Prova 02 - Aeronáutica

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PROVA 02 – AERONÁUTICA 
 
1. Nas figuras abaixo, indique com os números do enunciado os seguintes elementos: 
 
 
 
 
 
 
 
2. Indique a posição dos eixos principais de referência e os momentos principais com seus 
nomes no desenho a seguir: 
 
Solução: 
 
 
 
3. Faça um diagrama de corpo livre indicando às forças principais que atuam em uma aeronave 
de asa fixa. 
 
 
W - Força peso 
L - Força de sustentação 
T - Tração 
D - Arrasto 
 
4. Explique com suas palavras como surge a força de sustentação. 
 
Resumo: As linhas de corrente, próximas à região que se estende acima da asa, se curvam. As 
linhas de corrente ficam mais próximas na região acima da asa; já abaixo da asa, as linhas de 
corrente se encontram mais afastadas. Dessa forma, a velocidade do ar em relação ao avião é 
maior acima da asa, enquanto a velocidade do ar é menor abaixo dela. Como a velocidade é 
maior acima, a pressão então se torna menor; ao passo que a pressão é maior embaixo da asa 
pelo fato de a velocidade ser menor. Como consequência dessa diferença de pressão, surge uma 
força (L), chamada força de sustentação. 
 
Solução 1: A força de sustentação surge como a componente vertical da força de arrasto que é 
gerada nas asas, por meio do ângulo de ataque. (questionável) 
 
Solução 2: Devido a distância percorrida pelas partículas de ar ser diferente, já que o extradorso 
tem um comprimento maior que o intradorso, as partículas de ar terão velocidades diferentes. 
E isto gera um aumento da pressão dinâmica e uma diminuição da pressão estática. Essa 
diferença de pressão gera uma força para cima. Quanto maior o ângulo de ataque, menor a 
velocidade, pois ao mesmo tempo que aumenta a sustentação, aumenta a resistência do ar. 
Logo, se aumentar muito, o avião pode perder muito a velocidade e entrar em estol (perda total 
de sustentação). 
 
5. Explique a origem da força de tração em um planador. 
Solução 1: Apontar o planador para baixo, trocando altitude por velocidade. Assim, ele voará 
rápido o suficiente para gerar sustentação necessária para seu peso. O planador não possui 
motor, logo ele deve ser arremessado e assim conseguirá voar devido às correntes de ar 
ascendentes. O planador não realiza um voo horizontal, mas vai perdendo altitude ao longo do 
tempo 
 
Solução 2: A força de tração surge principalmente por meio das correntes térmicas ascendentes 
na atmosfera e por meio do componente da força peso. 
 
6. Explique com suas palavras o que significa arrasto induzido. 
 
Solução. É a passagem de ar do intradorso para o extradorso na ponta da asa, gerando um 
turbilhonamento e assim provoca uma resistência no avanço do avião e queda da sustentação. 
E isto está relacionado com a diferença de pressão. 
 
 
7. Todos os motores aeronáuticos são de certa forma motores a reação. Esta afirmação está 
correta? Comente a afirmação tendo por base como operam os motores aeronáuticos. 
 
Resumo: O motor convencional é um tipo de motor aeronáutico no qual pistões, que se movem 
dentro de cilindros, acionam um eixo de manivelas que, diretamente ou através de uma caixa 
de redução, aciona uma hélice (aviões) ou um rotor (aeronave de asas rotativas); as hélices 
transformam o torque do motor em tração. Já os motores à reação expelem um jato rápido de 
algum fluido para gerar um empuxo, conforme a terceira lei de Newton: ação e reação. Os 
motores à turbina dividem-se, basicamente, em três diferentes tipos: (i) motor turboélice é um 
motor projetado para acionar uma hélice responsável pela propulsão do avião; (ii) motor 
turboeixo é um motor projetado para acionar o rotor de uma aeronave de asas rotativas; e (iii) 
motor à reação ou motor turbojato é um motor projetado para aviões que utiliza a expansão dos 
gases para propulsionar o avião. Inclui os motores denominados turbofan. 
 
Solução: Não, pois também existem os motores aeronáuticos convencionais. Nesses motores 
uma mistura de ar e combustível é preparada no carburador e enviada para a câmara de 
combustão dentro do cilindro, então, pela válvula de admissão move o pistão para baixo e 
transfere todo o movimento para o eixo de manivelas, acionando a hélice.Depois disso, o pistão 
sobe e comprime a mistura, a qual receberá uma centelha de um dispositivo chamado vela, 
gerando uma combustão e aumento da pressão da mistura, o que gera uma consequente 
expansão. O ciclo completo vai se repetindo para que o avião mantenha a força de tração. 
Já o motor a reação baseia-se na terceira lei de newton: ação e reação. Assim, há expulsão de 
gases para trás, provocando a reação do deslocamento do avião para frente. No sistema há um 
conjunto de pás na parte da frente, que forma o primeiro compressor en a parte de trás, segundo 
compressor da turbina e no meio há uma câmara de combustão, onde ocorrerá a queima da 
mistura do ar comprimido com o combustível, que aumentará ainda mais a pressão dos gases 
gerando uma saída muito forte. Assim, há a força de empuxo, devido o deslocamento dos gases. 
 
8. Quais as vantagens das utilização de asa alta? E as desvantagens? 
 
Solução: 
 
Disposição da asa Vantagens Desvantagens 
Alta Possibilita maior estabilidade 
lateral para a aeronave; 
Possui menor propensão a 
estolar; 
Proporciona necessidade de 
menores comprimentos de 
pista para decolar e pousar. 
Menor desempenho e 
eficiência aerodinâmica em 
voo, fazendo com que a 
aeronave desenvolva 
menores velocidades. 
Média Menor geração de arrasto. Requer maior rigidez 
estrutural. 
Baixa Menor manobrabilidade de 
rolamento; 
Proporciona melhor estrutura 
para trem de pouso; 
Melhor aproveitamento do 
efeito solo. 
Proporciona menor 
estabilidade lateral 
Parasol Proporciona boa visibilidade 
da cabine 
Proporciona maior arrasto 
aerodinâmico. 
 
 
9. Em que geometria de asa o stall se inicia na raiz? Esta condição é desejável ou indesejável? 
Justifique sua resposta. 
 
Solução: Na forma geométrica retangular. É indesejável, pois stall significa perda de 
sustentação, ou seja, o avião começará a cair. Porém como a ponta da asa onde ficam os 
ailerons, ainda estará livre de stall, é possível recuperar o voo, fazendo dos ailerons. Ocorre 
também na asa elíptica. 
 
OBS: Na asa com forma geométrica retangular, a região do primeiro estol ocorre bem próximo 
a raiz da asa, e , dessa forma, a região mais próxima da ponta continua em uma situação livre 
de estol, permitindo a recuperação do voo da aeronave fazendo-se uso dos ailerons que se 
encontram em uma situação de operação normal. Isto também ocorre nas asas com forma 
geométrica elíptica, pois também ocorre uma propagação da região de estol da raiz para a ponta 
da asa 
 
10. No interior de uma cabine de uma aeronave, como pode ser comandada a guinada? E a 
arfagem? 
 
Solução: Os pedais acionam os lemes para que ocorra o movimento de guinada. Já a arfagem 
é produzida pelo manche. 
 
Os comandos: 
Manche: volante que se movimenta para frente e para trás ou para os lados. Empurrando e 
puxando o nariz e inclinando as asas respectivamente. 
Pedais: movimenta o nariz para o lado em que se pisa. 
 
Superfícies de comando: 
Primários: ailerons, profundor e leme. 
Secundários: compensador de cada um dos primários.