Livro_completo conhecimento geral das aeronaves (asa fixa)

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UnisulVirtual
Palhoça, 2018
Conhecimento Geral 
das Aeronaves 
(Asas Fixas)
Universidade Sul de Santa Catarina
Universidade do Sul de Santa Catarina – Unisul
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Livro Didático
Professor conteudista
Antonio Carlos Vieira de Campos
Designer instrucional
Marina Cabeda Egger Moellwald 
(1ª edição revista e ampliada)
Projeto Gráfico e Capa
Equipe UnisulVirtual
Diagramação
Noemia Souza Mesquita 
Pedro Teixeira
Revisão Ortográfica
Diane Dal Mago
ISBN
978-85-7817-226-8
Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca Universitária da Unisul
C21
Campos, Antonio Carlos Vieira de 
Conhecimento geral das aeronaves (asas fixas): livro didático/Antonio Carlos 
Vieira de Campos; design instrucional Marina Cabeda Egger Moellwald. – 1. ed. 
rev. e ampl. – Palhoça : UnisulVirtual, 2018. 
294 p. : il. ; 28 cm.
Inclui bibliografia.
ISBN 978-85-7817-226-8
1. Asas - Estrutura. 2. Aviões - Estrutura. 3. Instrumentos aeronáuticos. I. 
Moellwald, Marina Cabeda Egger . II. Título.
CDD (21. ed.) 629.13432
Copyright © UnisulVirtual 2018
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Livro didático
UnisulVirtual
Palhoça, 2018
1ª edição revista e ampliada
Conhecimento Geral 
das Aeronaves 
(Asas Fixas)
Antonio Carlos Vieira de Campos
Sumário
Introdução | 7
Capítulo 1
Estrutura e tipos de aeronaves | 9
Capítulo 2
Sistemas de aeronaves | 65
Capítulo 3
Instrumentos de voo e automação | 125
Capítulo 4
Manuais e outros documentos da aeronave | 183
Capítulo 5
Inspeção e manutenção | 207
Capítulo 6
Aeronave comercial típica | 235
Considerações Finais | 279
Referências | 281
Sobre o Professor Conteudista | 291
Respostas e comentários das atividades de autoavaliação | 292
Introdução 
Caros alunos,
A aviação é uma atividade fascinante. Parte deste fascínio é fruto da intensa 
relação do binômio homem-máquina. Quem já entrou em uma aeronave, como 
passageiro ou tripulante e sentiu a liberdade de se deslocar pelos ares sem 
restrições, já foi envolvido pelo desejo de fazer parte desta história.
Você que está iniciando seus estudos nas ciências do voo, vai encontrar nesta 
Unidade de Aprendizagem não só os conhecimentos básicos essenciais, mas 
também será apresentado a um amplo espectro de conhecimentos que serão 
necessários à medida que progredir em sua formação.
A aviação reúne um sem número de atividades das mais diversas áreas e é 
um grande exemplo de desenvolvimento da capacidade humana. A era do 
conhecimento está aí e afetou significativamente as carreiras profissionais de, 
praticamente, todas as áreas, inclusive na aviação.
Para os pilotos de hoje, por exemplo, a competência básica de saber lidar com os 
controles de voo, decolar, voar e pousar um determinado tipo ou modelo de aeronave 
é apenas uma das habilidades necessárias para compor o verdadeiro aviador.
Um piloto reconhecido como de excelência profissional é aquele que estuda cada 
detalhe de si mesmo e da máquina, as capacidades e limitações e consegue 
desenvolver uma tentativa real de vínculo homem-máquina, em uma única 
unidade funcional.
Para ter sucesso, essa relação deve ser baseada no conhecimento, compreensão 
e confiança. Assim, tenha sempre em mente que para ser um profissional de 
sucesso você deverá buscar, continuamente, o conhecimento e a compreensão 
das ferramentas e atividades envolvidas na sua área de atuação.
O aprendizado de aeronaves complexas, seus sistemas, as características de voo, 
procedimentos e técnicas pode ser um empreendimento difícil, mesmo para os 
mais profissionais e motivados aviadores, mas aqui analisaremos que, felizmente, 
há uma abordagem sistemática à aprendizagem e à compreensão dos sistemas 
de qualquer aeronave, isso facilitará o seu aprendizado sobre o que precisará 
saber e aprender em relação a cada aeronave que lhe for entregue.
Este livro reúne uma infinidade de informações colhidas de diversas fontes 
nacionais e estrangeiras como listadas nas Referências localizada nas páginas 
finais. Mesmo assim, gostaria de enfatizar que a maior referência utilizada no 
desenvolvimento deste conteúdo foi baseada na coleção de manuais da agência 
reguladora americana (Federal Aviation Administration (FAA), principalmente no 
Pilot´s Handbook of Aernautical Knowledge (FAA, 2016), que considero um dos 
mais completos sobre o conhecimento geral aeronáutico. 
Aproveito, também, para agradecer ao colega Adilio Marcuzzo Jr. Que, 
gentilmente, auxiliou-me no desenvolvimento deste material, ao me orientar e 
ceder os conteúdos de seus artigos – que podem ser acessados sem restrições 
pela Internet - sobre a área de manutenção de aeronaves. 
Bom voo!
Prof. Antonio Carlos Vieira de Campos
9
Habilidades
Seções de estudo
Capítulo 1
Estrutura e tipos de aeronaves
Seção 1: Pequena história da evolução das aeronaves
Seção 2: Classificação, definições e principais 
componentes do avião
Seção 3: Os princípios fundamentais da aerodinâmica
Seção 4: A teoria de voo e a análise de desempenho
Reconhecer os diferentes componentes de uma 
aeronave de asas fixas e descrever, em linhas 
gerais, o respectivo funcionamento;
Aplicar os subsídios teóricos para a operação da 
aeronave com segurança e eficiência;
Conceituar, classificar e identificar a estrutura básica 
das aeronaves, e compreender o funcionamento 
dos controles de voo;
Entender e saber aplicar os conceitos básicos da 
teoria de voo na operação das aeronaves.
10
Capítulo 1 
Seção 1
Pequena história da evolução das aeronaves 
A história da aviação é muito mais complexa e fascinante do que a geralmente 
é encontrada nos livros didáticos. Nesta seção, será contada um pouco dessa 
história, mostrando fatos interessantes e até pouco conhecidos. A evolução técnica 
das aeronaves será nossa linha de referência neste estudo, isso para que possamos 
contextualizar e entender a construção e o funcionamento dos aviões modernos.
Ao contrário do que é geralmente ensinado, Alberto Santos Dumont não 
“inventou” o avião. Apesar da significativa contribuição do inventor brasileiro e do 
mérito de ter sido o primeiro a fazer um voo controlado e motorizado na Europa, 
o avião é, na verdade, o resultado de um desenvolvimento que se estendeu por 
séculos e que começou muito antes dele. Desde os tempos pré-históricos, os 
seres humanos têm invejado o voo dos pássaros e desejavam imitá-los. 
A identidade do primeiro “homem-pássaro”, que se instalou com asas e pulou de 
um penhasco em um esforço para voar, é perdida no tempo, mas cada tentativa 
infrutífera forneceu àqueles que desejavam voar perguntas que necessitavam de 
respostas. Filósofos, cientistas e inventores ofereceram soluções, mas ninguém 
conseguiu incorporar as asas ao corpo humano e voar como um pássaro. 
Durante o Século XV, Leonardo da Vinci elaborou esboços de propostas de 
máquinas voadoras, fruto, sobretudo, da observação do voo das aves. Foram 
os primeiros estudos relativamente técnicos sobre as possibilidades do voo por 
seres humanos. Da Vinci corretamente concluiu que era o movimento da asa em 
relação ao ar que produzia a reação resultante necessária para voar. No entanto, 
suas especulações foramfalhas porque ele se ateve à ideia das asas móveis 
como a dos pássaros, para impulsionar o homem ao voo. 
Mesmo assim, durante esse período, conseguimos respostas importantes. 
Aristóteles concebeu a noção de que o ar tem peso e a lei de Arquimedes de 
corpos flutuantes formou um princípio básico dos veículos mais leves que o 
ar. Homens como Galileu, Roger Bacon e Pascal provaram que o ar é um gás, 
é compressível, e sua densidade diminui com a altitude. Mas foi Isaac Newton 
quem definiu, pela Física, os movimentos dos corpos em função das forças 
aplicadas nele. Conhecidas como as três leis de Newton, elas definem:
1. o princípio da inércia;
2. o princípio fundamental da dinâmica; e
3. o princípio da ação e reação. 
11
Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
O mais pesado do que o ar
No início de novembro de 1782, Joseph Michel e Jacques Etienne Montgolfier 
fabricaram um balão esférico, de seda, com cerca de 1 metro de diâmetro, o 
qual subiu a cerca de 30 metros de altura, antes de esfriar e cair. Em 1783, o 
primeiro balão de ar quente tripulado voou por 23 minutos. A partir desse evento, 
e durante certo tempo, o balão serviu apenas como curiosidade e diversão, 
principalmente porque, após decolar, o aparelho ficava à mercê dos ventos e 
raramente ia para onde o seu dono desejava. A questão já não era mais subir, 
mas controlar a direção e a velocidade do voo. (BELLIS, 2017). 
Mesmo com a realidade do voo na forma de um deslocamento controlado pelo 
ar, pelos balões dirigíveis que surgiram no final do século XIX, ela não satisfez 
aqueles entusiastas que ainda preferiam trabalhar na velha ideia de Leonardo da 
Vinci: voar com asas, como os pássaros.
A solução para isso estava num brinquedo bastante familiar no Oriente, por mais de 
2000 anos, mas que só foi introduzido no Ocidente no século 13: a pipa. 
Sir George Cayley, um inglês nascido 10 anos antes do voo de balão dos 
Mongolfier, acreditava que o estudo das pipas desvendaria os segredos do voo. 
Ele passou seus 84 anos tentando desenvolver um veículo mais pesado do que o 
ar, suportado por asas em forma de pipa. (GIBBS-SMITH,1962). 
Cayley foi o primeiro a teorizar os princípios do voo 1. Contrariamente aos seus 
contemporâneos, Cayley dispensou o “batimento de asas” como fundamento 
para alçar voo, concentrando-se na necessidade de se possuir:
 • uma superfície aerodinâmica geradora de sustentação (asa); e
 • uma fonte de força impulsora (motor). 
Baseado nesses princípios, em 1799 ele desenhou seu primeiro modelo de 
aeroplano, que não construiu dada a inexistência de motores àquela época. 
Assim, Cayley se concentrou nos planadores. Em 1853, pouco antes de morrer, 
construiu o mais bem-sucedido de seus planadores, tendo convencido seu 
cocheiro a pilotá-lo. Na verdade, o homem foi mais um passageiro do que um 
piloto, mas é considerado como a primeira pessoa a voar em um aparelho mais 
pesado do que o ar. 
1 Tais como a força de sustentação, peso e arrasto aerodinâmico, conceitos válidos até hoje.
12
Capítulo 1 
O sucesso de Cayley estimulou outros pesquisadores, entre os quais o 
alemão Otto Lilienthal. Concentrando-se igualmente nos planadores, Lilienthal 
desenvolveu várias configurações diferentes. Na maioria delas, o piloto voava 
pendurado debaixo do aparelho, tal como em uma asa-delta, atualmente. Essa 
configuração ajudava a resolver um dos grandes problemas dos aparelhos da 
época: a estabilidade. 
O aeroplano
Embora constem experimentos em praticamente todo o mundo, buscando 
a realização prática do voo aeródino motorizado, os mais importantes foram 
creditados aos irmãos americanos Orville e Wilbur Wright e ao brasileiro radicado 
na França, Alberto Santos Dumont. 
Como vimos até agora, o problema do voo do mais pesado do que o ar já 
estava praticamente solucionado no final do Século XIX, faltando apenas um 
motor adequado para transformá-lo num avião de verdade. O sonho de um voo 
autônomo motorizado estava próximo. 
A invenção do motor à gasolina e o início da produção de automóveis pela 
Daimler-Benz, em 1886, utilizando este tipo de motor, fez com que as atenções de 
muitos dos pioneiros se voltassem para ele. Na época, a principal vantagem do 
motor à gasolina sobre os motores a vapor era a relação peso-potência. Um dos 
primeiros a compreender as vantagens do motor à gasolina na aviação foi Santos 
Dumont, que passou a utilizar motores de motocicleta e de automóveis nos seus 
dirigíveis. O passo seguinte foi partir para a construção de um aeroplano.
Para isso, Santos Dumont baseou-se no desenho de pipas-caixa, conhecidas 
como “pipas de Hargrave” 2 e construiu uma asa constituída basicamente de 
seis pipas-caixa, sendo três de cada lado. Como fuselagem (corpo do avião), 
aproveitou a quilha do seu dirigível N°14 (daí o nome “14-bis”) e instalou um 
motor de 8 cilindros e 50HP. Uma estrutura adicional prolongava a fuselagem 
até a pipa-caixa dianteira, que atuava como leme de direção e de profundidade 
(controle de altitude). 
Em 23 de outubro de 1906, Alberto Santos Dumont tornou o sonho realidade. Ao 
decolar abordo do 14 bis, impulsionado por um motor à gasolina, ele voou naquele 
dia e repetiu a façanha menos de um mês depois, diante de uma multidão que 
compareceu ao Campo de Bagatelle, em Paris. Esses dois voos foram as primeiras 
demonstrações públicas de um aparelho mais pesado do que o ar, levantando voo 
por seus próprios meios, sem a necessidade de uma rampa de lançamento.
2 Devido ao seu inventor, o australiano Lawrence Hargrave.
13
Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
Seção 2 
Classificação, definições e principais 
componentes de um avião
Para início de conversa, você saberia definir o que é uma aeronave? Antes que 
possamos classificá-las, necessitamos conceituar esta máquina. 
De acordo com o dicionário Priberam (2013), aeronave nada mais é do que um 
“Nome genérica dos aparelhos por meio dos quais se navega no ar”. Mas de 
modo geral, elas são definidas como “todo aparelho capaz de se sustentar e 
navegar no ar”. (HOMA, 2010). 
A definição mais completa, no entanto, é a encontrada no Código Brasileiro de 
Aeronáutica, editado pela Lei n. 7.565, de 19 de dezembro de 1986, em seu 
artigo 106: “Considera-se aeronave todo aparelho manobrável em voo, que possa 
sustentar-se e circular no espaço aéreo, mediante reações aerodinâmicas, apto a 
transportar pessoas ou coisas”. (BRASIL, 1986). Sendo assim, podemos entender 
que tanto um balão como um helicóptero ou tanto um autogiro como um dirigível 
são aeronaves que atendem essa definição, o mesmo valendo para um planador, 
para um paraquedas motorizado ou para um avião. 
O avião e o planador, por exemplo, são aeródinos de asa fixa. Ao se deslocarem 
na atmosfera, suas asas desviam o fluxo de ar de modo a criar uma reação 
aerodinâmica para cima, denominada sustentação. Já o helicóptero ou o autogiro 
são aeródinos de asa rotativa. As pás do rotor, ao girar, criam sustentação da 
mesma forma como as asas do avião.
Outra forma de classificação das aeronaves foi categorizá-las 3. Essa classificação 
é normalmente utilizada para a emissão das licenças de pilotagem. Assim sendo, 
um piloto da categoria “avião” não está habilitado para operar um “helicóptero”. 
Para cada categoria há necessidade de uma licença específica.
As aeronaves também são classificadas quanto ao seu uso 4. Consideram-se 
militares as integrantes das Forças Armadas, inclusive as requisitadas na forma 
da lei, para missões militares. 
3 Assim, surgiram as categorias: avião, helicóptero, balão e planador.
4 Civil ou militar e público ou privado.
14
Capítulo 1 
As aeronaves civis são subdivididas e compreendem:
 • aeronaves públicas;
 • aeronaves privadas. 
 
As aeronaves públicas são as destinadas ao serviço do Poder Público, ou seja, 
pelo legislativo, pelo executivo ou pelo judiciário dos três níveis, municipal, 
estadual ou federal; todas as demais são aeronaves privadas. 
Assim sendo, uma aeronave a serviço da PolíciaFederal, por exemplo, é uma aeronave 
civil pública. 
Para diferenciá-las quanto ao porte, as aeronaves foram classificadas quanto ao 
seu peso 5.
Os aviões também são classificados quanto à posição das asas. Elas podem ser 
fixadas em 4 posições em relação à fuselagem:
1. na sua parte inferior (asa baixa);
2. na altura média (média);
3. na sua parte superior (alta); ou
4. acima dela (parasol). 
A seguir, uma imagem representativa dessa classificação:
Figura 1.1 – Classificação quanto às Asas
Fonte: Talay, 1975, p. 18. 
5 Podendo ser: ultraleves, leves, médias ou pesadas.
15
Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
O número de asas também pode variar. Os aviões com um único conjunto 
de asas são chamados de monoplanos, enquanto aqueles com dois ou mais 
conjuntos são chamados de biplanos, triplanos, e assim por diante. O mesmo 
ocorre com relação ao número de motores, existindo, então, os monomotores, os 
bimotores, os multimotores etc.
Existem várias outras classificações e categorias constantes dos Regulamentos 
Brasileiros de Aviação Civil (RBAC) e de outros documentos oficiais que foram 
criadas para atender diversas finalidades como, por exemplo, a certificação 
de produtos aeronáuticos (RBAC 23) onde são citadas as categorias: normal, 
utilidade, acrobática e de transporte. 
O avião
Agora, falando apenas dos aeródinos de asa fixa, ou seja, dos aviões, embora 
sejam projetados para uma variedade de propósitos, a maioria deles tem a 
estrutura semelhante e os mesmos componentes principais. As características 
gerais são, em grande parte, determinadas não só pelos objetivos do projeto 
original, mas também pelos requisitos de homologação aeronáutica (que 
são comuns a todos os fabricantes), o que as fazem apresentar as mesmas 
partes estruturais básicas e características operacionais semelhantes, 
independentemente de ser um monomotor ou um grande jato comercial.
Segundo Rodrigues (2014), um avião é definido como uma aeronave de asa fixa 
mais pesada do que o ar, movida por propulsão mecânica, que é mantido em 
condição de voo devido à reação dinâmica do ar que escoa através de suas asas. 
Os principais componentes
A maioria dos aviões é composta pelo corpo ou fuselagem como estrutura 
principal, onde há espaço para pessoas ou coisas. Na fuselagem, existem as 
conexões estruturais onde são instaladas as asas, a empenagem, o trem de 
pouso, o conjunto motopropulsor e, finalmente, são incorporados os diversos 
outros subconjuntos complementares, chamados de sistemas 6. 
6 Como, por exemplo, o sistema de combustível, elétrico, hidráulico etc.
16
Capítulo 1 
Figura 1.2 - Os principais componentes de um avião
Fonte: FAA, 2016, p 3-4.
Assim como outras máquinas sofrem esforços estruturais com o seu trabalho ou 
movimento, todos os componentes estruturais do avião são submetidos e devem 
resistir a diversos esforços 7 durante a sua operação, que se referem ao próprio voo. 
Assim como o automóvel sofre uma torção ao passar em uma valeta ou um buraco, o 
avião poderá sofrer os esforços citados em voo. Um avião normalmente estará sofrendo 
esforços estruturais e seu corpo deverá resistir a eles para se manter integro durante o voo. 
Portanto, os materiais utilizados na construção das estruturas aeronáuticas 
devem ser leves e resistentes. Os mais utilizados são as ligas de alumínio, mas 
também existem aviões feitos com tubos de aço soldado. Os materiais mais 
modernos são fibra de vidro, fibra de carbono e tecido de Kevlar®, dos quais 
falaremos mais adiante.
A construção das fuselagens
A construção das fuselagens das aeronaves evoluiu da treliça de madeira 
revestida com tela para a estrutura semi-monocoque em caverna, feita 
de materiais compostos atualmente, passando pela estrutura tubular com 
mecanismos estruturais e pela estrutura monocoque em caverna. 
7 Os principais tipos de esforços são: a tração, a compressão, a flexão, o cisalhamento e a torção.
17
Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
A fuselagem, basicamente, pode ser construída de três formas diferentes: 
1. treliçada;
2. monocoque; ou
3. semi-monocoque.
A seguir, uma imagem representativa dessas construções:
Figura 1.3 – Tipos de estruturas de fuselagem
Fonte: Rodrigues, 2014, p. 14. 
Vejamos, mais detalhadamente, cada uma destas estruturas, iniciando pela 
estrutura treliçada tubular. A estrutura em forma de treliça para a fuselagem é 
utilizada em algumas aeronaves de projetos mais antigos. A resistência e a rigidez 
desse tipo de estrutura são obtidas através da junção das barras em uma série de 
modelos triangulares.
A principal desvantagem da estrutura treliçada tubular é a dificuldade em se obter 
um formato mais aerodinâmico e eficiente. Nesse processo de construção, longos 
pedaços de tubos de aço postos no sentido longitudinal 8 são soldados entre si, 
com tubos menores para formar um quadro bem resistente. Suportes verticais e 
horizontais são soldados às longarinas para dar à estrutura uma forma quadrada 
ou retangular. Suportes adicionais, como cabos de aço esticados em diversos 
pontos, são necessários para suportar os esforços estruturais de tração. Outras 
longarinas, divisórias e suportes podem ser necessários para dar melhor forma à 
fuselagem ou para adequar à cabine.
No início, essa estrutura tubular era aparente, mas com o avanço da tecnologia, 
os projetistas de aeronaves viram que ao usar um revestimento na parte estrutural 
conseguia-se diminuir o arrasto e melhorar o desempenho. Esse revestimento era 
originalmente feito com tela de tecido, que acabou sendo substituído por metais 
leves, como o alumínio. 
8 Chamados de longarinas.
18
Capítulo 1 
Figura 1.4 - Estrutura treliçada tubular sem o revestimento
Fonte: Carvalho, 2007. 
Seguimos à estrutura monocoque. 
Com o tempo, os projetistas das fuselagens observaram que, em alguns casos, 
essa “pele” exterior da estrutura treliçada poderia suportar a maior parte ou 
a totalidade das cargas estruturais. A maioria das aeronaves modernas usa 
essa forma de construção, conhecida como construção monocoque ou semi-
monocoque, em que o revestimento externo é parte estrutural da fuselagem.
A construção monocoque usa o revestimento como peça principal para suportar 
quase todas as cargas estruturais. Esse revestimento é geralmente feito de 
chapa metálica, sendo que a mais comum utiliza as ligas de alumínio. O formato 
aerodinâmico é obtido pelas cavernas que podem suportar parte do esforço. 
Apesar de forte, a construção monocoque não é muito tolerante à deformação 
da superfície, como acontece com uma lata de bebida de alumínio, por exemplo, 
que pode suportar forças consideráveis nas extremidades da lata, mas se o seu 
lado é ligeiramente amassado, enquanto suporta uma carga, ela se deformará 
por completo facilmente. Para minimizar este aspecto, os primeiros aviões feitos 
neste processo de fabricação utilizavam chapas onduladas ou corrugadas, como 
as telhas metálicas de hoje, para aumentar sua resistência a deformações laterais.
Como a maioria dos esforços de torção e flexão é suportado pelo revestimento 
estrutural e não por uma estrutura convencional, a necessidade de reforço interno 
foi eliminada ou reduzida, economizando peso e maximizando o espaço. 
19
Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
Por fim, algumas considerações sobre a estrutura semi-monocoque. A 
construção semi-monocoque usa uma infraestrutura em que o revestimento do 
avião é aplicado. Esse tipo de construção é o mais utilizado, nos dias atuais. Essa 
infraestrutura, que suporta o revestimento, consiste de anteparos, reforçadores, 
longarinas e nervuras de vários tamanhos que, aplicados na parte interna do 
revestimento, dão maior resistência ao conjunto, pois dividem com o revestimento 
a resistência aos esforços aplicados à fuselagem, sem a necessidade de uma 
estrutura maior, mantendo as vantagens da construção monocoque.
Figura 1.5 – Fuselagem semi-monocoque
Fonte: Nascidos, 2016.
A parte principal da fuselagemtambém inclui pontos de fixação das asas e um 
anteparo contrafogo. Em aviões monomotores, o conjunto motopropulsor composto 
de motor e hélice é geralmente colocado na parte dianteira da fuselagem, sendo 
separado da cabine de pilotagem por um anteparo, geralmente feito de material 
resistente ao calor, como o aço inoxidável, colocado entre a parte traseira do motor e 
a cabine para proteger o piloto e os passageiros de um incêndio acidental do motor. 
A construção em materiais compósitos
Um novo processo de construção em desenvolvimento é a utilização dos 
compósitos em parte da estrutura ou até mesmo aeronaves feitas 
inteiramente de materiais compostos. Compósito é um termo amplo e pode 
significar materiais como fibra de vidro, fibra de carbono, tecido de Kevlar® e 
misturas de todos eles.
20
Capítulo 1 
Vamos entender melhor como isso funciona e quais são suas vantagens e 
desvantagens, conforme alguns acontecimentos históricos registrados no Pilot’s 
Handbook of Aeronautical Knowledge (FAA, 2016): 
 • A utilização de compósitos na construção de aviões é datada da II 
Guerra Mundial, quando a fibra de vidro foi usada nas fuselagens do 
B-29. 
 • No final dos anos 1950, os fabricantes europeus de planador de 
alto desempenho já usavam a fibra de vidro como material para as 
estruturas primárias. 
 • Em 1965, o FAA certificou uma aeronave de fibra de vidro pela primeira 
vez na categoria normal: um planador suíço chamado HBV Diamant. 
 • Quatro anos mais tarde, um avião monomotor para quatro lugares, 
feito por esse método de construção, também foi certificado na 
categoria normal. 
 • Em 2005, mais de 35% dos novos aviões fabricados nos Estados 
Unidos foram construídos com materiais compostos.
A construção com materiais compostos oferece duas vantagens: 
1. revestimento de design extremamente suave e aerodinâmico; e
2. a capacidade de facilmente criar soluções para complexas 
estruturas curvas ou aerodinâmicas.
A seguir, uma ilustração de uma aeronave em material compósito:
Figura 1.6 - Aeronave em material compósito
Foto: Cirrus, 2016.
21
Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
Os materiais compósitos são reforçados com fibra pelo sistema de matriz. A 
matriz é a “cola” usada para manter as fibras unidas e, quando curada, dá a ela a 
sua forma, mas são as fibras que suportam a maior parte da carga estrutural. 
Há muitos tipos diferentes de fibras e de sistemas matriciais.
No avião, o mais comum é a matriz de resina epóxi 9. Em comparação com 
outras opções, tais como resina de poliéster, o epóxi é mais forte e tem 
boas propriedades de alta temperatura. Há muitos tipos diferentes de epóxi 
disponíveis, com uma vasta gama de propriedades estruturais, tempos de cura, 
temperaturas e custos. 
De acordo com o Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge (FAA, 2016), as 
fibras mais comuns de reforço, usadas na construção de aeronaves, são:
 • a fibra de vidro; e
 • a fibra de carbono. 
A fibra de vidro tem boa resistência à tração e compressão, boa resistência de 
impacto e é fácil de trabalhar. É relativamente barata e facilmente encontrada. 
Sua principal desvantagem é que ela é relativamente pesada, e dificilmente se 
consegue fazer uma estrutura de fibra de vidro mais leve do que uma estrutura de 
alumínio, num projeto equivalente. 
A fibra de carbono é, geralmente, mais forte e mais resistente à tração e 
compressão do que a fibra de vidro, além de ter maior capacidade de flexão. 
Também é consideravelmente mais leve do que a fibra de vidro. No entanto, ela 
é relativamente pobre em resistência ao impacto. As fibras são frágeis e tendem 
a quebrar-se sob forte impacto. Isso pode ser aprimorado com a utilização de 
um “robusto” sistema de resina epóxi, tal como o usado nos estabilizadores 
horizontal e vertical do Boeing 787. Apesar de ser mais cara do que fibra de vidro, 
seu preço tem caído, devido às inovações impulsionadas pelos vários programas 
de desenvolvimento de aeronaves que utilizam este material. Quando muito bem 
projetada, uma estrutura de fibra de carbono pode ser significativamente mais leve 
do que uma estrutura de alumínio equivalente, reduzindo em até 30% seu peso. 
Quais são as vantagens dos compósitos?
9 Uma resina epóxi ou poliepóxido é um plástico termofixo que se endurece quando se mistura com um 
agente catalisador. Atualmente, as resinas epóxis são utilizadas por uma infinidade de aplicações, inclusive na 
fabricação dos materiais compósitos.
22
Capítulo 1 
A construção de aeronaves com material compósito oferece diversas vantagens 
sobre o metal, madeira ou tecido, sendo seu peso a mais citada. Mas a 
vantagem do baixo peso nem sempre é automática. A construção de uma 
estrutura de aeronave em compósitos não é garantia de que será mais leve. 
Isso vai depender da estrutura projetada, bem como do tipo de composto a ser 
utilizado. A vantagem mais importante é que o uso de compósitos permite a 
fabricação de estruturas de formas suaves e curvas aerodinâmicas, o que resulta 
em significativa diminuição do arrasto. Essa foi a principal razão para que 
projetistas de planador mudassem de metal e madeira para compósitos em 1960. 
Nos aviões, a utilização de compósitos reduziu o arrasto como, por exemplo, na 
linha de aeronaves Cirrus e Columbia, levando à sua alta performance, apesar de 
seu trem de pouso ser fixo. 
Compósitos também ajudaram a mascarar a identificação de radar das aeronaves 
militares de concepções “stealth” ou invisível, como o B-2 e F-22. 
A terceira vantagem dos compósitos é a não sujeição à corrosão. A Boeing projetou 
e está fabricando o 787, com sua fuselagem toda em material composto, para obter 
um maior diferencial de pressão de cabine e maior umidade relativa do ar na cabine 
dos aviões, de modo a oferecer melhor conforto aos passageiros. Os engenheiros 
não estão mais preocupados com a corrosão provocada pela condensação da 
umidade sobre as áreas escondidas dos revestimentos da fuselagem. Isso deve 
contribuir para a redução dos custos de manutenção a longo prazo.
Outra vantagem dos compostos é o seu bom desempenho em um ambiente 
de flexão, como nas lâminas de rotor de helicóptero. Compósitos não sofrem de 
fadiga nem desenvolvem microrrachaduras, como o metal. Por isso, as pás do 
rotor, produzidas com compósitos, podem ter uma vida consideravelmente mais 
longa do que as lâminas de metal.
E as desvantagens dos compósitos?
A construção em compósitos vem com seu próprio conjunto de desvantagens; 
a mais importante das quais é a falta de prova visual de dano. Compósitos 
respondem ao impacto de modo diferente de outros materiais estruturais e, 
frequentemente, não se encontra nenhum sinal óbvio de dano. 
Por exemplo, se um carro, ao manobrar, encostar em uma fuselagem de alumínio, 
pode provocar uma mossa ou deformação no local. Se não houver nenhuma 
deformação visível, então, não houve nenhum dano. Nas estruturas metálicas, 
se a fuselagem é prejudicada, o dano é visível e os reparos a serem feitos são 
facilmente determinados. 
23
Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
Em uma estrutura em compósito, um impacto de baixa energia, tal como uma 
colisão ou uma queda de ferramenta, pode não deixar qualquer sinal visível 
do impacto sobre a superfície, mas debaixo do local do impacto pode haver 
delaminações 10 extensas, espalhando-se em uma área em forma de cone, 
a partir do local do impacto. Os danos no outro lado da estrutura podem ser 
significativamente importantes, sem ser visíveis. Nesses casos, por menor que 
seja o impacto sofrido pela estrutura, é melhor chamar um inspetor familiarizado 
com materiais compósitos para examiná-la e determinar o dano subjacente. 
Um impacto energético médio resulta em locais de esmagamento da superfície, 
que deve ser visível a olho nu, mas também, nesse caso, a área danificada é 
muito maior do que a área de dano visível. Quanto a um impacto de alta energia, 
como uma colisão com pássaros ou granizo durante o voo, o resultado será umaestrutura bastante danificada. 
O potencial dano por calor para a resina é outra desvantagem do uso de 
compósitos. Apesar do limite de temperatura depender do sistema da resina 
empregada, os epóxis começam a enfraquecer acima de 66°C. A pintura branca 
em compósitos é frequentemente usada para minimizar esse problema. 
Por exemplo, a parte inferior de uma asa, que é pintada de preto em um pátio 
de asfalto num dia quente e ensolarado, pode atingir até 100°C. Na mesma 
condição, a mesma estrutura pintada de branco raramente excederá os 60°C. Por 
isso, os aviões de material composto têm recomendações específicas sobre as 
cores permitidas da pintura. 
Além disso, decapantes químicos são muito prejudiciais para materiais 
compósitos, e não devem ser usados sobre eles. Se houver necessidade de 
remoção de tinta, ela só deverá ser feita por meio de métodos mecânicos. Muitas 
peças caras de material composto foram arruinadas pelo uso de decapantes e, 
pior ainda, tais danos geralmente não são passíveis de reparação.
Alguns operadores são preocupados com derramamento de combustível, óleo, 
fluido hidráulico ou outros líquidos sobre superfícies compostas. Esse, de 
modo geral, não é um problema para os compósitos modernos, usando resina 
epóxi. Normalmente, se o vazamento não ataca a pintura, ele não vai afetar o 
compósito subjacente. 
A proteção às descargas elétricas é uma consideração importante no projeto do avião. 
10 Refere-se a situações em que há separação de estruturas que habitualmente ficam unidas. No caso dos 
compósitos, refere-se à separação das camadas de fibras entre si ou de fibras da matriz.
24
Capítulo 1 
Quando um avião é atingido por um raio, uma quantidade muito grande de 
energia é entregue à estrutura. Tanto num pequeno avião da aviação geral 
como em um de grande porte, o princípio básico de proteção contra descargas 
atmosféricas é o mesmo. Para o tamanho de qualquer aeronave, a energia da 
descarga deve ser espalhada por uma grande área, para diminuir a quantidade de 
ampères por centímetro quadrado a um nível inofensivo. 
Se um raio atinge um avião de alumínio, a energia elétrica, naturalmente, é 
conduzida facilmente por meio da estrutura metálica. O revestimento exterior da 
aeronave é o caminho de menor resistência.
Em uma aeronave de compósitos, a fibra de vidro é um excelente isolante elétrico, 
enquanto a fibra de carbono conduz eletricidade, mas não tão facilmente como o 
alumínio. Portanto, uma condutividade elétrica adicional precisa ser adicionada à 
camada externa do revestimento. Isso é feito tipicamente com malhas finas do metal 
ligado à superfície do revestimento. Alumínio e malha de cobre são os dois tipos mais 
comuns, com o alumínio usado em fibra de vidro e cobre em fibra de carbono. 
Nas últimas décadas, desde a Segunda Guerra Mundial, os compósitos têm 
ganho um papel importante no projeto da estrutura da aeronave. Sua flexibilidade 
de design e resistência à corrosão, bem como as relações de alta resistência-
peso possível, sem dúvida, continuarão a contribuir para a criação de projetos 
de aeronaves mais inovadoras no futuro. Do pequeno Cirrus SR-20 aos gigantes 
Boeing 787 e Airbus A380, fica evidente que o uso dos compósitos tem 
encontrado um lugar na construção de aeronaves, e estão aqui para ficar.
A construção das asas 
As asas são aerofólios conectados a cada lado da fuselagem e são as principais 
superfícies de sustentação que mantêm o avião em voo. Existem inúmeros projetos 
de asas, tamanhos e formas usadas pelos vários fabricantes. Cada um cumpre 
um determinado objetivo em relação ao desempenho esperado para aquele 
determinado avião. Quanto à sua geometria, as asas podem possuir uma grande 
diversidade de formas, que variam de acordo com os requisitos do projeto. 
Os formatos mais comuns são:
 • retangular;
 • trapezoidal; e
 • elíptica.
25
Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
A asa retangular é uma asa de baixa eficiência aerodinâmica, ou seja, a 
relação entre a força de sustentação e a força de arrasto (L/D) é menor quando 
comparada a uma asa trapezoidal ou elíptica. Isto ocorre devido ao arrasto de 
ponta de asa 11, que, no caso da asa retangular, é maior do que em uma asa 
trapezoidal ou elíptica. A vantagem da asa retangular é a sua maior facilidade de 
construção e um menor custo de fabricação quando comparada as outras.
A asa trapezoidal é uma asa de ótima eficiência aerodinâmica, pois, com a 
redução gradativa da corda entre a raiz e a ponta da asa, consegue-se uma 
significativa redução do arrasto induzido. Nesse tipo de asa, o processo 
construtivo torna-se um pouco mais complexo, uma vez que a corda de cada 
nervura possui uma dimensão diferente. 
A asa elíptica representa a asa ideal, pois é a que proporciona a máxima 
eficiência aerodinâmica, porém é de difícil fabricação e mais cara, quando 
comparada às outras formas apresentadas.
Figura 1.7 – Classificação das asas
Fonte: Wikipedia, 2017. 
A estrutura das asas é classificada quanto à sua fixação. Para os aviões de 
asa baixa e alguns de asa alta, que suportam toda a carga aerodinâmica sem 
a necessidade de suportes externos, esses conjuntos são chamamos de asa 
cantilever 12. O mesmo conceito foi usado para dar nome às asas presas apenas 
em um ponto da fuselagem. 
11 Também conhecido por arrasto induzido.
12 Cantilever significa uma viga, trave ou qualquer estrutura semelhante que se projeta para fora, sustentada 
apenas em uma das extremidades, podendo servir como suporte de marquises, telhados ou varandas.
26
Capítulo 1 
Quando há um suporte externo na asa alta dos aviões, geralmente instalado acerca 
de meio caminho do comprimento da asa, que transmite as cargas de voo para a 
estrutura da fuselagem principal, a asa passa a ser denominada semicantilever. 
Figura 1.8 - Asa cantilever e semicantilever
Fonte: Homa, 2010, p. 6. 
As principais partes estruturais da asa são:
 • as longarinas;
 • as nervuras; e
 • os reforçadores. 
As longarinas são os principais elementos estruturais da asa, mas são as 
nervuras que dão o formato aerodinâmico à asa e transmitem os esforços 
aerodinâmicos do revestimento para a longarina. Esses conjuntos são reforçados 
por treliças, vigas, tubos ou outros dispositivos, incluindo o revestimento. 
27
Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
Figura 1.9 - Nomenclatura da asa
Fonte: Formação RSB-AEROPORTO, [200?].
Nas asas de construção com revestimento não estrutural, como as telas, existem, 
ainda, os montantes 13, para suportar os esforços de compressão e os tirantes ou 
cabos de aço esticados em diagonal, para suportar os esforços de tração. 
Na maioria dos aviões modernos, os tanques de combustível são parte integrante 
da estrutura da asa, ou consistem em recipientes flexíveis montados dentro da asa. 
A parte lateral da asa, que é fixada à fuselagem, é chamada de raiz da asa, sendo 
que no outro extremo, há a ponta da asa. A parte lateral dianteira, que é a primeira 
a deslocar o fluxo de ar, é chamada de bordo de ataque, enquanto, no seu oposto, 
na parte traseira, está o bordo de fuga. 
A parte superior da asa é chamada de extradorso e a inferior, intradorso. Nas 
asas ainda existem os elementos móveis, geralmente localizados no bordo de fuga, 
tendo como função controlar o voo do avião, esses são chamados de superfícies 
de controle, como os ailerons e flapes, que estudaremos mais adiante. 
Figura 1.10 - Nomenclatura do perfil e da asa
Fonte: Rodrigues, 2014, p. 16. 
13 Reforços ou suportes estruturais aplicados às nervuras entre a longarina principal e a traseira.
28
Capítulo 1 
A empenagem
A empenagem é o conjunto de superfícies destinadas a estabilizar o voo. 
Esse conjunto geralmente compreende duas partes que compõem toda a cauda 
da aeronave, consistindo em superfícies fixas e móveis:
1. uma vertical; e
2. outra horizontal.
 
Essas superfícies se opõem à tendência de guinada que provoca o deslocamento do 
nariz do avião para a direita ou esquerda (superfícievertical) e de variação da arfagem 
(pitch), ou seja, variação da atitude do nariz de subir ou descer (superfície horizontal). 
Figura 1.11 - A empenagem
Fonte: Homa, 2010, p. 6. 
A superfície horizontal é composta pelo estabilizador horizontal, que é fixo, e 
pelo profundor, que é móvel. O profundor, que é conectado à parte posterior do 
estabilizador horizontal, é utilizado para mover o nariz do avião para cima e para 
baixo durante o voo. Há empenagens em que a superfície horizontal é inteiriça e 
toda móvel, sem a divisão estabilizador/profundor. 
A superfície vertical é composta pelo estabilizador vertical, fixo, e pelo leme de 
direção, móvel, que está ligado à parte traseira do estabilizador vertical. Durante 
o voo, ele é usado para mover o nariz para a esquerda ou para a direita. O 
dimensionamento correto da empenagem é algo de muita importância, a fim de 
se garantir estabilidade e controlabilidade à aeronave.
29
Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
As superfícies de controle ou de comando
As partes móveis das asas e da empenagem são chamadas de superfícies de 
controle, pela óbvia função de controlar o voo do avião. 
Elas são divididas em:
 • superfícies primárias, ou principais; e
 • superfícies secundárias. 
Um avião possui três superfícies de controle primárias:
1. os ailerons;
2. o profundor; e
3. o leme de direção.
Os ailerons são estruturas móveis localizadas no bordo de fuga e nas 
extremidades das asas. Os ailerons de cada asa se movem em direções opostas, 
ou seja, quando o aileron de uma asa se levanta, o da asa oposta se abaixa, para 
criar forças aerodinâmicas que causam a inclinação ou rolagem do avião.
O profundor é uma estrutura móvel localizada no estabilizador horizontal da 
empenagem e atua com a finalidade de executar os movimentos de levantar 
ou baixar o nariz da aeronave, ou seja, o movimento de arfagem em relação ao 
eixo lateral. 
O leme de direção está localizado na superfície vertical da empenagem, mais 
especificamente acoplado ao estabilizador vertical. Sua função principal é 
permitir, através de sua deflexão, que a aeronave execute o movimento de 
guinada ao redor do eixo vertical.
Nas superfícies de controle primárias existem os compensadores (trim tabs), que 
são pequenas partes móveis do bordo de fuga dos ailerons, leme e profundor e 
podem ser controladas pelo piloto, a fim de reduzir as pressões nos controles e, 
portanto, o esforço necessário no manche para manter o voo da aeronave.
30
Capítulo 1 
Existem ainda, em algumas asas, principalmente nos aviões maiores e mais 
rápidos, superfícies secundárias:
 • flaps;
 • slats; e
 • spoilers. 
Os flaps e slats fazem parte da asa e são denominados dispositivos 
hipersustentadores. Essas superfícies ficam “carenadas” durante a maior parte 
do voo, mas durante as decolagens, aproximações e pousos, elas são estendidas 
de modo a aumentar a área das asas e, portanto, permitir que elas produzam 
maior sustentação. Assim, é possível levantar voo ou pousar com velocidades 
bem menores do que aquelas exigidas pela asa “limpa”.
Figura 1.12 - Flaps e Slats
Fonte: Lito, 2009. 
Os spoilers, ou freios aerodinâmicos, têm como principal função impedir que a 
velocidade do avião aumente excessivamente durante uma descida, mas também 
são usados para aumentar a razão de descida ou conseguir uma desaceleração 
mais rápida. São, geralmente, parte da asa de aviões de alta velocidade e também 
podem auxiliar a operação dos ailerons, como veremos na próxima seção.
31
Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
Existe, ainda, na estrutura de um avião um significativo número de itens secundários, 
como, por exemplo, portas, carenagens, janelas e tampas de inspeção de remoção 
rápida, tanques auxiliares de combustível, componentes aerodinâmicos 14.
Projeto, Certificação e Aeronavegabilidade
A ANAC certifica alguns tipos de produtos de aviação como: aeronaves, motores 
de aeronaves e hélices. Cada um destes produtos foi concebido para atender 
a um conjunto de normas de aeronavegabilidade constantes nos regulamentos 
federais publicados pela ANAC.
Normas de aeronavegabilidade diferentes aplicam-se às diferentes categorias de 
produtos da aviação, conforme segue:
 • Aviões categoria Normal, Utilitário, Acrobático e Transporte Regional 
- RBAC 23
 • Aviões categoria Transporte - RBAC 25
 • Aeronaves de asas rotativas categoria Normal - RBAC 27
 • Aeronaves de asas rotativas categoria Transporte - RBAC 29
 • Balões Livres Tripulados - RBAC 31
 • Motores de aeronaves - RBAC 33
 • Hélices - RBAC 35
A garantia da aeronavegabilidade exigida foi desenvolvida para assegurar que 
os produtos voltados para a aviação sejam projetados, produzidos e operados 
dentro de padrões seguros.
14 Como os winglets, que são elementos para reduzir o arrasto induzido, como se tivéssemos “dobrado” a ponta 
das asas para cima.
32
Capítulo 1 
Seção 3 
Os princípios fundamentais da aerodinâmica
Para controlar uma aeronave, o piloto deve compreender os princípios envolvidos 
e aprender a neutralizar essas forças naturais. Assim, o entendimento do 
funcionamento dos principais componentes e subcomponentes de uma aeronave, 
depende da compreensão dos conceitos básicos de física e aerodinâmica. Nesta 
seção, discutiremos, de forma simplificada, a aerodinâmica do voo e como o 
peso, o design, os fatores de carga, as leis da física e a força da gravidade afetam 
uma aeronave durante as manobras de voo. 
Fundamentos da aerodinâmica
De acordo com Rodrigues (2014, p. 25), “A aerodinâmica é o estudo do 
movimento de fluidos gasosos, relativo às suas propriedades e características, 
e às forças que exercem em corpos sólidos neles imersos.”. De uma forma 
geral, a aerodinâmica, como ciência específica, só passou a ganhar importância 
industrial com o surgimento dos aviões e dos automóveis, pois estes precisavam 
se locomover, tendo o menor atrito possível com o ar, pois assim seriam mais 
rápidos e gastariam menos combustível. O estudo de perfis aerodinâmicos, ou 
aerofólios, provocou um grande salto no estudo da aerodinâmica. No início, o 
desenvolvimento da aerodinâmica esteve intimamente ligado ao desenvolvimento 
da hidrodinâmica que apresentava problemas similares, e com algumas 
facilidades experimentais, uma vez que já havia tanques de água circulante na 
época, embora não houvesse túneis de vento.
O estudo dos fenômenos que envolvem a aerodinâmica é de fundamental 
importância para o projeto global da aeronave, pois muitos aspectos estudados 
para se definir a melhor configuração aerodinâmica da aeronave serão 
amplamente utilizados para uma melhor análise de desempenho e estabilidade 
da aeronave, bem como para o cálculo estrutural da mesma, uma vez que 
existem muitas soluções entre um bom projeto aerodinâmico e um excelente 
projeto total da aeronave. 
Do ponto de vista operacional, um piloto deve entender de que maneira a tração, 
o arrasto, a sustentação e o peso agem sobre a aeronave a fim de mantê-la 
em voo. Ao entender a aerodinâmica do voo, um piloto saberá como o projeto 
(design), o peso, os fatores de carga e a gravidade afetam um avião durante as 
manobras de voo, do stall ao voo de alta velocidade, e aprende como controlar o 
equilíbrio entre essas forças. 
33
Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
Para obter informações específicas relativas à aeronave que está sendo voada como 
velocidades limitantes, os fatores de carga e outros dados importantes, consulte 
sempre o seu manual da aeronave (AFM / POH).
Atmosfera
A atmosfera é um envelope de ar que envolve a Terra e repousa sobre sua 
superfície. É tanto uma parte da Terra como os mares ou o solo, mas o ar difere 
do solo e da água por ser uma mistura de gases. Ela tem massa, peso e forma 
indefinida. (FAA, 2016). 
A atmosfera é composta por: 
 • 78% de nitrogênio;
 • 21% de oxigênio; e
 • 1% de outros gases, como argônio ou hélio. 
Alguns desses elementos são mais pesados do que outros. Os elementos 
mais pesados,como o oxigênio, assentam à superfície da Terra, enquanto os 
elementos mais leves são elevados a regiões de maior altitude. A maior parte do 
oxigênio da atmosfera está contida abaixo de 35.000 pés de altitude.
O ar é um fluido, e como tal, toma a forma de seus recipientes. Os fluidos 
geralmente apresentam pouca ou nenhuma resistência à deformação, mesmo 
quando submetido a pequena tensão ou força. Chamamos essa leve resistência 
de viscosidade. O ar, como qualquer fluido, também tem a capacidade de escoar 
e expandir para preencher o volume do seu recipiente. 
Compreender as propriedades de escoamento do ar como um fluido é essencial para 
entender os princípios do voo.
Viscosidade é a propriedade física que caracteriza a resistência de um fluido ao 
escoamento. Em outras palavras, é a propriedade associada à resistência que 
um fluido oferece à deformação causada por seu deslocamento ou por um corpo 
que tende a se deslocar em seu meio. Fluidos de alta viscosidade são “grossos” 
e resistem ao escoamento, já os fluidos de baixa viscosidade são “finos” e fluem 
facilmente. O ar tem uma baixa viscosidade. Usando dois líquidos como exemplo, 
quantidades semelhantes de óleo e água vazando por dutos idênticos fluirão em 
diferentes velocidades, devido à sua diferente viscosidade. A água parece fluir 
livremente, enquanto o óleo flui muito mais lentamente.
34
Capítulo 1 
Todos os fluidos são viscosos e têm uma resistência ao escoar. Portanto, como 
o ar é um fluido e tem propriedades de viscosidade, também apresenta uma 
resistência ao escoamento em torno de qualquer objeto.
Outro fator existente no escoamento de um fluido ao redor de um objeto é chamado:
 • fricção; ou
 • atrito. 
A fricção é a resistência que uma superfície ou objeto apresenta quando se 
desloca sobre outro. Atrito existe entre quaisquer materiais que contatam ou 
friccionam entre si. 
Usando o mesmo exemplo anterior, se fluidos idênticos forem derramados em 
dutos semelhantes, fluem da mesma maneira e na mesma velocidade. Mas, se a 
superfície de um duto for mais áspera do que a do outro, o fluxo entre os dutos, 
mesmo para fluidos idênticos, será significativamente diferente.
A superfície de uma asa, como qualquer outra superfície, apresenta alguma 
rugosidade ao nível microscópico. A rugosidade da superfície causa atrito e 
resistência, retardando a velocidade do fluxo de ar sobre a asa 15. As moléculas 
de ar que passam sobre a superfície da asa aderem ou se prendem à superfície 
por causa da fricção. As moléculas próximas à superfície da asa resistem 
ao movimento e apresentam velocidade relativa próxima de zero, devido à 
rugosidade da superfície que impede o movimento delas. 
Vejamos uma imagem dessa rugosidade:
Figura 1.13 – Rugosidade da asa
Fonte: FAA, 2016, p. 4-2. 
15 Essa camada de moléculas que aderem à superfície da asa é referida como a camada limite.
35
Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
A Física da força de sustentação
Há vários obstáculos a superar para se alçar voo em uma máquina que é mais 
pesada do que o ar e, provavelmente, o obstáculo mais desafiador a ser superado 
é a força da gravidade. Uma asa que se move através do ar gera a chamada força 
de sustentação e permite que um avião voe. A geração de sustentação baseia-se 
em alguns princípios importantes, como:
 • as leis fundamentais da dinâmica de Newton (Primeira, Segunda e 
Terceira); e
 • o princípio de pressão diferencial de Bernoulli.
A formulação de sustentação tem sido historicamente uma adaptação ao longo dos 
últimos séculos de leis físicas básicas. Estas leis, embora aparentemente aplicáveis 
a todos os aspectos da sustentação, não explicam como a sustentação é obtida 
em aerofólios simétricos, por exemplo, os quais produzem significativa sustentação. 
As leis fundamentais da Física, que governam as forças que atuam sobre um avião 
em voo, foram adotadas a partir de teorias postuladas e desenvolvidas antes que 
qualquer ser humano conseguisse voar com sucesso um avião. 
Vamos conhecer ou retomar o conhecimento a respeito da Primeira Lei de 
Newton, sobre o princípio da inércia.
Quando estamos dentro de um carro, e este contorna uma curva, nosso corpo 
tende a permanecer com a mesma velocidade vetorial a que estava submetido 
antes da curva, isto dá a impressão de estar sendo “jogado” para o lado contrário 
à curva. Isso porque a velocidade vetorial é tangente à trajetória. Quando 
estamos em um carro em movimento e este freia repentinamente, nos sentimos 
como se fôssemos atirados para frente, pois nosso corpo tende a continuar 
em movimento. Estes e vários outros efeitos semelhantes são explicados 
pelo princípio da inércia, cujo enunciado é: “Um corpo em repouso tende a 
permanecer em repouso, e um corpo em movimento tende a permanecer em 
movimento.”. (FAA, 2016, p. 4-5).
Então, conclui-se que um corpo só altera seu estado de inércia, se alguém, ou alguma 
coisa aplicar nele uma força resultante diferente de zero. 
Uma aeronave em repouso na rampa permanecerá em repouso, a menos que 
uma força forte o suficiente para superar sua inércia seja aplicada a ela. Uma vez 
que ela se move, sua inércia a manterá em movimento, sujeita às várias outras 
forças que atuam sobre ela. Essas forças podem aumentar seu movimento, 
retardá-lo ou mudar sua direção.
36
Capítulo 1 
A Segunda Lei de Newton aborda o princípio fundamental da dinâmica. Vejamos 
do que se trata. 
Quando aplicamos uma mesma força em dois corpos de massas diferentes, 
observamos que elas não produzem aceleração igual. Conforme a Segunda Lei de 
Newton, a força é sempre diretamente proporcional ao produto da aceleração de 
um corpo pela sua massa, ou seja, para uma massa constante, a força é igual à 
massa vezes a aceleração. (FAA, 2016). Quando aplicada uma força constante em 
um corpo, o resultado será uma aceleração inversamente proporcional à massa do 
corpo. Exemplo prático disso é visto em uma mesma aeronave que irá acelerar ou 
desacelerar mais rapidamente se estiver mais leve para uma mesma força de tração 
e arrasto, já levando em conta os fatores envolvidos da Primeira Lei de Newton. 
A Terceira Lei de Newton trata do princípio da ação e reação, ou seja, quando 
uma pessoa empurra um objeto com uma força F, podemos dizer que esta é 
uma força de ação, mas sempre que isso ocorre, há uma resistência, ou seja, há 
outra força de igual tamanho e direção, mas de sentido contrário à força de ação, 
chamada força de reação. Este é o princípio da ação e reação, cujo enunciado 
segue: “As forças atuam sempre em pares; para toda ação, existe uma reação de 
mesmo valor, mesma direção e sentido oposto.”. (FAA, 2016, p. 4-6).
Em um avião, a hélice se move e empurra o ar para trás, consequentemente, o ar 
empurra a hélice (e assim o Avião) na direção oposta: para frente. Em um avião a 
jato, o motor empurra uma explosão de gases quentes para trás e a força de uma 
reação, igual e oposta contra o motor, forçará o avião para frente.
Meio século depois de Newton ter formulado suas leis, Daniel Bernoulli, um 
matemático suíço, explicou como a pressão de um fluido em movimento (líquido 
ou gás) varia com a sua velocidade. 
De acordo com o Princípio de Bernoulli, quando a velocidade de um fluido 
em movimento aumenta, a pressão dentro do fluido diminui (FAA, 2016). Este 
princípio explica o que acontece com o ar que passa pela parte superior da 
curvatura da asa do avião. Uma aplicação prática do Princípio de Bernoulli é o 
tubo de Venturi, que tem a mesma seção na entrada e saída, mas apresenta, em 
sua parte intermediária, um estrangulamento, reduzindo sua seção. A massa de 
ar que entra no tubo deve ser exatamente igual à massa que sai do tubo, assim 
quando a massa de ar passa pelo estrangulamento há um aumento da velocidade 
do ar para permitir que a mesma quantidade de ar passe no mesmo tempo que 
em outras partes do tubo. Quando o ar acelera, a pressão diminui. Após passar 
pelo estrangulamento, o fluxo de ar desacelera e a pressão aumenta,retornando 
aos valores originais da entrada no tubo.
37
Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
A seguinte imagem fornece uma representação visual desse movimento:
Figura 1.14 – Variação da pressão e velocidade do ar num tubo de Venturi
Fonte: FAA, 2016, p. 4-6. 
Baseando-se na teoria de que o ar seguirá as leis aqui citadas, podemos começar 
a entender como e por que uma asa de avião desenvolve sustentação. 
Seção 4 
A teoria de voo e a análise de desempenho 
Nesta seção, serão apresentados os principais fundamentos para o controle do 
voo e uma completa análise dos parâmetros de desempenho de uma aeronave 
em regime de voo, conforme muitas características importantes.
Os movimentos e o sistema de coordenadas usados na 
indústria aeronáutica
De forma a se entender todos os referenciais de movimento e direção de uma 
aeronave, é necessário estabelecer um sistema de coordenadas cartesianas 
tridimensional que serve de base para a avaliação dos movimentos da aeronave 
no espaço. 
Existem três linhas imaginárias que passam pelo centro de gravidade (CG) da 
aeronave em ângulos de 90 ° entre si. Essas linhas são os eixos em torno dos 
quais o avião gira. Sempre que uma aeronave muda sua atitude de voo ou de 
posição durante o voo, ela está se movimentando ou girando em torno de um ou 
mais dos seus três eixos. 
38
Capítulo 1 
Figura 1.15 – Os eixos de movimento
Fonte: FAA, 2016, p. 5-12. 
O eixo que vai do nariz à cauda é o longitudinal, o eixo que passa de ponta a 
ponta das asas é o lateral, e a linha vertical que passa pela aeronave é o eixo 
vertical. O movimento de aeronaves sobre seu eixo longitudinal se assemelha ao 
balanço lateral de um navio. Na verdade, os nomes usados para descrever os 
movimentos em torno dos eixos de uma aeronave foram originalmente termos 
náuticos. (FAA, 2016). 
Eles foram adaptados para a terminologia aeronáutica da seguinte maneira: 
 • em torno do eixo longitudinal ou de rolagem (roll) o avião gira 
lateralmente, abaixando uma asa e levantando a outra;
 • em torno do eixo lateral ou de arfagem (pitch), o avião gira em um 
plano vertical, levantando ou abaixando o nariz como o movimento 
de uma cadeira de balanço;
 • ao redor do eixo vertical ou de guinada (yaw), o avião gira num plano 
horizontal, movimentando o nariz para a direita ou para a esquerda. 
O acionamento dos controles da aeronave altera a posição das superfícies de 
controle de voo, de modo a fazer com que ela se movimente em torno de um ou 
mais desses eixos, permitindo o controle do avião durante o voo. 
A pilotagem 
O piloto controla as forças de voo, a direção e as atitudes da aeronave por meio 
dos comandos de voo, ou seja, do manche e dos pedais. Para ter o controle, ele 
atuará nas superfícies de controle de voo e, por consequência, terá o controle 
dos movimentos do avião, a fim de conseguir executar a manobra necessária 
para manter o voo.
39
Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
Assim, o manche controla dois movimentos:
1. o de rolagem; e
2. o de arfagem.
O acionamento dos ailerons provoca o movimento de rolagem (roll), inclinando o 
avião para a direita ou para a esquerda. 
Figura 1.16 – Ação dos ailerons na rolagem
Fonte: Rodrigues, 2014, p. 20.
Quando um comando é aplicado para a direita, por exemplo, o aileron localizado 
na asa direita é defletido para cima e o aileron da asa esquerda é defletido para 
baixo, fazendo com que a aeronave execute uma manobra de rolamento para 
a direita. Isto ocorre devido ao aileron que é defletido para baixo provocar um 
aumento de arqueamento do perfil e, consequentemente, mais sustentação 
é gerada. No aileron que é defletido para cima, ocorre uma redução do 
arqueamento do perfil da asa e uma redução da sustentação gerada e, dessa 
forma, o desequilíbrio das forças em cada asa faz com que a aeronave execute 
o movimento de rolamento ao redor do eixo longitudinal. Do mesmo modo, um 
comando aplicado para a esquerda inverte a deflexão dos ailerons e o rolamento 
se dá para a esquerda.
Vejamos isso na seguinte imagem:
Figura 1.17 – Movimento de rolagem
Fonte: Rodrigues, 2014, p. 20.
40
Capítulo 1 
O movimento longitudinal do manche, ou seja, o movimento para frente ou para 
trás, aciona o profundor que controla o movimento de arfagem. 
Vejamos isso na seguinte imagem:
Figura 1.18 – Ação do profundor no movimento de arfagem
Fonte: Rodrigues, 2014, p. 20.
O acionamento do profundor altera o pitch, que é a posição do nariz do avião em 
relação à linha do horizonte. O profundor atua com a finalidade de executar os 
movimentos de levantar (cabrar) ou baixar (picar) o nariz da aeronave (movimento 
de arfagem em relação ao eixo lateral). Quando um comando é aplicado para 
levantar o nariz, o bordo de fuga do profundor se deflete para cima e, devido 
ao aumento da força de sustentação para baixo, cria-se um momento ao redor 
do centro de gravidade da aeronave no sentido de levantar o nariz. Quando o 
comando aplicado é no sentido de baixar o nariz, o bordo de fuga do profundor 
se deflete para baixo e o momento gerado ao redor do centro de gravidade 
provoca o movimento de baixar o nariz, conforme a seguinte imagem:
Figura 1.19 – Movimento de arfagem
Fonte: Rodrigues, 2014, p. 21. 
41
Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
Os pedais servem para guinar o avião. Ao acionar os pedais, o piloto faz a 
atuação do leme de direção, que provoca o movimento de guinada do avião, 
alterando sua proa para a direita ou para a esquerda, da mesma forma que com o 
leme de um barco.
Figura 1.20 – Ação do leme no movimento de guinada
Fonte: Rodrigues, 2014, p. 21.
O acionamento do leme gera a guinada que é a posição do nariz do avião em 
relação ao seu eixo vertical. Quando um comando é aplicado para a direita, por 
exemplo, o leme se deflete para a direita e, devido ao acréscimo da força de 
sustentação na superfície vertical da empenagem, o nariz se desloca no mesmo 
sentido do comando aplicado, ou seja, para a direita. No caso de um comando à 
esquerda, o nariz da aeronave se desloca para a esquerda.
Figura 1.21 – Movimento de guinada
Fonte: Rodrigues, 2014, p. 21.
42
Capítulo 1 
Princípios do voo: as forças atuantes nas aeronaves em voo
Sobre todas as aeronaves em voo atuam, basicamente, quatro forças, sendo uma 
delas a força gravitacional que determina o peso e as outras provenientes do 
deslocamento dessa aeronave no ar (FAA, 2016):
1. tração/empuxo;
2. sustentação;
3. peso; e
4. arrasto.
Vejamos como se aplicam:
Figura 1.22 – As quatro forças 
Fonte: FAA, 2016, p. 3-3.
A tração ou empuxo é a força produzida pelo conjunto motopropulsor que 
resultará em um movimento para frente, se nada oferecer resistência a ela. 
Portanto, ela se opõe ou supera a força de arrasto. Como regra geral, diz-se que 
ela age paralelamente ao eixo longitudinal da aeronave. O arrasto é uma força de 
resistência com resultante para trás, retardando ou até impedindo o movimento 
para frente, provocado pela força de tração, e é causada pela ruptura do fluxo de 
ar provocada pela fuselagem, asa, empenagem e da aeronave como um todo. O 
arrasto se opõe à tração e age para trás, paralelamente ao vento relativo.
O peso é o resultado combinado do peso do próprio avião somado aos pesos de 
todos os itens e pessoas a bordo. O peso “puxa” o avião para baixo por causa 
da força da gravidade. Ele se opõe à sustentação e atua verticalmente para baixo, 
por meio do centro de gravidade (CG) do avião. A sustentação é uma força 
produzida pelo efeito aerodinâmico do ar durante seu deslocamento pela asa, 
agindo perpendicularmente ao deslocamento da aeronave que empurra a asa 
para cima e, nos voos nivelados, se opõe à força para baixo exercida pelo peso. 
43
Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
É essencial entender como funcionam essas forças e saber como controlá-las, 
com o uso de energia (propulsão/velocidade) e com os controles de voo, para se 
manter em voo. 
Em voo estabilizado, a soma dessas forçasopostas é sempre igual a zero. Não 
pode haver forças desequilibradas em voo, conforme a Terceira Lei de Newton, 
que afirma que para toda ação, existe uma reação de mesmo valor, mesma 
direção e sentido contrário. Isso é válido para qualquer condição estabilizada 
de voo, seja ela nivelada, subindo ou descendo. Isso não significa que as quatro 
forças são iguais, mas que os componentes de forças opostas são iguais e, 
portanto, cancelam os efeitos entre si. 
A explicação usual de que o peso é igual à sustentação e a tração é igual ao 
arrasto, embora verdadeira, pode ser enganosa. Ela só é válida para a condição 
de voo reto e nivelado de velocidade constante. 
Para todas as demais condições de voo estabilizado: 
 • A soma de todos os componentes ascendentes das forças (não 
apenas a sustentação) é igual à soma de todas as componentes de 
forças descendentes (não apenas o peso).
 • A soma de todos os componentes de forças para frente (não apenas 
a tração) é igual à soma de todas as componentes de forças para 
trás (não apenas o arrasto).
Este refinamento da conhecida afirmação “peso é igual à sustentação e tração 
é igual ao arrasto” explica outras condições como, por exemplo, em regime de 
voo em subida, no qual uma porção da tração está dirigida para cima e age como 
sustentação, enquanto uma porção do peso, nessa mesma condição de voo, é 
dirigida para trás, oposta à direção de voo, agindo como arrasto. Nas descidas 
em planeio, uma porção do vetor de peso é direcionada para frente e, portanto, 
atua como tração. Em outras palavras, sempre que a trajetória de voo da 
aeronave não for horizontal, os vetores das forças de sustentação, peso, tração e 
arrasto devem ser divididos em duas componentes. (FAA, 2016). 
44
Capítulo 1 
Figura 1.23 – Vetores de força numa subida estabilizada
Fonte: FAA, 2016, p. 5-2. 
Vamos retomar os conceitos de tração, arrasto, peso e sustentação, com maior 
profundidade.
Tração
Para um avião se movimentar, a tração a ser exercida deve ser maior do que o 
arrasto. O avião continuará a se mover e ganhar velocidade até que a tração e o 
arrasto se tornem iguais. Se, em voo nivelado, a potência do motor for reduzida, a 
tração torna-se menor, e o avião desacelera. Enquanto a tração for menor do que 
o arrasto, o avião continuará a desacelerar até que sua velocidade atinja um valor 
insuficiente para sustentá-lo no ar. Da mesma forma, se a potência do motor for 
aumentada, a tração se torna maior do que o arrasto, aumentando a velocidade. 
Enquanto a tração continuar a ser maior do que o arrasto, o avião continuará a 
acelerar. Quando o arrasto atingir um valor igual à força de tração, a aeronave 
voará a uma velocidade constante. (FAA, 2016). 
Arrasto
Arrasto é a força que resiste ao movimento de uma aeronave no ar. 
Existem dois tipos básicos: 
1. Arrasto parasita
2. Arrasto induzido 
45
Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
O primeiro é chamado de parasita, porque não traz qualquer benefício ao 
voo, enquanto que o segundo, o arrasto induzido, é o resultado da criação de 
sustentação pelo aerofólio.
O arrasto parasita é composto de todas as forças que trabalham para retardar o 
movimento de uma aeronave. Como o termo parasita implica, é todo arrasto que 
não está associado com a produção de sustentação. (FAA, 2016). 
Existem três tipos de arrasto parasita, quais sejam: 
 • arrasto de forma;
 • arrasto de interferência; e
 • arrasto pelo atrito ou fricção. 
O arrasto de forma é a porção do arrasto parasita gerada pelo desenho do corpo 
da aeronave e seus componentes e o fluxo de ar ao seu redor. 
Exemplos incluem as carcaças do motor, as antenas e a forma aerodinâmica dos 
componentes. 
O melhor meio de reduzir esse tipo de arrasto é eliminar excessos ou simplificar 
componentes externos e projetar formas mais aerodinâmicas no desenvolvimento 
da aeronave. 
O arrasto de interferência vem da interseção de fluxos de ar que criam correntes 
conflitantes, turbulência ou bloqueio do fluxo de ar. 
Por exemplo, na raiz da asa, onde ocorre a interseção da asa e da fuselagem, há um 
arrasto de interferência significativo. 
O ar que flui ao redor da fuselagem colide com o ar que flui sobre a asa, 
fundindo-se em uma nova corrente de ar diferente das correntes originais. A maior 
resistência à interferência é observada quando duas superfícies se encontram em 
ângulos perpendiculares. Carenagens são usadas para reduzir essa tendência. 
46
Capítulo 1 
Figura 1.24 – Raiz da asa: arrasto de interferência
Fonte: FAA, 2016, p. 5-6.
O arrasto por atrito é a resistência aerodinâmica pelo contato do ar em 
movimento com a superfície de uma aeronave. Uma vez que a camada limite do 
ar adere à asa pelo atrito e a viscosidade provoca uma resistência adicional ao 
fluxo de ar, quando estas duas forças atuam em conjunto para resistir ao fluxo de 
ar ao redor da aeronave ou sobre uma asa, a resistência apresentada é chamada 
de arrasto por atrito.
O arrasto induzido, segundo tipo básico de arrasto, surge da ineficiência do 
sistema de produção de sustentação. Como nenhum sistema mecânico pode 
ser 100% eficiente, há sempre uma perda, independentemente da natureza do 
sistema. Em voo nivelado, as propriedades aerodinâmicas de uma asa produzem 
a sustentação necessária, mas isso só pode ser obtido à custa de uma certa 
penalidade. O nome dado a esta penalidade é arrasto induzido. O arrasto induzido 
é inerente à produção de sustentação por um aerofólio e, consequentemente, 
está sempre presente onde houver sustentação. (FAA, 2016). 
Figura 1.25 – Vórtices
Fonte: FAA, 2016, p. 5-7.
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Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
Um aerofólio produz a força de sustentação fazendo uso da energia da corrente 
de ar. Sempre que um aerofólio estiver produzindo sustentação, a pressão na 
superfície inferior do mesmo será maior do que na superfície superior, de acordo 
com o Princípio de Bernoulli. Como resultado, o ar tende a fluir da área de alta 
pressão abaixo da asa para a área de baixa pressão na superfície superior. 
Na vizinhança das pontas das asas, há uma tendência de equalização desse 
diferencial de pressão, resultando num fluxo lateral para fora, a partir do lado de 
baixo para a superfície superior. Este fluxo lateral transmite uma velocidade de 
rotação para o ar nas pontas das asas, criando vórtices que aparecem atrás do 
perfil aerodinâmico.
Quando a aeronave é vista da cauda, estes vórtices circulam no sentido anti-
horário sobre a ponta direita e no sentido horário, em torno da ponta esquerda. 
À medida que o ar (e os vórtices) rolam na parte de trás da sua asa, pode-se 
ver que eles induzem um fluxo ascendente de ar no lado de fora da ponta da 
asa e um fluxo descendente (downwash) atrás do bordo de fuga da asa. O fluxo 
descendente do vórtice (downwash) aponta o vento relativo para baixo; assim, 
quanto maior o fluxo descendente, mais seu vento relativo será desviado para 
baixo. (FAA, 2016). 
Isso é importante, pois a sustentação é sempre perpendicular ao vento relativo. 
Então, se houver menor fluxo descendente, seu vetor de sustentação será 
mais vertical, oposto à gravidade. Com maior fluxo descendente, seu vetor de 
sustentação aponta mais para trás, causando arrasto induzido. Além disso, parte 
da energia que se transformaria em sustentação é usada para as suas asas criarem 
vórtices, e essa energia cria arrasto.
48
Capítulo 1 
Podemos visualizar esses processos pela seguinte imagem:
Figura 1.26 – Arrasto induzido versus sustentação
Fonte: FAA, 2016, p. 5-8.
Os fabricantes desenvolveram métodos diferentes para minimizar os efeitos dos 
vórtices. Winglets podem ser adicionadas à ponta de um aerofólio para reduzir este 
fluxo, atuando como uma barreira para impedir que o vórtice se forme. Eles podem 
ser instalados na parte superior, inferior ou em ambas do aerofólio. Outro método 
para prevenir esse fluxo indesejado é afinar a ponta do aerofólio, reduzindo o 
diferencial de pressão e suavizando o fluxode ar ao redor da ponta da asa.
Peso 
A gravidade é a força que tende a atrair todos os corpos para o centro da terra. 
O peso é o resultado da ação da gravidade exercida sobre um corpo, cujo valor 
é dado pelo produto da massa do corpo vezes a magnitude da aceleração da 
gravidade. (FAA, 2016).
É interessante notar que o peso total da aeronave não é um valor fixo que se 
mantém constante durante o voo. O peso total diminui no mesmo valor do peso 
do combustível consumido. Como há essa variação de peso durante o voo e a 
correspondente mudança de posição do peso desse combustível, assim como 
de outros objetos e pessoas dentro da aeronave, o centro de gravidade (CG) da 
aeronave também tem seu ponto alterado. 
49
Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
O centro de gravidade (CG) pode ser considerado como um ponto em que 
todo o peso da aeronave é concentrado. Se a aeronave fosse suportada em seu 
exato CG, equilibraria em qualquer atitude. Note-se que o CG é extremamente 
importante numa aeronave, pois a sua posição tem grande influência sobre a 
estabilidade. A localização permissível do CG é determinada pelo projeto de cada 
aeronave em particular. Os projetistas determinam até que ponto o centro de 
pressão (CP) irá viajar, ou seja, irá mudar de posição em relação ao CG. 
É importante entender que o peso de uma aeronave está concentrado no centro de 
gravidade (CG) e as forças aerodinâmicas de sustentação ocorrem no centro de 
pressão (CP). 
Quando o CG está à frente do CP, há uma tendência natural dos aviões de baixar 
o nariz. Se o CP estiver à frente do CG, será criado uma tendência de elevação 
do nariz da aeronave. Portanto, os projetistas necessitam estabelecer os limites 
traseiro e dianteiro dessa variação para a velocidade correspondente, a fim de 
manter o equilíbrio do voo.
O peso tem uma relação direta com a sustentação e esta relação é importante na 
compreensão da aerodinâmica do voo. Em voo nivelado estabilizado, quando a força 
de sustentação é igual à força do peso, a aeronave está em um estado de equilíbrio e 
não acelera para cima nem para baixo. Se a sustentação for menor do que o peso, a 
velocidade vertical diminuirá e a aeronave descerá. Quando a sustentação é maior do 
que o peso, a velocidade vertical aumenta e a aeronave subirá.
Sustentação
Quando uma asa se desloca através do ar, o escoamento do fluxo de ar se divide em 
uma parcela direcionada para a parte superior da asa e em outra, para a parte inferior. 
Figura 1.27 – Escoamento do ar sobre uma asa
Fonte: Rodrigues, 2014, p. 28.
50
Capítulo 1 
Se existir um ângulo positivo entre a asa e a direção do escoamento, o ar é 
forçado a mudar de direção. Assim, a parcela de escoamento na parte inferior da 
asa é forçada para baixo e em reação a essa mudança de direção do escoamento 
do ar, a asa é forçada para cima, ou seja, a asa aplica uma força para baixo no 
ar e o ar aplica na asa uma força de mesma magnitude no sentido contrário, 
de empurrar a asa para cima. Essa criação da força de sustentação pode ser 
explicada pela Terceira Lei de Newton, ou seja, para qualquer força de ação 
aplicada existe uma reação de mesma intensidade, direção e sentido oposto.
O ângulo pelo qual o escoamento é defletido por uma superfície geradora de 
sustentação é chamado de ângulo de ataque induzido (downwash angle).
A criação da força de sustentação também pode ser explicada através da circulação 
do escoamento do fluxo de ar ao redor do aerofólio. Para se entender essa definição, 
deve-se compreender o princípio de Bernoulli. À medida que a asa se move através 
da atmosfera, o fluxo de ar que passa sobre a superfície superior curvada da asa 
apresenta velocidade maior 16, logo, a pressão estática na superfície superior é menor 
do que na superfície inferior, o que acaba por criar um diferencial de pressão entre 
essas partes, gerando uma força de sustentação de baixo para cima.
Figura 1.28 – Força de sustentação
Fonte: Braz Júnior, 2006. 
Se toda a sustentação exigida fosse obtida meramente da deflexão do ar pela 
superfície inferior da asa, uma aeronave só precisaria de uma asa plana, como 
uma pipa. No entanto, o equilíbrio da sustentação necessária para suportar 
a aeronave provém do fluxo de ar acima da asa. Não é fácil atribuir valores 
específicos à percentagem de sustentação gerada pela superfície superior de 
uma asa versus a que é gerada pela superfície inferior. Estes não são valores 
constantes. Eles variam, não só de acordo com as condições de voo, mas 
também conforme os aerofólios e projetos de asa.
16 As partículas percorrem uma distância maior no mesmo intervalo de tempo quando comparadas à superfície 
inferior da asa.
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Conhecimento Geral das Aeronaves (Asas Fixas)
Aerofólios
Observando um perfil de aerofólio típico, como a seção transversal de uma asa, 
pode-se ver várias características óbvias do projeto. 
Figura 1.29 – Perfil de aerofólio típico
Fonte: FAA, 2016, p. 4-7.
Nota-se que há uma diferença nas curvaturas das superfícies superior e inferior 
do aerofólio. A curvatura da superfície superior é mais pronunciada do que a da 
superfície inferior, que é geralmente um tanto plana. As duas extremidades do 
aerofólio também diferem em aparência. A extremidade arredondada, que está 
virada para frente em voo é chamada de bordo de ataque. A outra extremidade, 
o bordo de fuga, é estreita e afilada. Uma linha de referência, usada para dividir o 
aerofólio é a linha de corda, uma linha reta desenhada entre as extremidades dos 
bordos de ataque e de fuga. 
A distância entre os pontos das superfícies superior e inferior da asa para a linha 
de corda denotam a magnitude da curvatura superior e inferior em qualquer 
ponto. Outra linha de referência desenhada entre as extremidades é a corda 
média aerodinâmica e representa a curvatura média do aerofólio. A distância 
entre os pontos das superfícies superior e inferior da asa para a linha média 
aerodinâmica são equidistantes.
O coeficiente de sustentação (CL) é a relação entre a pressão de sustentação e a 
pressão dinâmica, sendo função do formato do aerofólio da asa e do ângulo de ataque. 
Cada ângulo de ataque produz um coeficiente particular de sustentação, uma vez 
que o ângulo de ataque é o fator controlador da distribuição de pressão em um 
aerofólio. De uma forma simplificada, é a capacidade que tem um determinado 
perfil de gerar sustentação.
O centro de pressão (CP) de um aerofólio é o ponto onde age a resultante das forças 
aerodinâmicas e o momento de arfagem é nulo. 
52
Capítulo 1 
Em um aerofólio de perfil assimétrico, o centro de pressão muda de posição 
conforme variação do ângulo de ataque. Quando o ângulo de ataque é 
aumentado, o CP move-se para frente; e quando é diminuído, o CP move-se para 
trás. Como a posição do centro de gravidade é fixa em um determinado ponto, 
fica evidente que um aumento do ângulo de ataque leva o centro de pressão para 
uma posição à frente do centro de gravidade, fazendo com que um momento 
desestabilizante seja gerado ao redor do centro de gravidade, afastando a 
aeronave de sua posição de equilíbrio. Do mesmo modo, uma redução do ângulo 
de ataque faz com que o centro de pressão se desloque para trás do centro de 
gravidade e, novamente, um momento desestabilizante é gerado ao redor do 
centro de gravidade afastando a aeronave de sua posição de equilíbrio. 
Figura 1.30 – Passeio do centro de pressão (CP)
Fonte: Rodrigues, 2014, p. 40.
Nota-se, então, que uma asa, por si só, é uma superfície instável e que não 
proporciona uma condição balanceada de voo. Portanto, como forma de garantir 
a estabilidade longitudinal de uma aeronave, o profundor é um elemento 
indispensável, pois é justamente essa superfície sustentadora que produzirá 
um momento efetivo ao redor do centro de gravidade, de forma a restaurar sua 
condição de equilíbrio, após qualquer alteração ocorrida na atitude de voo. O 
balanceamento de uma aeronave em voo depende, consequentemente, da 
posição relativa