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11/05/2021 1 PESO E BALANCEAMENTO PESO E BALANCEAMENTO ■ A finalidade principal do controle do peso e balanceamento das aeronaves, é a segurança. ■ Como finalidade secundária, podemos citar a maior eficiência durante o voo. ■ Um carregamento inadequado reduz a eficiência da aeronave com respeito ao teto, manobrabilidade, razão de subida, velocidade, e consumo de combustível; podendo ser motivo para interrupção de um voo, ou mesmo de seu cancelamento. ■ As aeronaves têm uma tendência de ganhar peso devido ao acúmulo de sujeira, graxa, etc., em áreas que não são facilmente acessíveis para lavagem e limpeza. ■ O peso ganho em dado período de tempo depende do funcionamento da aeronave, horas de voo, condições atmosféricas e o tipo de aeroporto em que ela opera. Por estes motivos é que se faz necessário refazer a pesagem da aeronave periodicamente. Nos casos de aeronaves usadas para transportes aéreos e taxi aéreo, este procedimento é exigido pelos regulamentos aeronáuticos. TEORIA DO PESO E BALANCEAMENTO ■ A teoria do peso e balanceamento é a teoria da alavanca, que está em equilíbrio ou balanceada quando está em repouso sobre o fulcro (ponto de apoio da alavanca) , em posição nivelada. ■ A influência do peso depende diretamente de sua distância do fulcro. ■ Para balancear a alavanca, o peso deve ser distribuído a fim de que o efeito de rotação seja o mesmo em ambos os lados do fulcro. De modo geral, o peso menor mais distante do fulcro tem o mesmo efeito que um peso maior mais próximo do fulcro. ■ A distância entre o fulcro e qualquer objeto é chamado de braço da alavanca. ■ O braço da alavanca multiplicado pelo peso do objeto nos dá o efeito de rotação em torno do fulcro. este efeito de rotação é chamado de momento. PLANO DE REFERÊNCIA OU DATUM ■ O plano de referência é um plano vertical imaginário, a partir do qual, todas as medidas são tomadas horizontalmente para fins de balanceamento com a aeronave em atitude de voo nivelado. ■ Este plano está em ângulo reto em relação ao eixo longitudinal da aeronave. ■ Todas as localizações de equipamentos, tanques, compartimento de bagagem, assentos, motores, hélices, etc., estão incluídas nas especificações técnicas da aeronave, ou nas folhas de dados de certificação de tipo, com as respectivas distâncias em relação ao plano de referência. BRAÇO ■ O Braço é a distância horizontal entre um equipamento e o plano de referência. ■ O comprimento do braço é sempre dado ou medido em polegadas; e, exceto nos casos em que a localização seja exatamente sobre o plano de referência (0), ele é precedido do sinal positivo (+) ou negativo (-). ■ O sinal positivo indica uma posição para trás do plano de referência, e o sinal negativo indica uma posição adiante do plano de referência. Se o fabricante escolher uma plano de referência que esteja na posição mais dianteira da aeronave (ou alguma distância adiante da aeronave), todos os braços serão positivos. 11/05/2021 2 MOMENTO ■ O momento é o resultado da multiplicação de um peso pelo seu braço. ■ O momento de um item em torno do plano de referência é obtido pela multiplicação do peso deste item, pela distância horizontal, entre este item e o plano de referência. ■ Um peso de 10 libras localizado a 70 polegadas de distância do plano de referência teria um momento de 10 x 10 ou 700/lb.pol. O sinal positivo ou negativo, que precede o valor de 600/lb.pol., vai depender de sua localização em relação ao plano de referência, CENTRO DE GRAVIDADE ■ O c.g. de uma aeronave é o ponto sobre o qual os momentos de nariz pesado, ou de cauda pesada, são exatamente iguais em magnitude. ■ Uma aeronave suspensa por este ponto, não deve ter tendência de rotação para qualquer dos lados do nariz ou da cauda. Este é o ponto no qual o peso da aeronave ou de qualquer objeto está concentrado. PASSEIO DO CENTRO DE GRAVIDADE OPERACIONAL ■ O passeio do c.g. operacional é a distância compreendida entre os limites dianteiro e traseiro do c.g., indicado na Especificação da Aeronave ou nas Folhas de Dados de certificação de Tipo. ■ Estes limites, determinados durante as fases de projeto e fabricação, são posições extremas do c.g. carregado, permissíveis, aplicáveis dentro dos regulamentos que controlam o projeto da aeronave. Estes limites são apresentados em porcentagem da CAM (Corda Aerodinâmica Média) ou em polegadas de distância do plano de referência. 11/05/2021 3 CORDA AERODINÂMICA MÉDIA – CAM ■ CAM é a corda média da asa. ■ Qualquer desvio do plano retangular da asa afetará o comprimento da CAM é a distância resultante entre o bordo de ataque da CAM e o bordo de ataque da asa da aeronave. Pesos ■ Fator de Carga. ■ Velocidade Máxima. ■ Velocidade Mínima. ■ Pesos Máximos. A partir desses dados é dimensionada a estrutura da aeronave. Pesos Estruturais ■ Os principais são: Peso Máximo Estrutural de Decolagem – PMDE (maximum take off gross weigth - MTOGW) Peso Máximo Estrutural de Pouso – PMEP (maximum landing gross weigth – MLGW) Peso Máximo Zero Combustível – PMZC (maximum zero fuel weigth – MZFW) Peso Máximo de Taxi – PMT (maximum taxi weigth – MTW) Pesos Estruturais ■ Peso Máximo Estrutural de Decolagem – PMDE (maximum take off gross weigth - MTOGW) ■ É o peso máximo com o qual um determinado avião pode alçar voo com segurança. ■ Esse limite é definido já no projeto da aeronave conforme limites estabelecidos pelas regras de certificação ■ Um avião é capaz de alçar voo com mais do que o Peso Máximo de Decolagem, porém além de ilegal, essa prática implica operar fora dos limites de segurança e de performance mínima de subida. ■ Fatores que afetam o peso máximo de decolagem: – Design da aeronave; – Tipo e potência dos motores; – Pressão do ar; – Altitude em relação ao nível do mar; – Temperatura do ar; – Extensão da pista. – Condições da pista (e.g. neve, chuva, detritos); – Obstáculos geográficos na rota de decolagem (e.g. montanhas). Pesos Estruturais ■ Peso Máximo Estrutural de Pouso – PMEP (maximum landing gross weigth – MLGW) – É o peso máximo autorizado de modo a garantir a integridade do conjunto do tem de pouso. ■ Peso Máximo Zero Combustível – PMZC (maximum zero fuel weigth – MZFW) – Peso máximo de uma aeronave totalmente carregada faltando apenas o combustível nas asas. ■ Peso Máximo de Taxi– PMT (maximum taxi weigth – MTW) – É o peso máximo autorizado par a aeronave manobrar no solo, até a cabeceira da pista. É pouco superior ao Peso Máximo de Decolagem. Pesos Estruturais 11/05/2021 4 Pesos Estruturais O abastecimento de combustível reduz a flexão nas asas. ■ A estrutura da aeronave é projetada para suportar esses pesos e fatores de carga previstos em projeto. ■ Caso sejam ultrapassados poderão ocorrer deformações permanentes. Consequências do Emprego de Pesos Excessivos 1) Aumento das velocidades de decolagem, aterragem, estol, corridas de decolagem e de aterragem e consumo de combustível. 2) Redução do ângulo e razão de subida, tetos absolutos e de serviço, alcance, autonomia, velocidade máxima, controlabilidade do avião, etc. 3) Se forem superados os pesos extruturais, poderão ocorrer em partes solicitadas: • Deformações permanentes • Fissuras e trincas • Em casos extremos – rupturas de peças e mesmo a queda do avião. • Esses mesmos efeitos também poderão ser obtidos com pesos corretos PORÉM com fatores de carga excessivos. Pesos Operacionais Carga Paga Peso dos passageiros (75 kgf/pax incluindo a bagagem de mão) Bagagens entregues no Check-in Carga (indicada no manifesto de carga) Correio / Malotes + + + Pesos Operacionais Peso Básico (PB) (Basic Weigth ou Empty Weigth EW) Peso da aeronave vazia, sem tripulação, passageiros, carga, combustível e demais itens necessários ao voo. É obtido através da pesagem da aeronave com uma balança especial e instruções contidas no manual de weight and balance, emitidopelo fabricante. É o início do processo de peso e balanceamento. ■ Deve ser periodicamente pesado por razões de pintura, adição de novos equipamentos, modificações estruturais, grandes revisões, acúmulo de umidade, etc. Pesos Operacionais ■ Peso Básico Operacional (PBO) (Basic Operational Weigth – BOW ou Dry Operational Weigth – DOW) ■ Peso Básico acrescido da tripulação e sua bagagem, comissaria, manuais, fly kit e demais itens necessários à operação da aeronave. ■ É a aeronave pronta para voar, faltando carga paga e combustível. PBO = PB + tripulação e sua bagagem, comissaria, manuais, fly kit e demais itens necessários à operação da aeronave. PO = PBO + combustível de decolagem Pesos Operacionais ■ Peso Operacional – PO (Operational Weigth – OW) ■ Peso Básico Operacional mais o combustível de decolagem 11/05/2021 5 Pesos Operacionais ■ Peso Zero Combustível – PAZC (Actual Zero Fuel Weigth – AZFW) ■ Peso Básico Operacional mais a Carga Paga. É, por definição, a aeronave pronta para o voo, faltando apenas o combustível. PAZC = PBO + carga paga Pesos Operacionais ■ Peso de Decolagem – PAD (take off weigth – TOW) decolagem de lcombustíve AZC PAD P paga carga PO PAD ou Pesos Operacionais ■ Peso de Pouso – PAP (landing weigth – LW) fuel) (trip etapa na consumido lcombustíve - PAD PAP Pesos Operacionais ■ Peso Máximo de Performance – (MPTOW – maximum performance take off weigth) – Peso máximo de decolagem limitado pela pista (field limit) – Pelos gradientes de subida (cimb limit) – Pelos obstáculos próximos à pista (obstacle limit) – Pela velocidade máxima dos pneus (tire limit) – Pelo freio (brake limit) Abastecimento de Combustível ■ Combustível de Decolagem (take off fuel) – Combustível nos tanques quando o avião está na cabeceira da pista, pronto para decolar. ■ Combustível para Taxi (taxi fuel) – Combustível previsto para o taxiamento. ■ Abastecimento de Combustível (block fuel / total fuel) – É o peso total do combustível nos tanques do avião – ANTES DA PARTIDA DOS MOTORES. Abastecimento de Combustível ■ Combustível Reserva / Combustível Sobre o Destino (reserve fuel / fuel over destination) – É a margem de segurança além daquele previsto para o voo. Se não ocorrer nenhum previsto, o avião aterrará com este combustível. ■ Combustível para a Etapa (trip fuel) – É o peso estimado do combustível a ser consumido na viagem, da decolagem ao pouso, SEM MARGEM DE SEGURANÇA. 11/05/2021 6 Determinação do Peso Máximo de Decolagem (PMD) e da Carga Máxima Disponível ■ O peso máximo de decolagem PMD (maximum take off weigth – MTOW) é obtido conforme a figura: MLGW MAX. PERFORMANCE ESTRUTURAL DECOLAGEM MZFW MENOR DOS PESOS SERÁ MAXIMUM T. O WEIGTH TRIP FUEL T O FUEL + + Determinação do Peso Máximo de Decolagem (PMD) e da Carga Máxima Disponível ■ Exemplo 1: – Dados do avião X: ■ MTOGW....................191.000 libras (estrutural de decolagem) ■ MPTOW....................180.000 libras (performance) ■ MLW.........................160.000 libras ■ MZFW.......................141.000 libras ■ BOW.......................... 90.000 libras ■ Take off fuel.............. 45.000 libras ■ Trip fuel..................... 22.000 libras Determinar: PMD e o Disponível Determinação do Peso Máximo de Decolagem (PMD) e da Carga Máxima Disponível ■ Solução: Empregando a figura anterior: MLW MZFW + 141.000160.000 22.000 Trip fuel 182.000 lb + 45.000 Take off fuel 186.000 lb MTOGW MAX. PERF. 191.000 lb 180.000 lb O PMD é 180.000 libras, o menor dos pesos limitado por performance. ■ Para determinar o DISPONÍVEL é necessário achar o PO: libras 135.000 PO 45.00090.000 fuel off take BOW PO libras 45.000135.000-180.000 Disponível Determinação do Peso Máximo de Decolagem (PMD) e da Carga Máxima Disponível PMED 20.400 kgf PMZC 17.010 kgf Peso máx. perf. 21.000 kgf PMP 18.600 kgf PBO 12.120 kgf PAZC 16.900 kgf Comb. na decolagem 2.780 kgf Comb. na etapa 1.550 kgf Exemplo 2: Um avião decola de Cuiabá (SBCY) para Araraquara (SBAU). Os dados desse voo são: ■ Determinar: 1) Peso máximo de decolagem (PMD) 2) Peso Operacional (PO). 3) Carga máxima disponível. 4) Carga paga. 5) Peso no pouso. 11/05/2021 7 PMP PMZC + 17.01018.600 1.550 Trip fuel 20.150 kgf + 2.780 Take off fuel 19.790 kgf PMED MAX. PERF. 20.400 kgf 21.000 kgf Solução: 1) PMD = 19.790 kgf (o menor dos pesos acima) ■ Para achar o combustível extra, devemos achar o PAD: ■ PAD = PAZC + combustível de decolagem ■ PAD = 16.900 + 2.780 = 19.680 kgf ■ Combustível extra = PMD – PAD = 19.790 – 19.680 = 110 kgf PMED 19.200 kgf PMZC 13.000 kgf Peso máx. perf. 19.000 kgf PMP 17.600 kgf PBO 11.100 kgf PAZC 13.400 kgf Comb. na decolagem 2.120 kgf Comb. na etapa 950 kgf Exemplo 3: Um avião decola de Porto Alegre (SBPA) para Florianópolis (SBFL). Os dados desse voo são PMP PMZC + 1300017600 950 Trip fuel 18550 + 2120 Take off fuel 15120 PMED MAX. PERF. 19200 19000 Solução: ■ Para achar o combustível extra, devemos achar o PAD: ■ PAD = PAZC + combustível de decolagem ■ PAD = 13.400 + 2.120 = 15.520 kgf ■ Combustível extra = PMD – PAD = 15.120 – 15.520 = -400 kgf PMED 21.000 kgf PMZC 17.000 kgf Peso máx. perf. 22.800 kgf PMP 19.600 kgf PBO 13.000 kgf PAZC 13.400 kgf Comb. na decolagem 3.200 kgf Comb. na etapa 870 kgf Exemplo 4: Um avião decola de Natal (SBNT) para João Pessoa (SBJP). Os dados desse voo são 11/05/2021 8 PMP PMZC + 1700019600 870 Trip fuel 20470 + 3200 Take off fuel 20200 PMED MAX. PERF. 21000 22800 Solução: ■ Para achar o combustível extra, devemos achar o PAD: ■ PAD = PAZC + combustível de decolagem ■ PAD = 13.400 + 3.200 = 16.600 kgf ■ Combustível extra = PMD – PAD = 20.200 – 16.600 = 3600 kgf Calcular a Máxima PAYLOAD ( Carga Paga, que são os Passageiros + Carga) ■ Peso Vazio Básico 100.500 lbs (BEW) ■ Máximo Peso Zero Combustível 138.000 lbs (MZFW) ■ Máximo Peso de Pouso 142.000 lbs (MLW) ■ Máximo Peso de Decolagem 184.200 lbs (MTOW) ■ Carga do Tanque de Combustível 54.000 lbs (FTL) ■ Combustível da Viagem 40.000 lbs (Fuel Trip) Fórmula para calcular a posição do CG CG = MomentoTotal PesoTotal O despachante de voo, recebe uma consulta de voo e fecha o contrato. Ainda ao telefone ele solicita o PESO dos três passageiros que embarcarão. A aeronave para este voo será um monomotor para 4 Pessoas a bordo Passageiro A = 115 Libras (115 x 0,4536 = 52 Kg) Passageiro B = 212 Lbs (212 x 0,4536 = 96 Kg ) Passageiro C = 97 Lbs (97 x 0,4536 = 43 Kg) Piloto = 140 Lbs (140 x 0,4536 = 63,5 Kg) O DOV leu na ficha de Peso e Balanceamento do Avião (deve estar obrigatoriamente dentro de todos aviões) que a aeronave para este voo tem os seguintes dados para Peso e Balanceamento: Peso Vazio e Peso Vazio CG = 1340 Lbs (EW e EWCG) Braço = +37 polegadas Máximo Peso Bruto = 2300 Lbs (MGW) Limites do Passeio do CG = + 35.6 até 43.2 polegadas Assentos dianteiros (2) Braço = +35” Assentos traseiros (2) Braço = +72” Combustível para o Voo = 40 U.S. Gal = 40 x 6 = 240 Lbs (1 U.S. Gal = pesa 6 Lbs) Máximo ALCANCE Bagagem (máximo) = 60 Lbs Braço do bagageiro = +92” 11/05/2021 9 CG em % da MAC = Distância atrás da LEMAC x 100 MAC LEMAC = estação 144 TEMAC = estação 206 MAC = 206" - 144" = 62" polegadas CG está 17 polegadas atrás da LEMAC (144 + 17 = 161) CG localizado na Estação 161 CG em % da MAC = Distância atrás da LEMAC x 100 MAC CG em % da MAC = 17 x 100 = 27,4% da MAC 62 LEMAC = estação 144 TEMAC = estação 206 MAC = 206" - 144" = 62" polegadas CG está 17 polegadas atrás da LEMAC (144 + 17 = 161) CG localizado na Estação 161
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