 
ou as rodas à vista. A estrutura fica totalmente isolada do vento relativo, portanto é a 
configuração que possui menor arrasto. 
 
 
Figura 2.21 – Avião com trem de pouso escamoteável (Embraer EMB 120- Brasília) 
 
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2.4. Configurações de Asa 
2.4.1. Introdução 
As asas são responsáveis pela sustentação da aeronave. A asa possui uma estrutura 
cuja seção transversal é um perfil aerodinâmico capaz de gerar a força de sustentação 
necessária para vencer o peso da aeronave. Da mesma forma que a fuselagem, a asa 
pode ter um revestimento trabalhante ou um revestimento de tecido envernizado 
recobrindo uma estrutura interna de madeira ou alumínio. 
Na sua estrutura a asa é constituída pelas nervuras, que são os perfis responsáveis 
pela forma aerodinâmica da seção da asa, e pelas longarinas, que são responsáveis por 
manter as nervuras nas suas respectivas posições ao longo da envergadura e são 
responsáveis pela resistência à flexão da asa. 
Enquanto nos aviões a asa é considerada fixa, nos helicópteros as pás são 
consideradas asas rotativas. 
Além da função original de produzir sustentação, nos aviões as asas geralmente 
alojam em seu interior os tanques de combustível, instalações elétricas, motores e 
trem de pouso. As cargas externas das asas são os armamentos e os tanques externos. 
2.4.2. Classificação quanto à posição e número de asas fixas 
As asas fixas podem ser classificadas conforme a sua posição em relação à 
fuselagem da aeronave como asa baixa, asa média e asa alta. Conforme o 
engastamento que apresentam na fuselagem são classificadas como cantilevere semi-
cantilever. 
A asa totalmente engastada na fuselagem é a asa tipo cantilever, sem a 
necessidade de estruturas externas. Este tipo de engastamento apresenta menor 
arrasto, porém necessita de uma estrutura mais rígida, pois precisa absorver 
integralmente as forças de flexão da asa. 
Se a asa está apoiada na fuselagem com o auxílio de estruturas externas 
(montantes), a configuração é chamada de semi-cantilever. A vantagem deste tipo de 
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configuração é que os esforços de flexão não são transmitidos à fuselagem 
proporcionando uma estrutura mais leve. Porém a presença dos montantes gera mais 
arrasto na aeronave. 
Na configuração de asa baixa, a asa passa por baixo da fuselagem. É a configuração 
mais usual e tem a vantagem de resultar em uma estrutura mais leve. 
 
Figura 2.22 – Avião asa baixa cantilever (Embraer Phenom 300) 
Na configuração de asa média, a estrutura da asa atravessa a fuselagem do avião. 
Não é uma aplicação aplicável aos modelos para transporte de passageiros porque as 
longarinas atravessam o interior da cabine inviabilizando a movimentação de pessoas. 
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Figura 2.23 – Avião asa média cantilever (Lockheed P-2H Neptune) 
A configuração de asa alta é mais utilizada por aeronaves de transporte de carga. A 
asa passando por cima da fuselagem facilita o transporte de carga para o seu interior. 
Esse tipo de configuração apresenta maior peso da estrutura da fuselagem. 
 
 
Figura 2.24 – Avião asa alta cantilever (Antonov 225 - Mryia) 
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Figura 2.25 – Avião asa alta semi-cantilever (Cessna 182 Skylane) 
Na configuração pára-sol a asa fica posicionada acima da fuselagem. Um montante 
une a asa à fuselagem. Essa configuração é bastante utilizada por hidroaviões por 
conseguir manter uma grande altura dos motores em relação ao nível de água. 
 
 
Figura 2.26 – Avião asa pára-sol (Consolidated PBY Catalina) 
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 Se a hélice da aeronave fica muito próxima ao solo, a utilização da configuração 
asa de gaivota é uma solução. Os motores são afastados do solo por uma mudança de 
diedro na região próxima à raiz da asa. 
 
Figura 2.27 – Avião asa gaivota (North American B-25 Mitchell Barbie III) 
A solução asa de gaivota invertida foi criada para o projeto do Vought F4U Corsair 
para permitir que as pernas do trem de pouso fossem reduzidas. O Corsair possuía a 
maior hélice que já equipou um avião monomotor. 
 
Figura 2.28 – Avião asa gaivota invertida (Vought F4U Corsair) 
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A configuração biplana foi largamente utilizada até a década de 30. A estrutura 
mais rígida leve, formada pelas asas pelos montantes e cabos (estais) é também 
conhecida por estrutura hubanada. A desvantagem desta configuração é a 
interferência aerodinâmica entre as asas. 
A utilização de duas asas permite a construção de aeronaves com envergadura 
menor, onde a sustentação é dividida entre as duas asas e a taxa de rotação em torno 
do eixo longitudinal é melhorada. Por essas razões, aeronaves acrobáticas como o 
Christen Eagle e o Pitts utilizam essa configuração. 
Quando a asa superior é posicionada mais a frente que a asa inferior diz-se que o 
stagger é positivo. Se a asa superior está mais recuada o stagger é negativo. 
Se o ângulo de incidência da asa superior é maior que o da asa inferior então se diz 
que a aeronave possui decalagem positiva. Se o ângulo de incidência da asa superior é 
menor que o da asa inferior então se diz que a decalagem é negativa. 
 
 
Figura 2.29 – Avião asa biplana (Christen Eagle) 
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Aeronaves com três asas (triplanos) também foram utilizadas no início do século 
XX. Os modelos mais famosos a utilizar essa configuração foram o Fokker DR.I, avião 
operado pelo Barão Vermelho (Manfred Von Richthofen), e o Sopwith Camel, avião 
que o abateu. 
 
 
 
(a) 
 
(b) 
 
Figura 2.30 – Avião asa triplana Fokker Dr.I (a) Sopwith Camel (b) 
 
2.4.3. Classificação quanto ao formato de asas fixas 
Para minimizar o arrasto induzido, a distribuição de sustentação na asa deve ser 
ajustada de maneira que seja elíptica. A solução de asa elíptica foi utilizada com 
grande sucesso no projeto do caça Spitfire, durante a 2ª Guerra Mundial. 
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Figura 2.31 – Avião asa elíptica (Supermarine Spitfire) 
A construção de asas elípticas possui alta complexidade e custo elevado. A 
construção de asa retangular é mais simples e mais barata. Por esse motivo é a mais 
utilizada em aviação geral. 
 
 
Figura 2.32 – Avião asa retangular (Fairchild AU23A Peacemaker) 
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Apesar das vantagens na construção da asa retangular, a distribuição de 
sustentação se afasta bastante da elíptica. Uma solução intermediária é conseguida 
pela construção de uma asa no formato trapezoidal. 
 
 
Figura 2.33 – Avião asa trapezoidal (Embraer EMB 312 – Tucano) 
A utilização de enflechamento nas asas é reduzir os efeitos de compressibilidade 
em altas velocidades subsônica. 
 
Figura 2.34 – Avião com enflechamento positivo (Mikoyan-Gurevich MiG-15) 
 
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Figura 2.35 – Avião com enflechamento negativo (Grumman X-29) 
 
Figura 2.36 – Avião com enflechamento variável (Grumman F-14 Tomcat) 
 
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Figura 2.37 – Avião com asa em delta (Avro Vulcan) 
 
O ângulo de diedro é implementado para ajustar a estabilidade latero-direcional da 
aeronave. 
 
 
Figura 2.38 – Avião com asa em diedro positivo (North American P51 Mustang) 
Os efeitos da utilização de enflechamento e diedro serão estudados na seção 
detalhada sobre asas. 
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Figura 2.39 – Avião com asa em diedro negativo (McDonnell Douglas – Harrier AV8) 
 
2.4.4. Configurações de rotores de aeronaves de asas Rotativas 
Os helicópteros são classificados pelas suas configurações em cinco tipos. 
O rotor simples ou convencional tem a vantagem de ser relativamente simples. 
Seus componentes principais são: rotor principal, sistema de controles, sistema de 
acionamento, comandos e rotor de cauda. O acionamento do rotor de cauda consome 
em torno de 8% a 10% da potência do motor em vôo pairado e de 3% a 4% no vôo a 
frente. A simplicidade da configuração e a economia em peso são as maiores 
vantagens. A desvantagem é o perigo de acidente com o rotor de cauda. 
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