VA1 - 21_2S - Teoria das Estruturas Aeronáuticas

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Engenharia Aeronáutica
Manutenção de Aeronaves
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VA1 - 21_2S - Teoria das Estruturas
Aeronáuticas
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1 ponto
A) gusset, skin, brace.
B) leading edge, bulkhead, stiffener.
C) spar, rib, stringer.
D) strut, box beam, nacelle.
E) trailing edge, former, tip.
Questão 1 - “As asas de uma aeronave são projetadas para sustentá-la no
ar. O projeto para qualquer aeronave em particular depende de vários
fatores, como tamanho, peso, utilização da aeronave, velocidades
desejadas em voo e no pouso e razão de subida desejada. Alumínio é o
material mais comumente utilizado na construção de asas, mas estas
também podem ser cobertas com tecido e, ocasionalmente, incorporar
componentes com liga de magnésio. Além disso, aeronaves modernas
estão tendendo a empregar materiais mais leves e resistentes nas diversas
estruturas. Existem asas fabricadas inteiramente de fibra de carbono ou
outros materiais compostos, assim como asas feitas com uma
combinação de materiais para máxima relação resistência versus peso.”
##### O texto aborda a estrutura de uma asa e ajuda a identificar os
componentes numerados na figura ao lado como (sequencialmente de 1 a
3): *
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1 pontoQuestão 2 - “Célula: Do ponto de vista de projeto, é usual estudar uma
aeronave em seus componentes e sistemas individualizados. Igualmente, é
comum dividi-la em tópicos como aerodinâmica, estrutura, desempenho,
controle e sistemas – por exemplo. Ao passo que, mecânicos
aeronáuticos, costumam agrupar uma aeronave em três conjuntos: Célula
(CEL), aviônicos (AVI) e sistema motopropulsor (GMP). “CEL (Célula)  —  
Esta é a especialidade que trabalha com todos os sistemas de
pressurização, ar condicionado, pneumático e sistemas hidráulicos.
Também é nesta habilitação que o interessado poderá trabalhar na
estrutura de aviões e helicópteros em geral, ou seja, a fuselagem da
aeronave.” ANAC Enquanto isso, o RBAC 01: regulamentos brasileiros de
aviação civil, define célula como: “Fuselagem, montantes, naceles, capotas
de motor, carenagens, superfícies aerodinâmicas (incluindo rotores, mas
excluindo hélices e aerofólios rotativos de motores) e trens de pouso de
uma aeronave, incluindo seus acessórios e controles.” Ou seja,
estritamente falando, a célula se refere à estrutura da aeronave e é esse o
significado que você deve inferir...” ##### A estrutura de uma aeronave,
comentada no texto acima, tem sido projetada em diversas configurações,
conforme o estágio de desenvolvimento tecnológico e os requisitos de
projeto. Nesse sentido, observe a figura a seguir e indique a configuração
de estrutura que ela apresenta. *
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A) Hubanada
B) Tubular
C) Semi-monocoque
D) Cantilever
E) Monocoque
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1 ponto
A) 145 nós
B) 200 nós
C) 250 nós
Questão 3 - “Como provar o bom desempenho da aeronave – Ao testar
um avião é necessário levá-lo aos extremos de velocidade, altura,
condições climáticas e inclinações, observando seu desempenho. Os
limites, aqui, são atingidos, com muita precisão e técnica, em um
procedimento chamado de “expansão de envelope de voo”. Louzada
considera um dos testes mais desafiadores o stall, quando o avião chega a
uma velocidade mínima até ficar sem controle, perder sustentação e
depois precisa se recuperar. O contrário, chamado de flutter, quando se
leva a aeronave à máxima velocidade, também é um dos testes que
precisam ser realizados para verificar os requisitos de segurança da
aeronave quando em voo.” ##### De acordo com a Agência Nacional de
Aviação Civil (ANAC), os “envelopes de voo”, citados no texto, são os
limites que estabelecem o voo seguro do avião. O texto também fala do
desafiador teste de estol. Observando o envelope de voo ilustrado ao
lado, você verifica que a aeronave somente poderá voar, em operação
dentro dos limites estabelecidos, até uma velocidade de: *
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D) 450 nós
E) 550 nós
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1 ponto
A) I, apenas.
B) II, apenas.
C) III, apenas.
D) I e II, apenas.
E) II e III, apenas.
Questão 4 - “Normalmente, os projetistas responsáveis por elementos
críticos de segurança da aviação - por exemplo, estruturas da fuselagem,
motores, conveses de voo, instrumentação e automação da trajetória de
voo da aeronave - devem se referir à filosofia de projeto formal de sua
empresa e aderir estritamente aos seus princípios e regras atuais. Este
artigo cita, como exemplo explicativo, uma filosofia de projeto
provavelmente familiar à maioria dos profissionais da aviação: uma
filosofia voltada para projetistas de fuselagem que trabalham para
fabricantes de aeronaves. Um artigo técnico de um especialista no
assunto da Boeing - publicado em 2005 pelo Instituto Americano de
Aeronáutica e Astronáutica (AIAA) - contém análises sobre como os
projetistas de fuselagem trabalham dentro de uma filosofia claramente
estabelecida e critérios bem definidos, considerando a tecnologia
emergente e reconhecendo parâmetros críticos de projeto recentemente
desenvolvidos... Esta visão geral contém uma definição, escopo conceitual
e elementos básicos (exemplos) que cobrem como a filosofia de projeto
orienta ou influencia as decisões e práticas profissionais - neste caso - por
equipes de engenheiros aeronáuticos.” ##### Como o texto acima deixa
evidente, tanto no caso do projeto de novas estruturas quanto no caso de
reparo de estruturas existentes o projetista deve levar em consideração os
critérios estabelecidos pela filosofia de projeto adotada pela empresa.
Nesse sentido, analise as características listadas a seguir: *
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1 ponto
A) tempo de calendário.
B) ciclos de pressurização da aeronave.
C) ciclos de partida dos motores.
D) ciclos de decolagem da aeronave.
E) horas de voo da aeronave.
Questão 5 - “Aviões são projetados para durar de 25 a 35 anos, mas a vida
útil deles para valer é medida em horas de voo ou em quantidade de ciclos
de voo – um ciclo equivale a decolar, voar e pousar. A longevidade
depende de diversos aspectos, como tecnologia de fabricação, distância
percorrida a cada voo e manutenção. Falando apenas de naves
comerciais, um avião de rotas curtas totaliza poucas horas voadas. Já um
avião construído para longas rotas faz um ou dois voos diários,
acumulando muitas horas. A média de um avião que voa trechos
intercontinentaispode ser de até 19 horas por dia, enquanto um avião de
rotas curtas voa, em média, umas 13 horinhas diárias.” ##### O texto cita
como medir a vida útil de uma aeronave e a importância das atividades de
manutenção para sua longevidade. Nesse sentido, considerando as
informações do texto e seus conhecimentos, você pode determinar que
os intervalos de manutenção dos suportes de fixação dos trens de pouso
devem ser contados primariamente em: *
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2 pontosQuestão 6 - “AMORTECEDOR – Um típico amortecedor
pneumático/hidráulico utiliza ar comprimido ou nitrogênio combinado
com fluído hidráulico para absorver e dissipar as cargas do impacto. É
igualmente chamado de amortecedor ar/óleo. Sendo assim um
amortecedor é constituído de dois cilindros ou tubos telescópicos
fechados nas extremidades. O cilindro superior é fixado à aeronave e não
se move enquanto o cilindro inferior é chamado de pistão e desliza para
dentro e para fora do cilindro superior, formando assim duas câmaras. A
câmara inferior é preenchida de fluído hidráulico e a câmara superior é
preenchida de ar comprimido ou nitrogênio. Um orifício localizado entre
os dois cilindros oferece uma passagem para que o fluído da câmara
inferior possa entrar no cilindro na câmara superior quando a haste é
comprimida.” ##### O cilindro inferior, ou pistão, do trem de pouso de
uma aeronave é normalmente submetido a elevados esforços de
compressão durante sua utilização. Considerando um cilindro com
diâmetros externo e interno de 18cm e 16cm, submetido a uma carga em
compressão de 25.000N, calcule a tensão resultante em sua seção
transversal. *
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A) 4,0 MPa
B) 4,6 MPa
C) 5,0 MPa
D) 5,4 MPa
E) 6,0 MPa
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2 pontosQuestão 7 - “O que são tensões? É a medida das forças internas que
atuam em um corpo sendo deformado pela ação de uma força. Quando é
aplicada uma força de tração em uma barra de aço, por exemplo, o
material tende a “esticar” apresentando deformação gradual à medida
que a força vai aumentando. Deformação é qualquer mudança da
geometria de um determinado corpo após a aplicação de uma força
externa. Trata-se de uma medida adimensional que correlaciona o
tamanho inicial com o tamanho final da geometria...Basicamente existem
componentes de tração e compressão que atuam em cada molécula
constituinte dos materiais, nada mais do que isso. Entretanto as
combinações dos tipos de tensão podem ocasionar tensões de flexão e
cisalhamento também. Como resumo: A tensão normal é relativa a efeitos
puramente de tração ou compressão (produzem deformação em um
plano normal de aplicação da força) – aplicando uma força de tração em
uma régua, o material tende a se “esticar” resultando em tensões e
deformações de tração; A tensão de flexão é relativa aos efeitos de
tração e compressão em uma mesma seção transversal – aplicando uma
força que faça a régua fletir para baixo, por exemplo, é gerada uma
tensão de tração na face superior e compressão na face inferior... ... você
deve estar se perguntando como é possível correlacionar todas as
tensões atuantes em um ponto de modo que se previna a falha do
componente. O primeiro passo importante é caracterizar o material como
dúctil ou frágil, pois a partir daí é possível identificar se o material vai
falhar por escoamento ou por tração. Materiais frágeis falham por conta
das tensões normais (tração e/ou compressão), onde a fratura é abrupta
e o material não tem poder de se deformar antes da ruptura (ductilidade).
Materiais dúcteis falham por conta das tensões de escoamento, onde a
fratura ocorre após o escoamento do material, sendo característica a
formação de “pescoço”, características dos aços carbono por exemplo.“
##### Com base nas informações do texto, analise a situação em que
uma barra com seção transversal retangular de 2cmx4cm está sujeita a
uma carga de compressão de 50.000 N. O material apresenta ULc = 65
MPa e ULs = 30 MPa. Nessa situação, avalie as asserções a seguir e a
relação proposta entre as asserções, e assinale a opção correta. *
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A) As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da
I.
B) As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa
correta da I.
C) A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
D) A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
E) As asserções I e II são proposições falsas.
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2 pontosQuestão 8 - Releia o texto na questão anterior, de número 7, que trata
também de tensões por cargas de flexão. No projeto de um componente
submetido a tal tipo de carga, você precisa consultar tabelas com
fórmulas para o momento de inércia da seção transversal, como a
reproduzida a seguir. Com base nas informações do texto e da tabela, e
sabendo que a tensão máxima é expressa como a divisão do produto
entre o momento fletor e a distância ao eixo neutro pelo momento de
inércia, calcule a tensão máxima que surge no caso de um tubo
engastado com diâmetro externo de 5cm, espessura de parede de 5mm
e comprimento de 20cm, submetido a uma carga em flexão de 200N. *
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A) 1,9 MPa
B) 3,3 MPa
C) 5,5 MPa
D) 7,6 MPa
E) 9,5 MPa
2 pontosQuestão 9 - “O gerenciamento e a quantidade de combustível dependem
do tipo de missão. Os perfis de missões militares são variados... Missões
de combate dependem da distância do alvo e da capacidade esperada de
defesa do adversário... A defesa aérea requer retorno contínuo de
informações de inteligência. Treinamento prático no armamento segue
lado a lado o perfil de missão de combate. O estudo das missões de
combate requer análises complexas por especialistas. Organizações de
defesa conduzem esses estudos e, de forma compreensível, os mantêm
confidenciais. Teoria de jogos e simulações de combate são exemplos de
ferramentas para tais análises. O combate real pode se mostrar muito
diferente, porque nem tudo pode ser conhecido sobre as táticas e as
capacidades de um adversário.” ##### O autor do texto aborda as
dificuldades para definição dos perfis mais adequados para missões de
combate. Nesse sentido, esboce um possível perfil de voo para uma
aeronave de combate que realize uma típica missão de superioridade
aérea. Comente as diversas fases do perfil de voo esboçado. Utilize pelo
menos 15 linhas em sua resposta. Utilize suas próprias palavras. A mera
cópia de textos (de livros ou dos slides de aula, por exemplo) não será
considerada. *
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2 pontosQuestão 10 - O processo de projeto de aeronaves é um método
vagamente definido usado para equilibrar muitos requisitos conflitantes e
exigentes... Semelhante, mas mais exigente do que o processo usual de
projeto de engenharia, a técnica é altamente iterativa, envolvendo
compensações de configuração de alto nível, uma mistura de análise e
testagem e o exame detalhado da adequação de cada parte da estrutura.
Para alguns tipos de aeronaves, o processo de projeto é regulamentado
pelas autoridades nacionais de aeronavegabilidade. Os projetistas de
aeronaves normalmente fazem o esboço do projeto inicial levando em
consideração todas asrestrições de seu projeto. Historicamente, as
equipes de projeto costumavam ser pequenas, geralmente chefiadas por
um projetista-chefe que conhecia todos os requisitos e objetivos do
projeto e coordenava a equipe de acordo. Com o passar do tempo, a
complexidade das aeronaves militares e de transporte também cresceu.
Os projetos modernos de aeronaves militares e de categoria transporte
são de uma escala tão grande que cada aspecto do projeto é abordado
por equipes diferentes para, em seguida, serem todos os aspectos
reunidos.” ##### Conforme destacado no texto, projetos de aeronaves
envolvem o compromisso entre objetivos diversos e conflitantes entre si.
Nesse sentido, cite e descreva ao menos três diferentes possíveis
objetivos relacionados ao projeto de estruturas de aeronaves. Comente
de que forma os objetivos citados são ou não conflitantes entre si. Utilize
pelo menos 15 linhas em sua resposta. Utilize suas próprias palavras. A
mera cópia de textos (de livros ou dos slides de aula, por exemplo) não
será considerada. *
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