PERF AULA 04 - 31-04-17

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PERFORMANCE, PESO E BALANCEAMENTO – AULA 04 
 
CONTEUDOS ABORDADOS: Field lenght; Climb; Obstacle. 
PÁGINAS: 25 – 33 
 
FIELD LENGHT 
 
 Até o momento analisamos algumas velocidades, que servirão de 
base para respondermos algumas perguntas como: “quanto de pista preciso 
para decolar? Qual o peso máximo com o qual posso decolar de determinada 
pista?”. 
 Em aviões menores, analisamos se a aeronave pode decolar de 
determinada pista ou não. Em aeronaves de maior porte, podemos adaptar o 
peso para que a decolagem possa ocorrer. Entretanto, existem várias coisas 
que podem limitar o peso do avião. Se a pista for extremamente comprida, 
ainda assim deve-se ter garantia de que obstáculos posteriores sejam 
superados, por exemplo. Também deve-se cumprir um gradiente mínimo de 
subida estabelecido por regulamentação. 
 
FIELD LENGHT 
Accelerate-stop Distance (ASD) 
 
 Para que a aeronave possa iniciar decolagem, ela precisa poder parar 
se necessário. Ou seja, na V1 a rejeição já deve ter sido iniciada (no ensaio 
de voo o motor é cortado na VEF, sendo que as manetes devem ser 
recuadas na V1). A distância entre a posição em que a aeronave soltou os 
freios e a posição final de parada em caso de RTO é chamada de Accelerate 
Stop Distance (ASD). 
 
 
 
ASDA É RELATIVA À PISTA; 
ASD É RELATIVA AO AVIÃO. 
 
 É importante notar que a parada da aeronave não se inicia no mesmo 
momento da rejeição. Após o recuo das manetes, a aeronave ainda acelerará 
e, passando a V1 (momento 1), a desaceleração se inicia e a velocidade 
volta a ser igual à V1 (momento 2). A partir desse momento, a aeronave 
desacelera até parar. A regulamentação prevê que esse trecho entre o 
momento 1 e o momento 2 tenha duração de 2s. 
 
O USO DO REVERSOR NÃO É CONSIDERADO EM PISTA SECA, MAS 
SOMENTE EM PISTA MOLHADA (n-1); 
EM PISTA MOLHADA A V1 DIMINUI, POIS É NECESSÁRIAMAIS 
DISTÂNCIA PARA PARADA. 
 
FIELD LENGHT 
One Engine Inoperative Takeoff Distance (DRY) 
 
 Se a falha de motor ocorrer após a V1, a decolagem prosseguirá e a 
aeronave deverá atingir 35 pés até a cabeceira oposta. Se houver clearway, 
esta poderá ser utilizada em pista seca. A distância resultante é chamada 
One Engine Inoperative Takeoff Distance. 
 
 
 
FIELD LENGHT 
One Engine Inoperative Takeoff Distance (WET) 
 
Se a falha de motor ocorrer após a V1 em pista molhada, a decolagem 
prosseguirá e a aeronave deverá atingir 15 pés (screenheight WET) até a 
cabeceira oposta. A diminuição da sreenheight em pista molhada se deve ao 
aumento da distância que deverá utilizada para aceleração após a falha de 
motor. A distância da soltura dos freios até a V1 é percorrida com todos os 
motores operando. Entretanto, a partir da V1 a aceleração continua com 
somente um motor. Como a V1 é reduzida em pista molhada devido à ASD, a 
distância de One Engine Out Acceleration aumenta, e a aeronave demora 
mais para atingir as mesmas velocidades requeridas (VR, VLOF e V2, que 
dependem do peso somente). Por isso, a VR será atingida mais à frente. Por 
isso, existe um crédito de screenheight para permitir que a decolagem ocorra 
nesse caso. 
Se houver clearway, esta não poderá ser utilizada. A distância 
resultante é chamada One Engine Inoperative Takeoff Distance WET. 
 
 
 
FIELD LENGHT 
All Engine Takeoff Distance 
 
 A decolagem normal, sem ocorrências, é chamada de All Engine 
Takeoff Distance. Nessa situação, a distância do ponto da soltura dos freios 
até o ponto onde a aeronave atinge a screenheight de 35 pés deve ser 
acrescida de 15% (fifteen percent rule) sem incluir a clearway. 
 
 
 
FIELD LENGHT 
FAR Field Lenght Required 
 
 As três distâncias obtidas devem ser comparadas conforme o exemplo 
abaixo, sendo que a maior delas será considerada o comprimento de pista 
requerido para decolagem – FAR Field Lenght Required. 
 Importante: nem sempre a relação entre as três distâncias será como 
a apresentada acima. Qualquer uma pode ser maior que a outra, 
dependendo do caso. 
 Também é possível fazer a análise oposta: em vez de calcular o 
tamanho de pista necessário para determinado peso, pode-se calcular o peso 
máximo que permite a decolagem de determinada pista. O valor de peso 
encontrado é chamado de Field Limited Takeoff Weight. 
 
 
 
FIELD LENGHT 
Lineup Corrections 
 
 Em alguns casos, o FAR Field Lenght required pode ser igual ao 
comprimento de pista disponível. Entretanto, a pista não é utilizada 
integralmente por uma aeronave do porte do Boeing 737: a distância utilizada 
para ingresso na pista, alinhamento ou backtrack deve ser considerada. Por 
isso, uma tabela (FPPM 1.1.1) foi elaborada para facilitar a correção. 
 É possível notar que, na tabela, a TORA e a TODA recebem ajuste de 
11m ou 19m, enquanto a ASDA recebe ajuste de 26m ou 35m. Isso acontece 
porque a distância considerada para a medição da TORA e da TODA utiliza 
como referência somente o trem principal. A ASDA, por sua vez, tem como 
referência o trem do nariz. Por isso, é possível inferir, através da tabela, que 
a distância entre o trem do nariz e o trem principal do 737 é de 15m. 
 
 
 
FIELD LENGHT 
Influência da V1 (Continue Takeoff) 
 
 Para exemplificar a influência da V1 no comprimento de pista, pode-se 
supor uma situação onde qualquer V1 entre 100kt e 140kt pode ser 
escolhida. Se a V1 escolhida for 100kt, a aeronave precisará de mais pista 
para acelerar, com falha de motor, até a VR de 150kt. Por outro lado, se a V1 
escolhida for de 140kt, será necessário menos pista para atingir a VR após a 
falha de motor. Por isso, no caso de continuar a decolagem, quanto maior 
a V1, menor a distância a ser utilizada. 
 
FIELD LENGHT 
Influência da V1 (Reject Takeoff) 
 
 Se uma maior V1 for escolhida, será necessário mais pista para parar 
a aeronave. Por isso, a relação entre V1 e comprimento de pista, no caso de 
rejeição de decolagem, é a seguinte: quanto maior a V1, maior a 
distância a ser utilizada. Essa relação pode ser verificada no gráfico abaixo: 
 
 
 
Como a V1 é a velocidade máxima na qual se pode parar a aeronave 
e também a velocidade mínima na qual se pode prosseguir a decolagem, os 
dois gráficos devem ser analisados juntos para um mesmo peso. O gráfico 
resultante é o seguinte: 
 
 
 
 Para que uma V1 seja escolhida, as duas situações (Continue e 
Reject) devem ser consideradas. Por isso, a parte do gráfico que deve ser 
considerada é a de cima (pois o comprimento de pista valerá para as duas 
situações). 
 Curiosidade: a V1 fornecida para o piloto não informa qual das 
restrições está sendo contemplada (se Continue ou Reject). Por isso, deve-se 
considerar a V1 decisiva para as duas situações. 
 
FIELD LENGHT 
Pista balanceada e relação entre peso e V1 
 
 A junção dos gráficos conforme citada acima gera uma V1 para a qual 
a distância requerida para continuar decolagem é igual à distância requerida 
para sua rejeição. Essa situação se chama pista balanceada (Balanced 
Field), e ocorre quando a ASD é igual à One Engine Inoperative Takeoff 
Distance. A V1 que se encaixa nessa situação é denominada V1 balanceada 
(Balanced V1). 
Se houver uma determinada pista disponível (available field lenght), 
existem várias V1 que poderiam ser escolhidas – todas aquelas que 
contemplarem simultaneamente a distância requerida para continuar a 
decolagem e a distância requerida para rejeitar o procedimento. Entretanto, 
somente uma V1, entre a máxima e a mínima, deve ser escolhida. 
 
NÃO EXISTE UMA MELHOR V1. DEVE-SE APENAS TER UM CRITÉRIO E 
ESCOLHER A V1 PREFERIDA. 
 
 
 
 Existem duas situações nas quais desbalancear a V1 é obrigatório: 
• V1 BALANCEADA MENOR QUE VMCG: Nesse caso a V1 deve ser 
aumentada para ser no mínimo igual à VMCG; 
• V1 BALANCEADA MAIOR QUE VMBE OU VR: nessa situação a V1 
deve ser reduzida devido à VR ou à VMBE. 
• 
A análise até o último gráfico considerava um determinado peso e, em 
função da V1, buscava o tamanho da pista e vice-versa. A próxima seção 
analisa outro aspecto da V1, considerando uma mesma pista e relacionandoa V1 com o Peso Máximo de Decolagem. 
Se a aeronave estiver mais pesada e a decolagem for continuada, é 
necessário definir uma V1 mais alta - mais próxima da VR – para que seja 
mais fácil acelerar com um motor inoperante até esta. Por isso, se uma V1 for 
muito pequena, ela estará dentro da área CANNOT GO do gráfico abaixo. Se 
a V1 estiver na área VGO, ela pode ser escolhida para continuar a 
decolagem. 
Se a aeronave estiver mais pesada e a decolagem for rejeitada, a V1 
escolhida deve ser menor, pois será necessário mais comprimento de pista 
para parada. Por isso, se uma V1 for muito alta para um determinado peso, 
ela estará dentro da área CANNOT STOP do gráfico abaixo. Se a V1 estiver 
na área VSTOP, ela pode ser escolhida para rejeitar a decolagem. Do 
cruzamento dos gráficos pode ser inferido o FIELD LIMITED TAKEOFF 
WEIGHT (o maior peso passível de ser escolhido no gráfico). 
O gráfico resultante das duas situações acima pode ser conferido 
abaixo: 
 
 
 
 
Se uma stopway for inserida na pista, a TORA e a TODA não mudam. 
Por isso, a linha de VGO não se altera. Entretanto, a ASDA será maior e, 
consequentemente, a ASD poderá ser maior. Por isso, a área VSTOP 
aumentará, a V1 aumentará e o FIELD LIMITED TAKEOFF WEIGHT (o maior 
peso passível de ser escolhido no gráfico) será maior. 
Levando em conta o exposto, quando houver stopway, um aumento 
da V1 levará a um aumento do FIELD LIMITED TAKEOFF WEIGHT. 
Nesse caso, a V1 será desbalanceada e isso será vantajoso. 
 
 
 
Se uma clearway for inserida na pista, a TODA aumentará. 
Consequentemente, as distâncias de decolagem podem ser aumentadas. Por 
isso, a V1 pode ser diminuída, já que haverá mais distância disponível 
para que a VR seja atingida após a falha de motor na V1. O gráfico desta 
situação pode ser conferido abaixo: 
 
 
 
Se a aeronave estiver mais leve que o FIELD LIMITED TAKEOFF 
WEIGHT, pode-se escolher uma V1 dentre várias possíveis, conforme o 
gráfico abaixo: 
 
 
 
CLEARWAY DIMINUI V1; 
STOPWAY AUMENTA V1. 
 
 
 
 
 
 
 
FIELD LENGHT 
Fatores que afetam a V1 
 
 Além da clearway e da stopway, alguns outros fatores também afetam 
a V1. São eles: 
• Peso: peso maior requer maiores velocidades de decolagem (V1, Vr e 
V2). A V1 mais alta compromete a distância de parada mas é 
necessária para o caso de prosseguir a decolagem após uma falha de 
motor; 
• Densidade: uma densidade mais baixa resulta em menor tração dos 
motores para prosseguir a decolagem. Sendo assim, é necessário 
aproximar as velocidades. Por isso, V1 e VR aumentam, enquanto V2 
diminui; 
• Flap: quanto maior a setagem de flap, maior a sustentação e 
consequentemente menores a VR e a V2. A V1 não pode ser maior 
que a VR. Por isso, a V1 acompanha o movimento e também é 
reduzida; 
• Slope: pista uphill facilita a parada e dificulta aceleração. Por esses 
dois motivos a V1 aumenta, ficando mais próxima da VR. VR e V2 não 
são afetadas pelo slope; 
• Vento de proa: vento de proa facilita a parada da aeronave e o 
contrário ocorre com vento de cauda. Dessa forma, a V1 aumenta com 
vento de proa e diminui com vento de cauda. VR e V2 não são 
afetadas pelo vento. 
 
CLIMB 
Gradiente mínimo de subida 
 
 Se houvesse uma pista de 10km de extensão, o peso não seria um 
limitante. Entretanto, mesmo que haja muita pista e não haja obstáculos após 
seu final, existe um gradiente mínimo de subida que deve ser cumprido 
segundo a regulamentação. 
 Gradiente de subida é uma relação entre a distância percorrida e a 
altitude alcançada (o quanto o avião deve subir em determinado trecho 
horizontal). Se a aeronave anda 100m na horizontal e sobe 5m, o gradiente 
de subida é de 5%, por exemplo. 
 A fórmula do gradiente de subida deve ser memorizada, levando 
em conta que a unidade de peso (W) é o Newton. O valor de G será 
fornecido no exercício. 
 Importante: deve-se prestar atenção à questão. Se for considerado o 
gradiente mínimo, por exemplo, deve ser usada tração n-1. Se for 
considerada uma decolagem ALL ENG, deve ser usada a tração total. 
 
GRADIENTE = 100 x [T/W-CD/CL] ou 100 x [(T-D)/W]; 
 
 
 
 
 
 
CLIMB 
Segmentos de decolagem 
 
A decolagem, segundo a regulamentação, foi dividida em quatro 
segmentos. Cada um desses segmentos tem suas próprias características, 
como se segue: 
 
• Primeiro segmento: TO POWER; TO FLAP; GEAR RETRACTING; 
SPD V2; BEG HEIGHT 35’; END HEIGHT GEAR UP; CLB GRAD N-1 
2ENG-MAIOR QUE 0% 3ENG-0,3% 4ENG-0,5% 
• Segundo segmento: TO POWER; TO FLAP; GEAR UP; SPD V2; 
BEG HEIGHT GEAR UP; END HEIGHT ACCEL ALT (BTN 400’ AND 
1500’); CLB GRAD N-1 2ENG-2,4% 3ENG-2,7% 4ENG-3%; 
• Terceiro segmento: TO POWER; FLAP RETRACTING; GEAR UP; 
SPD ACCEL TO ENG OUT CLB SPD; BEG HEIGHT ACCEL ALT 
(BTN 400’ AND 1500’); END HEIGHT SAME BEG HEIGHT (LEVEL 
FLT); CLB GRAD N-1 2ENG-1,2% 3ENG-1,5% 4ENG-1,7%; 
• Quarto segmento: POWER MCT; FLAP UP; GEAR UP; SPD ENG 
OUT CLB SPD; BEG HEIGHT ACCEL ALT (BTN 400’ AND 1500’); 
END HEIGHT 1500’ OR CLR OF OBST; CLB GRAD N-1 2ENG-1,2% 
3ENG-1,5% 4ENG-1,7%; 
 
 
 
Importante: o segundo segmento se encerra na altitude de aceleração. 
Por regulamentação, a altitude de aceleração mínima é de 400’ e a máxima é 
de 1500’. Entretanto, o fim do segundo segmento é a altitude de 
aceleração, e não qualquer altitude entre 400’e 1500’. 
Importante: o terceiro segmento ocorre em voo nivelado. Entretanto, 
um gradiente mínimo de subida deve ser observado. Isso ocorre porque o 
gradiente mínimo de subida considera o início da subida (screenheight) e não 
cada segmento separadamente. 
Curiosidade: ENG OUT CLB SPD vale no mínimo 1,25 da VS. 
 
Se a aeronave estiver tão pesada que os gradientes não podem ser 
cumpridos, o peso deve ser reduzido para que os requisitos sejam atingidos. 
Nesse caso, o peso máximo de decolagem é limitado por CLIMB. Por isso, 
esse é o CLIMB LIMITED WEIGHT. 
Normalmente o peso máximo de decolagem é limitado por FIELD 
quando a pista é curta. Se a pista é relativamente longa, pode ser que outros 
fatores limitem o peso máximo de decolagem. Um dos fatores que limitam o 
MAXIMUM TAKEOFF WEIGHT é o CLIMB gradient. 
 
 
CLIMB 
Altitude de aceleração 
 
 A altitude de aceleração (ACCEL ALT) deve estar entre 400’ e 1500’. 
Se a ACCEL ALT for 400’, pode ser que um obstáculo seja um empecilho 
para isso. Entretanto, a ACCEL ALT não pode ser tão alta que exija mais de 
5min de TO POWER. Por isso, pode-se imaginar uma situação onde o 
cronômetro é disparado ao callout de TAKOFF THRUST SET. Ao final do 
terceiro segmento, onde a potência é reduzida para MCT, o tempo deve estar 
marcando no máximo 5min de TO POWER (mesmo com DERATE). Se esse 
tempo – estabelecido pelo fabricante do motor - for ultrapassado, será 
necessário reduzir peso para aumentar a performance de subida e encaixar o 
final do terceiro segmento nos 5min ou diminuir a ACCEL ALT. 
 Curiosidade: em lugares onde os obstáculos são um problema e a 
ACCEL ALT muito alta pode levar a extrapolar os 5min de TO POWER ao 
baixar o nariz e limpar o avião, é possível estender o segundo segmento, 
realizando o terceiro segmento utilizando MCT (exceção à regra). 
 
 
 
OBSTACLE 
Gross Flight Path e Net Flight Path 
 
 Pode haver obstáculos na decolagem que exijam um gradiente maior 
que o estabelecido pelo limitante CLIMB. Se a aeronave precisar voar um 
gradiente de 3% em um segmento onde o gradiente mínimo é 2,7%, por 
exemplo, pode-se dizer que o limitante passa a ser OBSTACLE. 
 Quando um obstáculo limita a decolagem? 
 A partir da screenheight deve ser traçada uma trajetória até 35ft acima 
de quaisquer obstáculos a serem superados. Sabendo a distância do 
obstáculo e a altura do obstáculo somada com a margem de 35ft, é possível 
calcular o gradiente necessário para superar o obstáculo em 35ft (NET 
FLIGHT PATH). Entretanto, a margem de 35ft é muito pequena se forem 
consideradas quaisquer contingências e falta de habilidade do piloto durante 
a subida. Por isso, deve ser adicionado um gradiente sobre o NET FLIGHTPATH. Para aeronaves com 2 motores, deve ser adicionado 0,8% no NET 
FLIGHT PATH; Aeronaves com 3 motores devem adicionar 0,9% ao seu NET 
FLIGHT PATH; Por sua vez, aeronaves com 4 motores adicionam 1,0% ao 
NET FLIGHT PATH. 
 A trajetória resultante da soma do NET FLIGHT PATH com a EXTRA 
MARGIN é chamada de GROSS FLIGHT PATH. 
 Curiosidade: a adição de uma margem extra leva à seguinte situação: 
quanto mais distante o obstáculo estiver, mais longe o GROSS FLIGHT 
PATH estará de seu topo.