ESTRUTURA DO AVIÃO

Para que você comece a se familiarizar com no meio aeronáutico, neste capítulo você vai conhecer cada parte que compõe a estrutura básica de uma aeronave.

• Fuselagem: É a estrutura que fixa as demais partes do avião e também aloca a área do motor, cabine de comando, o compartimento de passageiros e cargas.

• Aerofólios: São estruturas aerodinâmicas que produzem forças úteis ao voo, como asa, empenagem e hélices.
  
• Asa: É o componente fixado na fuselagem, com o objetivo de produzir sustentação suficiente para manter o voo de uma aeronave.

• Trem de pouso: Estrutura com a função principal de sustentar a aeronave no solo. Contudo, também é utilizada para amortecimento do impacto no momento do pouso, frenagem e controle direcional da aeronave no solo (táxi).

TIPOS E CARACTERÍSTICAS DE AEROFÓLIOS

Aerofólios são estruturas aerodinâmicas que produzem forças úteis ao voo e que possuem características e elementos diante do seu perfil.

• Bordo de ataque: extremidade dianteira do aerofólio.

• Bordo de fuga: extremidade traseira do aerofólio.

• Extradorso: parte superior do aerofólio.

• Intradorso: parte inferior do aerofólio.

• Corda: linha reta que une o bordo de ataque ao bordo de fuga do aerofólio. É utilizada na determinação do ângulo de ataque e da área da asa.

• Linha média ou linha de curvatura média: é a linha cuja distância para o intradorso e o extradorso é equivalente (igual). Num aerofólio simétrico a linha média é igual a corda.

Os aerofólios apresentam dois tipos de perfil, o simétrico e o assimétrico.

• Perfil simétrico: No qual a linha de corda divide o aerofólio em duas partes iguais. Neste tipo de perfil, será necessário um ângulo de ataque maior para que seja produzida a mesma sustentação de um perfil assimétrico. Este perfil tem a vantagem de produzir a mesma sustentação em ângulos de ataque positivo e negativo, motivo pelo qual é comumente utilizado em aviões acrobáticos.

• Perfil assimétrico: No qual a linha de corda divide o aerofólio em duas partes diferentes. Por serem mais eficientes em gerar sustentação, os perfis assimétricos são os mais utilizados nas asas das aeronaves.

CARACTERÍSTICAS DAS ASAS E ÂNGULOS

É o componente fixado na fuselagem, com o objetivo de produzir sustentação suficiente para manter o voo de uma aeronave.

• Envergadura: distância de uma ponta a outra da asa.

• Raiz da asa: parte da asa localizada próxima a fuselagem da aeronave.

• Ponta da asa: parte da asa localizada na extremidade oposta à raiz.

• Área da asa: área compreendida entre os bordos de ataque e de fuga, de uma ponta a outra, inclusive a área compreendida pela fuselagem da aeronave. A figura a seguir exibe a área total de uma asa.

• Alongamento da asa: relação entre a envergadura e a corda média geométrica da asa. Quanto maior o alongamento melhor será a capacidade da asa de gerar sustentação e menor será o arrasto por ela produzido.

• Vento relativo: É o vento paralelo e na direção oposta à trajetória da aeronave. E a velocidade do vento relativo é similar a velocidade da aeronave.

• Ângulo de ataque: Ângulo formado entre a linha de corda e o vento relativo.

• Ângulo de incidência: Ângulo formado entre a corda e o eixo longitudinal da aeronave.

• Diedro: Ângulo formado entre o plano do intradorso da asa e o eixo lateral da aeronave. O diedro pode ser nulo, negativo ou positivo e terá influência direta na estabilidade lateral da aeronave.

• Enflechamento: Ângulo formado entre o bordo de ataque da asa e o eixo lateral. Pode ser nulo, positivo ou negativo e terá influência direta na estabilidade lateral e direcional da aeronave.

FORÇAS QUE ATUAM SOBRE O AVIÃO

As quatro forças que atuam sobre um avião em voo são: peso, sustentação, arrasto e tração. E o conhecimento dos efeitos destas forças permitirá a compreensão das reações do avião e das técnicas de pilotagem.

• Peso: é a força que “empurra” o avião para baixo devido a força de gravidade, no sentido oposto à sustentação.

• Sustentação: é a força que se opõe ao peso, ela é produzida pelo efeito dinâmico do ar atuando sobre a asa, no sentido perpendicular à trajetória do voo.

• Arrasto: é a força que causa resistência ao voo, provocada pelo turbilhonamento do ar na asa, fuselagem e em outras superfícies expostas. Esta força age no sentido oposto à tração.

• Tração: é a força gerada pelo motor da aeronave cuja função é se opor ao arrasto.

PESO

O peso de um avião é causado pela força de gravidade que age no centro de gravidade (CG) do avião no sentido do centro da Terra. Em solo, o peso do avião é suportado pela superfície terrestre e em voo o peso do avião é suportado pela sustentação.

• Centro de gravidade (CG): É o ponto de equilíbrio de um avião, onde todos os seus três eixos se encontram. A posição do CG varia de um voo para outro, uma vez que a determinação de sua posição está associada principalmente a quantidade de combustível abastecido e a distribuição da carga e dos passageiros dentro da aeronave.

SUSTENTAÇÃO

A sustentação é a componente da resultante aerodinâmica perpendicular ao vento relativo, gerada principalmente pela diferença de pressão entre o intradorso e o extradorso da asa.

E o outro percentual da sustentação total produzido pela asa será gerado pela deflexão para baixo do ar que se choca com o intradorso da asa.

Ou seja, o ar que é deslocado para baixo pela asa, de acordo com a terceira lei de Newton, terá como reação empurrá-la para cima, produzindo sustentação.

Portanto, a quantidade de sustentação produzida por uma asa, depende:

• Coeficiente de sustentação da asa (CL)
• Pressão dinâmica
• Área da asa

L = Sustentação

CL = Coeficiente de Sustentação: número dado experimentalmente que depende do ângulo de ataque, espessura e curvatura do aerofólio.

V = Velocidade: V2 é o quadrado da velocidade, o que indica que a sustentação é proporcional a este fator, sendo, junto com o próprio coeficiente de sustentação um dos fatores que o piloto pode comandar em voo, interferindo diretamente na sustentação.

S = Área da Asa: Compreende o produto entre envergadura e a corda.

d = Densidade do Ar

ARRASTO

O arrasto representa o turbilhonamento formado atrás dos objetos, quando os mesmos se deslocam através do ar. E não é causado pela turbulência e sim pela redução de pressão atrás dos objetos. Ou seja, os filetes de ar não conseguem acompanhar o contorno das superfícies.

• Arrasto Induzido: Provocado pelo ar que escapa do intradorso
  para o extradorso pela diferença de pressão e turbilhona em espiral na ponta das asas e diminui a sustentação, fazendo com que o piloto tenha que aumentar o ângulo de ataque.

É maior em baixas velocidades e em operações de pousos e decolagens, pois o ângulo de ataque é maior nessas condições.

• Arrasto Parasita: Provocado por todas as partes do avião que não produzem sustentação. Também definido pelo termo área plana equivalente.
  
• Arrasto Total: O arrasto total é a soma do arrasto induzido e parasita. Ao combinarmos os gráficos do arrasto parasita e induzido, com relação à velocidade da aeronave, encontramos a curva do arrasto total, que nos permite conhecer a velocidade na qual o arrasto é mínimo.

TRAÇÃO

A tração é produzida pelo grupo motopropulsor na direção do deslocamento da aeronave, no sentido oposto ao arrasto. Para que a aeronave mantenha um voo reto e nivelado a tração deve ser igual ao arrasto. Para que num voo nivelado a aeronave acelere, a tração deverá ser maior do que o arrasto.

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