Aula 09 Peso e Balanceamento Determinando o CG

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Teoria de Voo II
Aula 09 – Peso e Balanceamento
Prof. Ten Cel R1 Norival Floriano Júnior
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Peso e Balanceamento
OBJETIVOS
- Identificar os principais conceitos
de pesos que interferem no cálculo de
balanceamento de carga útil de uma aeronave.
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Peso e Balanceamento
ROTEIRO
A – Revisão 
B – Determinando o C.G.
C – Comprovando o C.G.
D – Carregamento da Aeronave
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Peso e Balanceamento
A – REVISÃO AULA PASSADA
		O princípio do peso e balanceamento de aeronaves é simples e baseia-se na “Teoria da Alavanca” onde uma barra sólida encontra-se em equilíbrio ou balanceada quando, em repouso sobre seu fulcro (apoio), permanece em posição nivelada.
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Peso e Balanceamento
A – REVISÃO AULA PASSADA
		O desbalanceamento da aeronave trás como efeito principalmente o movimento de arfagem da aeronave, ou seja, rotação em torno do eixo transversal que passa pelo centro de gravidade (movimento de picar ou cabrar).
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Peso e Balanceamento
A – REVISÃO AULA PASSADA
		Como a “carga útil” é variável o centro de gravidade também sofrerá alterações no seu posicionamento (passeio de CG), porém essa variação é limitada pelo projeto sendo determinada em porcentagem da Corda Média Aerodinâmica (CMA).
		Isso que dizer que o centro de gravidade poderá variar mais a frente ou mais atrás dentro de certo limite sem prejuízo do balanceamento correto da aeronave.
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Peso e Balanceamento
A – REVISÃO AULA PASSADA
		Plano de Referência
		Plano vertical imaginário, a partir do qual, todas as medidas são tomadas horizontalmente para fins de balanceamento com a aeronave em atitude de voo nivelado.
		Todas as localizações de equipamentos, tanques, compartimentos de bagagens, assentos, motores, hélices e etc, estão incluídas nas especificações técnicas da aeronave com as respectivas distâncias em relação ao plano de referência.
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Peso e Balanceamento
A – REVISÃO AULA PASSADA
		Plano de referência também chamado DATUM LINE
		( termo de origem cartográfica, emprego do termo na qual providencia o “ponto de referência a partir do qual a representação gráfica dos paralelos e meridianos é traçada ).
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Peso e Balanceamento
A – REVISÃO AULA PASSADA
		Braço
			é a distância horizontal entre um equipamento e o plano de referência.
			O comprimento do braço é sempre dado ou medido em polegadas.
			A indicação de medida do Braço é sempre precedido do sinal positivo ( + ) ou negativo ( - ), o sinal positivo indica uma posição para trás do plano de referência, e o sinal negativo indica um posição adiante do plano de referência.
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Peso e Balanceamento
A – REVISÃO AULA PASSADA
			Momento
			É o resultado da multiplicação de um peso pelo seu braço.
			O momento de um item em torno do C.G. pode ser computado pela multiplicação de seu peso “vezes” a distância horizontal entre este item e o C.G.
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Peso e Balanceamento
A – REVISÃO AULA PASSADA
		Centro de Gravidade ( C.G. ) - é o ponto sobre o qual os momentos de nariz pesado, ou de cauda pesada são exatamente iguais em magnitude.
		Uma aeronave suspensa por este ponto, não deve ter tendência de rotação para qualquer dos lados do nariz ou da cauda.
		Este é o ponto no qual o peso da aeronave ou de qualquer objeto está concentrado.
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Peso e Balanceamento
A – REVISÃO AULA PASSADA
		Passeio do Centro de Gravidade Operacional
			É a distância compreendida entre os limites dianteiro e traseiro do C.G. indicado na Especificação da Aeronave ou nas Folhas de Dados de Certificação de Tipo.
			A localização do C.G. da aeronave carregada deve permanecer dentro destes limites em qualquer tempo.
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Peso e Balanceamento
A – REVISÃO AULA PASSADA
		As condições extremas de peso e balanceamento representam as posições dianteira e traseira máximas do C.G. da aeronave.
		Se estes limites, forem ultrapassados e a aeronave for voada nesta condição ela poderá sofrer estabilidade insuficiente e dificuldade de controle.
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Peso e Balanceamento
A – REVISÃO AULA PASSADA
		O lastro que é instalado para compensar a remoção ou instalação de equipamentos.
LASTRO PERMANENTE – NÃO REMOVA
		Os lastros removíveis ou temporários são usados para satisfazer certas condições de carregamento.
		LASTRO _____ LIBRAS. SUA REMOÇÃO EXIGE UMA VERIFICAÇÃO DO PESO E BALANCEAMENTO.
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Peso e Balanceamento
A – REVISÃO AULA PASSADA
		Teoria do Peso e Balanceamento
		O 	que sustenta a teoria do Peso e Balanceamento (W&B) é o cálculo de equilíbrio da alavanca em repouso sobre o ponto de aplicação da força.
		A influência do peso, varia com a distância do fulcro.
		A finalidade do W&B é distribuir a carga de maneira equilibrada sobre a estrutura da aeronave.
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Peso e Balanceamento
B – DETERMINANDO O C.G.
		Vamos considerar o seguinte desenho de distribuição de carga dentro de uma aeronave:
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 200 Kg
440 lb
700 Kg
1540 lb
500 Kg
1100 lb
100 Kg
220 lb
DATUM LINE
1 libra = 0,45359237 Kg 1 pol. = 2,54 cm
1 Kg = 2,20 libras 1 cm = 0,3937 pol.
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Peso e Balanceamento
B – DETERMINANDO O C.G.
		1) Tome a medida do braço de cada peso a partir da Datum Line.
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 200 Kg
440 lb
700 lb
1540 lb
500 Kg
1100 lb
100 Kg
220 lb
DATUM LINE
320
Pol.
400
Pol.
360
Pol.
200
Pol.
280
Pol.
240
Pol.
80
Pol.
160
Pol.
120
Pol.
40
Pol.
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Peso e Balanceamento
B – DETERMINANDO O C.G.
		2) Multiplique cada braço pelo peso correspondente para determinar o momento.
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 200 Kg
440 lb
700 lb
1540 lb
500 Kg
1100 lb
100 Kg
220 lb
DATUM LINE
320
Pol.
400
Pol.
360
Pol.
200
Pol.
280
Pol.
240
Pol.
80
Pol.
160
Pol.
120
Pol.
40
Pol.
Momento
17.600 lb.pol.
Momento
154.000 lb.pol.
momento
431.200 lb.pol.
Momento
88.000 lb.pol.
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Peso e Balanceamento
B – DETERMINANDO O C.G.
		3) Determine o total de todos os momentos e de todos os pesos.
		Momentos = 17.600 + 154.000 + 431.200 + 88.000
		Momento total = 690.800 lb.pol.
		Pesos = 440 + 1.100 + 1.540 + 220
		Peso total = 3.300 lb. 
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Peso e Balanceamento
B – DETERMINANDO O C.G.
		4) Divida a soma total dos momentos pela soma total dos pesos para encontrar a localização do C.G.
		Momentos = 690.800 lb.pol. / Pesos = 3.300 lb.
		Resultado = 209,33 pol. 
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Peso e Balanceamento
B – DETERMINANDO O C.G.
		5) Identifique a posição do centro de gravidade. 
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 200 Kg
440 lb
700 lb
1540 lb
500 Kg
1100 lb
100 Kg
220 lb
DATUM LINE
320
Pol.
400
Pol.
360
Pol.
200
Pol.
280
Pol.
240
Pol.
80
Pol.
160
Pol.
120
Pol.
40
Pol.
C.G.
Braço = 209,33 pol
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Peso e Balanceamento
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 200 Kg
440 lb
700 lb
1540 lb
500 Kg
1100 lb
100 Kg
220 lb
DATUM LINE
320
Pol.
400
Pol.
360
Pol.
200
Pol.
280
Pol.
240
Pol.
80
Pol.
160
Pol.
120
Pol.
40
Pol.
C.G.
Braço = 209,33 pol
C – COMPROVANDO O C.G.
		Tendo como referência o C.G. Estabelecido, a somatória de todos os momentos positivos e negativos deverá ser igual.
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C – COMPROVANDO O C.G.
Peso n.º 1 : 
Momento = peso 440 lb x (braço 40 pol – CG 209,33 pol)
 				 peso 440 lb x -169,33 pol
									- 74.506,7 lb.pol
Peso n.º 2 :
Momento = peso 1.100 lb x (braço 140 pol – CG 209,33pol)
 				 Peso 1.100 lb x -69,33 pol
									- 76.266,7 lb.polPeso e Balanceamento
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C – COMPROVANDO O C.G.
Peso n.º 3 : 
Momento = peso 1.540 lb x (braço 280 pol – CG 209,33 pol)
 				 Peso 1.540 lb x 70,66 pol
									108.826,6 lb.pol
Peso n.º 4 :
Momento = peso 220 lb x (braço 400 pol – CG 209,33pol)
 				 Peso 220 lb x 190,66 pol
									41.946,6 lb.pol
									
Peso e Balanceamento
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Peso e Balanceamento
C – CONFIRMAÇÃO DO C.G.
		Tendo como referência o C.G. Estabelecido, a somatória de todos os momentos positivos e negativos deverá ser igual.
		Momento peso 1 = - 74.506,7 lb.pol
		Momento peso 2 = - 76.266,7 lb.pol
		Momento peso 3 = 108.826,6 lb.pol
		Momento peso 4 = 41.946,6 lb.pol 
 Resultado = 0,2 
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Peso e Balanceamento
D – CARREGAMENTO
 DE AERONAVE
		Os dados da carta
 ao lado, serão sempre
 necessários para se obter
 os valores de peso e
 balanceamento corretos.
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Peso e Balanceamento
D – CARREGAMENTO DE AERONAVE
		Com os pesos, braços e momentos podemos calcular o C.G. da aeronave carregada.
		Observamos a seguinte tabela de carregamento que já indica o valor do braço, distância de cada compartimento de bagagem até o Datum – Plano de referência.
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Peso e Balanceamento
D – CARREGAMENTO DE AERONAVE
		Faremos então o carregamento de acordo com os seguintes dados:
				Piloto …...............................120 lbs
				Passageiro Dianteiro...........180 lbs
				Passageiro Traseiro.............175 lbs
				Combustível = 88 us/gl........528 lbs
				Bagageiro A ….....................100 lbs
				Bagageiro B …..................... 50 lbs
		Carga Total ….............................. 1.153 lbs
		Aeronave …................................ 1.874 lbs
		Total …........................................ 3.027 lbs
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Peso e Balanceamento
D – CARREGAMENTO DE AERONAVE
		Preenchendo a tabela do exemplo vamos obter o momento total e o peso total.
		Dividindo-se o momento total pelo peso total vamos obter a posição do centro de gravidade.
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Peso e Balanceamento
D – CARREGAMENTO
 DE AERONAVE
	Colocamos os dados
 encontrados na tabela 
 ao lado.
	Observamos que para
 o peso total calculado o
 valor do C.G. Obtido
 está dentro do passeio
 do C.G. recomendado
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Teoria de Voo II
Aula 11 – Peso e Balanceamento
		Esta aula referiu-se ao capítulo “Peso e Balanceamento” do livro da bibliografia.
Bibliografia: Teoria de Voo, Performance, Peso e Balanceamento
Autor: Antônio Carlos de Freitas Pedrosa
Editora: Edições EAPAC - Escola de Aperfeiçoamento e Preparação da Aeronáutica Civil
Prof. Ten Cel R1 Norival Floriano Junior
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