teoria de vôo - Piloto Master

TEORIA DE VÔO
1
z
AERODINÂMICA
Ramo da física que trata dos fenômenos que acompanham todo movimento relativo entre um corpo e o ar que o envolve.
z
CONCEITOS
1. Massa: Quantidade de matéria que forma um corpo ; Invariável. A quantidade de 1 Kg feijão na Terra é igual a quantidade
de 1 kg feijão na Lua.
2. Força: Tudo capaz de produzir ou modificar o movimento de um corpo.
3. Peso: Força da gravidade; Variável. Peso de uma pessoa é maior na Terra do que na Lua.
4. Pressão: Força por unidade de área.
5. Ação ou Reação: A toda ação corresponde uma reação de mesma intensidade e sentido contrário.
6. Densidade: Quantidade de massa por unidade de volume. Varia inversamente com o volume. Maior a densidade, menor o
volume.
7. Pressão Estática: Pressão exercida dentro de um recipiente por um fluído em repouso.
8. Pressão Dinâmica: Pressão produzida pelo impacto do fluído.
9. Velocidade: Relação entre um espaço percorrido e o tempo gasto no percurso, no movimento uniforme.
10. Aceleração: Variação de velocidade que, em cada unidade de tempo, sofre um corpo em movimento.
11. Superfícies Aerodinâmicas: Superfícies que produzem pequena resistência ao avanço, mas não produzem força
necessariamente útil ao vôo.
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
12. Vento Relativo: é o ar em movimento relacionado com um corpo também em movimento.
13. Aerofólio: Superfícies aerodinâmicas que produzem força útil ao vôo. Ex.: Hélice e Asa.
2
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
14. Perfil: Formato em corte do Aerofólio.
Assimétrico: Aquele que não pode ser dividido por uma linha reta em duas partes iguais.
Simétrico: Aquele que pode ser dividido por uma linha reta em duas partes iguais.
3
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
z
4
ELEMENTOS DE UM PERFIL
Corda: Linha reta que liga o bordo de ataque ao bordo de fuga.
Corda Média Geométrica: Aquela que divide a asa ao meio. È a média de todas as cordas da asa.
Linha de Curvatura Média (Linha Média): Linha que eqüidistância o extradorso e do intradorso.
Linha de Espessura: Linha que une o extradorso ao intradorso da asa.
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
z
5
ESCOAMENTO
Movimento de um fluído gasoso ou líquido
2 tipos:
a. Laminar ou Lamelar
b. Turbulento ou turbilhonado
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
z
6
TUBO DE ESCOAMENTO
Canalização por onde escoa o fluído.
2 tipos:
a. Tubo real
b. Tubo imaginário
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
7
z
EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE
Quanto mais estreito for o tubo de escoamento, maior será a velocidade do fluído e vice e versa.
z
TEOREMA DE BERNOULLI
Lei de escoamento:
Quanto maior for a velocidade do escoamento, maior será a pressão dinâmica e menor a pressão estática.
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
z
8
FORÇAS AERODINÂMICAS
Vôo normal:
Ar escoa pela asa com maior velocidade no extradorso do que no intradorso – curvatura acentuada.
Extradorso: Maior pressão dinâmica e menor pressão estática.
Intradorso: Maior pressão estática e menor pressão dinâmica.
Resultante Aerodinâmica: Força dirigida para para cima e para trás gerada pelo diferencial de pressão.
Centro de Pressão: Centro aerodinâmico. Ponto por onde passa a Resultante Aerodinâmica.
Dividida em duas componentes: Sustentação e Arrasto.
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
1. Sustentação:
Componente da Resultante Aerodinâmica perpendicular ao vento relativo, e que sustenta o peso do avião.
2. Arrasto
Componente da Resultante Aerodinâmica paralela a direção do vento relativo.
Força prejudicial, e por isso deve ser a menor possível.
9
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
2.a. Arrasto Induzido
Ar escoa sobre uma asa – pressão estática é maior no intradorso do que no extradorso.
Ar escapa do intradorso em direção ao extradorso através das pontas das asas - formação de um turbilhonamento em espiral
Arrasto adicional – Arrasto induzido.
10
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
2.b. Arrasto Parasita
Arrasto de todas as partes do avião que não produzem sustentação.
11
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
2.c. Alongamento
Grande alongamento das asas – diminuição do arrasto induzido de aviões de grande rendimento.
Razão entre a envergadura e a corda média geométrica.
12
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
2.d. Ângulos
2.d.1. Ângulo de Ataque
Ângulo formado pela corda do aerofólio e o vento relativo. Variável podendo ser positivo ou negativo.
13
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
2.d.2. Ângulo de Incidência
Ângulo formado pela corda da aeronave e o eixo longitudinal da aeronave. Invariável.
14
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
2.d.3. Ângulo de Enflexamento
ângulo formado entre o eixo lateral do avião e a linha do bordo de ataque de suas
asas. Variável, podendo ser negativo ou positivo.
15
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
2.d.4. Ângulo de Diedro
Ângulo formado pelo plano das asas e o eixo lateral. Variável podendo ser positivo ou negativo.
16
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
2.d.5. Ângulo de Estol
Ângulo crítico
Possui em um perfil um coeficiente de sustentação máximo e que não deve ser ultrapassado. Caso seja
ultrapassado pode perde-se bruscamente a sustentação.
2.d.6. Vôo reto horizontal
Avião – manter um vôo reto horizontal com velocidade constante – Sustentação = Peso e a Tração =
Arrasto.
Menor velocidade possível – avião voa com ângulo de ataque crítico – velocidade de estol
17
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
18
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
z
19
DISPOSITIVOS HIPERSUSTENTADORES
Conseguem aumentar consideravelmente o coeficiente de sustentação.
1. Flape: Serve para aumentar a curvatura, o arqueamento do perfil, aumentando o seu coeficiente de sustentação.
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
2. Slot: Aumenta o ângulo de ataque crítico do aerofólio produzindo mais sustentação e diminuindo a velocidade.
Desvantagem sobre os flapes – Obrigam o avião a erguer demasiadamente o nariz, prejudicando a visibilidade do piloto.
3. Spoilers: São freios aerodinâmicos.
20
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
3. Hélice: Aerofólio rotativo que produz uma força de tração sobre o avião.
Torção das pás – perfil forme um ângulo com a direção do vento relativo.
21
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
4. Equilíbrio: Estado de um corpo que é atraído ou solicitado por forças cuja a resultante é nula.
4.a. Estável: Corpo tende a voltar ao equilíbrio;
4.b. Instável: Corpo tende a afastar-se mais do equilíbrio;
4.c. Indiferente: Corpo continua fora do equilíbrio
22
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
Aeronaves: 3 tipos de estabilidade
a. Estabilidade Longitudinal – Centro de gravidade deverá ficar a frente do centro de pressão.
23
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
b. Estabilidade Lateral – Esforços laterais no avião são geralmente pequenos.
Fatores que influenciam na Estabilidade Lateral: Diedro, Enflexamento, Efeito de quilha e de fuselagem.
24
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
b.1. Diedro: Positivo – aumenta / Negativo – diminui
25
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
b.2. Enflexamento: Positivo – tenderá a ser estável / Negativo – tenderá a ser instável.
26
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
b.3. Efeito de quilha: Área lateral acima do CG é maior que a área lateral abaixo do CG a aeronave tende a ser estável / Área lateral
abaixo do CG é maior do que a área acima do CG a aeronave tende a ser instável.
27
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
b.4. Efeito de fuselagem: Fuselagem impede que o vento lateral alcance o extradorso da asa diminui a estabilidade lateral.
28
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
c.Estabilidade Direcional – Equilíbrio de um avião em torno do seu eixo vertical.
Fatores que influem na estabilidade direcional é o enflexamento e o efeito de quilha.
29
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
c.1. Enflexamento: Positivo – Aumenta a estabilidade / Negativo – Diminui a estabilidade.
30
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010
TEORIA DE VÔO
c.2. Efeito de quilha: Grande área lateral atrás do CG - aumento da estabilidade / Grande área lateral a frente do CG – diminuição da
estabilidade.
31
AEROCLUBE DE ARARAQUARA
27/4/2010