Resumo - Teoria de Voo

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MAIO DE 2013 1

RESUMO - TEORIA DE VOO | AVIATION SUMMARY

INTRODUÇÃO Este é um documento no qual consiste simplificar o estudo da aerodinâmica e teoria de vôo, não excluindo o uso do livro referente a este estudo, livro no qual me basiei para produzir este documento. A maioria desse documento possui conceitos do livro “Aerodinâmica e teoria de vôo” do autor Jorge Homa, os quais são de suma importância e não podem ser trazidos para uma linguagem arcáica, devido á sua aplicação em perguntas eleboradas pela banca da ANAC (agência nacional de aviação civil). Visto tal esclarecimento, deixo claro que não copie o que está no livro e transpassei para este resumo, eu apenas estruturei esse documento visando a importância que cada tópico possui e terá influência direta em avaliações, até porque se eu “mudar” os conceitos do livro estarei prejudicando o seu estudo referente a esta matéria, sendo assim espero que este resumo lhes seja útil. Gostaria apenas de pedir que qualquer falha ou incoerência encontrado neste documento seja reportado através do email que irei divulgar abaixo.

Cassio Reis, Bom estudo

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INTRODUÇÃO Este é um documento no qual consiste simplificar o estudo da aerodinâmica e teoria de vôo, não excluindo o uso do livro referente a este estudo, livro no qual me basiei para produzir este documento. A maioria desse documento possui conceitos do livro “Aerodinâmica e teoria de vôo” do autor Jorge Homa, os quais são de suma importância e não podem ser trazidos para uma linguagem arcáica, devido á sua aplicação em perguntas eleboradas pela banca da ANAC (agência nacional de aviação civil). Visto tal esclarecimento, deixo claro que não copie o que está no livro e transpassei para este resumo, eu apenas estruturei esse documento visando a importância que cada tópico possui e terá influência direta em avaliações, até porque se eu “mudar” os conceitos do livro estarei prejudicando o seu estudo referente a esta matéria, sendo assim espero que este resumo lhes seja útil. Gostaria apenas de pedir que qualquer falha ou incoerência encontrado neste documento seja reportado através do email que irei divulgar abaixo.

Cassio Reis, Bom estudo

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1 - NOÇÕES PRELIMINARES

1.1 Velocidade – é a distância percorrida por undidade de tempo. Tempo Ex: 100 km/h Distância Massa - é a quantidade de matéria contida num corpo. A m ass assa a é invar in var iáv iável el . Força - tudo aquilo que é capaz de alterar um movimento de um corpo. OBS: “alterar o movimento” significa “alterar a velocidade”. Uma força sempre altera o movimento. Peso - é a força que resulta da ação da gravidade sobre os corpos. Densidade – é a massa massa por unidade de volume Potência – é o trabalho produzido porunidade de tempo. Potência = força x velocidade Pressão – é força por unidade de área. Primeira lei de Newto Newton n  Lei da inércia (estado de repouso). Segund Segunda a lei de Newton Terceir Terceira a lei de d e Newton Newton

 Aceleração  Lei

= força / massa.

da ação e reação.

1.2 Veloci Veloci dade Absol uta e Velocidade Relativa Relativa Velocidade absoluta – medida em relação a terra. Veloc Velocidade idade Relativa – medida em relação a outro corpo,

Vetor – – possui  intensidade, direção e sentido.

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EXERCÍCIOS – 1 1 – Densidade é:

a) b) c) d)

A quantidade de matéria por unidade de volume A quantidade de matéria existente num num corpo O peso do corpo O peso por por unidade de volume do corpo

2 – Assinalar a afirmativa errada:

a) b) c) d)

A temperatura temperatura de um fluído fluído é variável A massa de um corpo é invariável O peso de um um corpo é invariável O volume ocupado por um gás é variável

3 – Um avião sobe num ângulo de 30°. O vento relativo:

a) b) c) d)

É horizontal Sobe num ângulo de 30° Desce num ângulo de 30° É vertical

4 – Para que um corpo se mantenha em movimento com velocidade constante e em linha reta, é preciso que:

a) b) c) d)

Exista um um força aplicada sobre ele As forças forças sobre ele sejam nulas A resultante das forças que atuam sobre ele seja nula Nenhuma das acima

5 – Não é considerado como componente normal do ar atmosférico:

a) b) c) d)

O oxigênio O nitrogênio O vapor d’água Os gases nobres

GABARITO

1 a) // 2 c) // 3 c) // 4 b) // 5 c)

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2 – FLUIDOS E ATMOSFERA 1 - FLUIDO – é todo corpo que não possui forma física. Existem duas expécies de fluidos:

a) Líquidos – água, gasolina, óleo. b) Gases – ar, oxigênio, vapor d’água. 2 - PARÂMETROS ATMOSFÉRICOS – são as propriedades do ar atmosférico. Estas propriedades são variáveis.

a) Densidade b) Temperatura c) Pressão DENSIDADE – a densidade é inversamente proporcional ao volume.

3 - LEI DOS GASES – é a lei da física que descreve a forma pela qual variam a pressão, a densidade e a temperatura de um gás. NUM GÁS A DENSIDADE DENSIDADE proporcionalmente á temperatura.

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CONSTANTE,


a

pressão

aumenta

NUM GÁS A PRESSÃO CONSTANTE, a densidade diminui proporcionalmente ao aumento da temperatura.

NUM GÁS A TEMPERATURA CONSNTANTE, a densidade aumenta proporcionalmente à pressão.

4 - PRESSÃO ATMOSFÉRICA – é a pressão exercida pelo ar sobre todas as coisas que estão dentro da atmosfera. 5 - O ALTÍMETRO – é um barômetro. A pressão da atmosfera decresce com a altitude

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3 – ESCOAMENTO

1 - ESCOAMENTO

a) Laminar ou lamelar b) Turbulento ou turbilhonado A figura ao lado ilustra os dois tipos de escoamento, através do exemplo da fumaça de um cigarro. 2 - TUBO DE ESCOAMENTO

É a canalização por onde escoa o fluido. Existem dois tipos de tubo de escoamento: a) tubo real b) tubo imaginário

3 - PRESSÃO ESTÁTICA – é aquela que não depende do movimento do fluido, tal como a pressão do ar num pneu. 4 - PRESSÃO DINÂMICA – é aquela provocada pelo impacto do ar e depende do vento.

5 - PRESSÃO TOTAL – é a soma das duas (estática e dinâmica). O manômetro acima recebe a pressão total, porque a pressão estática não cessa quando surge a pressão dinâmica.

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5 - VELOCÍMETRO – mede a velocidade do vento relativo do ar externo. No velocímetro existem duas tomadas de pressão, a estática e total (estática e dinâmica), as duas pressões estáticas se cancelam restando apenas a dinâmica.

6 - Velocidade indicada (VI) – Velocidade indicada pelo velocímetro, resultante da pressão dinâmica e só é correta, precisa ao nível do mar na ISA. 7 - Veloci dade aerodinâmica (VA) – é a velocidade do avião em relação ao ar. 8 - Teorema de bernoulli – “um aumento na velocidade do fluido em escoamento causa uma redução na pressão estática”. Esse teorema é constantemente aplicado em teoria de alta e motores a reação, onde em suas respectivas propriedades aerodinâmicas há convergência, divergência.

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EXERCÍCIOS – 2 1 – A pressão dinâmica depende de:

a) b) c) d)

Peso do fluido e velocidade do escoamento Densidade do fluido e velocidade do escoamento Força com a qual o ar se choca Todas as acima

2 – Se a linha de pressão estática estiver entupida, deixarão de funcionar:

a) b) c) d)

O altímetro O velocímetro Ambos os acima O altímetro, o velcímetro e o variômetro (climb)

3 – Se um avião subir mantendo a VI constante a VA deverá:

a) b) c) d)

Aumentar Diminuir Permanecer constante Permanecer constante somente na atmosfera padrão

4 – O teorema de Bernoulli é aplicado na construção do:

a) b) c) d)

Tubo de pitot Tubo de venturi Velocímetro Altímetro

GABARITO

1 b) // 2 d) // 3 a) // 4 b)

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4 – GEOMETRIA DO AVIÃO 1 - SUPERFÍCIES AERODINÂMICAS – são aquelas que possuem pequena resistência ao avanço, porém não produzem nehuma força útil ao vôo.

Exemplos: “Spinner” Carenagem da roda 2 - AEROFÓLIOS – produzem forças úteis ao vôo.

Exemplos: Hélice Asa Estabilizador

3 – ELEMENTOS DE UM ASA

Envergadura (b ) Corda (a) Raiz da asa Ponta da asa Bordo de fuga Bordo de ataque Área da asa - S = b.c

4 - PERFIL – é o formato em corte da asa.

a) Perfil simétrico – é dividido por uma linha reta em duas partes iguais. b) Perfil assimétrico – não pode ser dividido em duas partes iguais.

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5 – ELEMENTOS DE UM PERFIL (mais importantes)

Corda – é a linha reta que liga o bordo de ataque ao bordo de fuga. Linha média – é a linha que equidista do intradorso e do extradorso.

OBS: em um perfil simétrico o intradorso e o extra dorso terão a mesma curvatura. 6 – ÂNGULO DE INCIDÊNCIA – é o ângulo formado entre a linha de corda e o eixo longitudinal da aeronave.

7 - DIEDRO – é o ângulo formado entre o plano da asa e o plano horizontal de referência.

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EXERCÍCIOS - 3

1 – A superfície aerodinâmica é aquela que sempre produz:

a) b) c) d)

Pequena resistência ao avanço Grande resistência ao avanço Pequena resistência ao avanço e sustentação Pequena resistência ao avanço e reações úteis

2 – O ângulo formado entre a corda e a trajetória chama-se:

a) b) c) d)

Ângulo de ataque Ângulo de incidência Ângulo de trajetória Ângulo de atitude

3 – A força de sustentação deve-se a:

a) b) c) d)

Diferença de pressão entre o extradorso e intradorso da asa Movimento do ar na asa, tornando o avião mais leve que o ar Diferença entre a pressão dinâmica e pressão estática na asa Impacto do ar na superfície inferior da asa

4 – A força por unidade de área denomina-se:

a) b) c) d)

Vetor Potência Peso Pressão

GABARITO

1 a) // 2 a) // 3 a) // 4 d)

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5 – FORÇAS AERODINÂMICAS 1 O ar escoa com maior velocidade no extradorso do que no intradorso devido à curvatura mais acentuada. O aumento de velocidade corresponde a uma redução na pressão. O resultado é uma força que empurra a asa para cima e para trás. Essa força é a resultante aerodinâmica (RA) que esta aplicada num ponto da asa denominado centro de pressão (CP). 2 A linha de corda forma um ângulo (α) alfa com a direção do vento relativo (trajetória deste), esse ângulo é denominado ângulo de ataque. Essa é uma típica pergunta de prova: “O ângulo formado entre a corda e a trajetória chamase”: a) ângulo de ataque b) ângulo de incidência c) ângulo de trajetória d) ângulo de atitude

Sustenação (L) – é a componente da resultante aerodinâmica perpendicular ao vento relativo. Arrasto (D) – é a componente da resultante aerodinâmica paralelo ao vento relativo.

OBS: não existem 3 (três) forças agindo no aerofólio. Existe apenas uma, que é a resultante aerodinâmica (RA).

SUSTENTAÇÃO

Iniciaremos examinando a inf luência do ângulo de ataque (α) sobre a sustentação. É preciso compreender perfeitamente como os perfis se comportam nos quatro diferentes ângulos de ataque a seguir. Ângulo de ataque positi vo – a sustentação é positiva qualquer que seja o perfil.

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Ângulo de ataque nulo – a sustentação depende do perfil. È importante lembrar que o ângulo de ataque nulo, não significa um sustentação nula, pois a sustentação nesse caso depende unicamente do perfil (simétrico, assimétrico) do aerofólio em questão.

a) Perfil simétrico – não há sustentação. b) Perfil assimétrico – há um pequena sustentação.

Ângulo de ataq ue de sustentação nula – é o ângulo em que a sustentação vai ser nula independentemente do perfil a ser utilizado, diferente do ângulo de ataque nulo, que a sustentação depende do perfil.

Ângulo de ataque negati vo – a sustentação é negativa qualquer que seja o perfil. É usado me voo de dorso . Pergunta de prova: “Um avião voa com C L negativo na seguinte situação”:

a) Voo em alta velocidade b) Voo de dorso c) Voo em baixa velocidade d) nehuma dos acima

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3 Ângulo de ataque crítico – a sustentação aumenta até atingir um valor máximo num ângulo denominado ângulo de ataque crítico (ângulo de estol). É possível manter vôo reto horizontal nivelado nesse ângulo.

4 coeficiente de sustentação (CL) – é o número que indica a capacidade de um aerofólio produzir sustentação.

a) A sustentação depende somente de quatro fatores: Densidade do ar Velocidade Área da asa Coeficiente de sustentação b) A sustentação é proporcional a: Densidade do ar Quadrado da velocidade Área da asa Coeficiente de sustentação

ARRASTO 5 - Arrasto e turbulência – o arrasto é provocado pela distribuição desfavorável de pressões que se formam devido à separação de filetes de ar da superfície do aerofólio.

OBS: podemos considerar o deslocamento ou a separação como causa e o arrasto e a turbulência como efeitos. Os corpos aerodinâmicos e os aerofólios possuem formatos afilados e suaves para evitar o deslocamento de fluxo; tratase de eliminar as causas para evitar os efeitos.

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6 - Arrasto induzido – quando você compensa a perda de sustentação devido ao turbilhonamento na ponta da asa, essa compensação cria um arrasto adicional, esse arrasto adicional é denominado “arrasto induzido”.

7 - Alongamento – o alongamento é a razão entre a envergadura e a corda média geométrica. Com o alongamento da asa é possível reduzir o arrasto induzido .

Um outro recurso utilizado para diminuir o arrasto induzido é o tanque na ponta da asa, que funcionam como barreira ao ar do intradorso que tenta escapar em direção ao extradorso pelas pontas das asas.

8 - Arrasto parasita – é o arrasto do avião quando a sustentação é nula.

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EXERCÍCIOS – 4 1 – O CL torna-se igual a zero quando a asa se encontra no:

a) b) c) d)

Ângulo de estol Ângulo crítico Ângulo de sustentação nula Ângulo de ataque nulo

2 – O coeficiente de sustentação torna-se máximo no:

a) b) c) d)

Ângulo de sustentação nula Ângulo de ataque positivo Ângulo de estol Ângulo de ataque negativo

3 – Assinalar a resposta errada. A força de arrasto é proporcional a:

a) b) c) d)

Densidade do ar Velocidade do deslocamento Área ou superfície do corpo Coeficiente de arrasto

4 – Aumentando o alongamento de uma asa, tem-se:

a) b) c) d)

Mais sustentação e menos arrasto Menos sustentação e mais arrasto Menos sustentação e menos arrasto Mais sustentação e mais arrasto

5 – A resistência parasita (ou arrasto parasita) é causada por:

a) b) c) d)

Perfil da asa Turbilhonamento na ponta da asa Todas as partes do avião que não produzem sustentação Fuselagem

GABARITO

1 a) // 2 c) // 3 b) // 4 a) // 5 b)

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6 – DISPOSITIVOS HIPERSUSTENTADORES 1 - FLAPE – é um dispositivo hipersustentador que serve para aumentar a curvatura do perfil, aumentando dessa forma o seu coeficiente de sustentação. O flape diminui um pouco o ângulo crítico do aerofólio.

2 - SLOT – o slot, também denominado fenda ou ranhura, é um dispositvo hipersustentador que aumenta o ângulo crítico do aerofólio sem alterar sua curvatura .

3 - SLAT – o slat é uma lâmina móvel que permanece recolhida durante o voo normal e se estende quando necessário, formando um slot ou fenda.

4 - Prevenção ao estol de ponta de asa – o estol em alguns aviões tende a se iniciar pela ponta das asas, isso é preigoso pois torna o aileron ineficiente. Para evitar este incomodo reduz-se o ângulo de incidência na ponta da asa. Uma outra alternativa é o uso de slots e slats na pontas das asas.

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EXERCÍCIOS – 5 1 – O flape é um dispositivo hipersustentador que aumento o C L e também:

a) b) c) d)

Aumenta o ângulo crítico do aerofólio Serve como freio aerodinâmico Não altera o ângulo crítico Não modifica a curvatura do perfil

2 – Para pousar com menor velocidade, é preciso reduzir a velocidade de estol. Isso pode ser conseguido com o aumento de:

a) b) c) d)

Coeficiente de sustentação da asa Ângulo de ataque crítico Área da asa Todos os acima

3 – Os slots e slats têm a seguinte característica:

a) b) c) d)

Não mudam a curvatura do perfil Aumentam o ângulo crítico Não mudam a área da asa Todos os acima

4 – Quando fazemos uso do flape, esamos efetivamente alterando:

a) b) c) d)

A linha de curvatura média O ângulo de incidência O ângulo de ataque Todos os acima

GABARITO

1 b) // 2 d) // 3 d) // 4 d)

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7 – COMANDOS DE VOO 1 - Os movimentos de arfagem, bancagem e guinada são feitos em torno de 3 (três) eixos (imaginários) que passam pelo centro de gravidade (CG) do avião.

Eixo Longitudinal Eixo Transversal ou lateral Eixo Vertical

2 - SUPERFÍCIES DE CONTROLE PRIMÁRIAS – são as partes móveis do avião com o objetivo de controlar o voo.

Profundor – é responsável pelo movimento de arfagem ou tangagem. Ailerons – são responsáveis pelo movimento de bancagem, rolagem. Leme de direção – é responsável pelo movimento de guinada. 3 - SUPERFÍCIES DE CONTROLE SECUNDÁRIAS – Também conhecidas como equilibradores, compensadores ou “tabs”. Eles se localizam no bordo de fuga do aerofólio, nas superfícies primárias, suas funções são:

Compensar o avião para uma condição de voo desejada. Tirar tendências indesejáveis. Reduzir a força necessária para movimentar os comandos, tornando-os mais leve para o piloto. Acionamento dos compensadores: a) Compensadores fixos – só podem ser ajustados no solo b) Compensadores comandáveis – são ajustados pelo piloto. c) Compensadores automáticos – movem-se automaticamente, sem ação direta do piloto. 4 - SUPERFÍCIES DE CONTROLE COMPENSADAS – a compensação é feita nas superfícies primárias, ou seja, é uma compensação “fixa” que não envolve as superfícies de controle secundárias. Há três tipos:

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1° Compensação por deslocamento do eixo de articulação. 2° Compensação através de saliência na superfície de comando. 3° Compensador automático. 5 - GUINADA ADVERSA – é a guinada no sentido contrário ao do rolamento. Ao ser defletido para baixo, o aileron aumenta a pressão do ar no intradorso da asa, causando mais arrasto no aileron que sobe. È como se o vento freiasse a asa em que o aileron desce, pois no aileron que desce há maior pressão.

6 - Há três maneiras de evitar a guinada adversa:

a) comandando o leme de direção(pedais) para neutralizar a guinada, ficando a cargo da habilidade do piloto. b) Uso de ailerons diferenciais, a deflexão do aileron que sobe é maior, aumentando propositadamente o arrasto, tornando igual ao arrasto da outra asa.

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EXERCÍCIOS – 6 1 – Os trê eixos imaginários do avião cruzam-se num ponto chamado:

a) b) c) d)

CG CP Centro aerodinâmico Nehuma dos acima

2 – Os movimentos em torno do eixo transversal são denominados:

a) b) c) d)

Arfagem Cabrar e picar Tangagem Todos os anteriores

3 – Os movimentos do avião em torno do eixo longitudinal chama-se:

a) b) c) d)

Rolamento Bancagem Inclinação lateral Todos os acima

4 – Guinada adversa é a tendência do avião de:

a) b) c) d)

Baixar o nariz quando o motor é cortado Baixar a asa no mesmo lado em que o pedal é pressionado Desviar o nariz no sentido contrário ao comando pelos ailerons Levantar a asa do mesmo lado em que derrapar

5 – A guinada adversa pode ser evitada atravès de:

a) b) c) d)

Ailerons diferenciais Ailerons tipo “frise” Uso do leme de direção pelo piloto Todos os acima

GABARITO

1 a) // 2 a) // 3 d) // 4 c) // 5 d)

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c) Uso do aileron tipo “FRISE” – possue uma pequena saliência dianteira que produz arrasto quando são defletidos para cima, igualando o arrasto.

8 – GRUPOS MOTOPROPULSORES 1 - DEFINIÇÕES DE POTÊNCIA Potência efetiva – é a potência medida no eixo da hélice. Potência nominal – é a potência efetiva máxima para a qual o motor foi projetado. Potência útil – é a potência de tração que a hélice fornece ao avião. A hélice converte a potência efetiva em potência de tração. 2 - PASSO – a hélice deveria teoricamente funcionar igual a um parafuso, avançando uma determinada distância a cada rotação completa. Essa distância (avanço) chama-se passo teórico . Porém a distância percorrida é menor e recebe o nome de passo efetivo ou avanço. A diferença entre o passo efetivo e o passo teórico e o passo efetivo chama-se recuo .

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3 - EFICIÊNCIA OU RENDIMENTO DA HÉLICE – é a razão entre a potência útil e a potência efetiva. 4 - TORÇÃO DA PÁ – as pás da hélice são mais torcidas na raiz do que nas pontas. O motivo é que perto do centro, a pá se desloca menos do que na ponta. A torção deve ser maior na raiz, na parte central para que ela avance o mesmo que na ponta. O passo é constante em toda pá, mas o ângulo é variável. 5 - TORQUE E ESTEIRA – o efeito de torque consiste na tendência de o avião rolar em torno do seu eixo longitudinal, no sentido contrário ao de rotação da hélice. A esteira turbilhonada produzida pela hélice ao atingir a hélice produz uma força que faz o avião guinar .

6 - EFEITO GIROSCÓPICO – é a reação da hélice no sentido perpendicular à mudança de direção do eixo de rotação. Na verdade o que acontece é que, quando por exemplo você cabra o avião, há consequentemente uma mudança na incidência do vento relativo na hélice juntamente com a alteração do estado de repouso da mesma, dando origem ao efeito giroscópico .

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7 - CARGA ASSIMÉTRICA OU FATOR “ P” – é uma assimetria na tração da hélice, que ocorre quando o vento relativo forma um ângulo com o exio da hélice. A pá da hélice que desce é submetida a uma incidência do vento relativo maior do que a que sobe isso faz com que a pá que desce tenha uma sustentação maior, isso faz o avião guinar para a esquerda.

8 - Hélice de passo fixo – não permite alteração no passo, só apresenta eficiência máxima numa determinada RPM e velocidade para qual foi construída. 9 - Hélice de passo ajustável – é aquela cujo passo pode ser modificado no solo. 10 - Hélice de passo controlável – o passo pode ser modificado durante o voo.

Comando manual – o piloto executa o controle do passo. Contrapesos – o passo é automaticamente ajustado por contra pesos que funcionam sob ação centrífuga. Governador – o passo é controlado automaticamente pelo governador (mecanismo elétrico ou hidráulico).

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EXERCÍCIOS – 7 1 – Potência efetiva do motor é a potência:

a) b) c) d)

Total do motor No eixo de manivelas Medida no eixo da hélice Nenhuma das acima

2 – A potência efetiva transformada pela hélice em potência de tração é a:

a) b) c) d)

Potência útil Potência nominal Potência tratora Potência disponível

3 – O passo da hélice é:

a) b) c) d)

A distância que ela avança em cada volta A distância teórica que ela deveria avançar em cada volta O ângulo de torção das pás A diferença entre as distâncias teóricas e real percorridas em casa volta.

4 – As hélices de “velocidade constante” têm bom rendimento:

a) b) c) d)

Em todas as codições de voo Nas condições para as quais foi ajustada Em todas as RPM do motor, desde que a velocidade seja constante Em todas as velocidade de voo, variando a RPM

5 – Uma hélice de passo fixo tem bom rendimento:

a) b) c) d)

Em todas as condições de voo Numa determinada velocidade de rotação do motor Numa determinada velocidade de voo do avião Numa determinada RPM e velocidade de voo para qual a hélice foi construída.

GABARITO

1 c) // 2 a) // 3 b) // 4 a) // 5 d) 26


9 - VOO HORIZONTAL

1 - No voo horizontal em velocidade constante, a sustentação é igual ao peso e a tração igual ao arrasto. L=W T=D 2 - Velocidade mínima possível em voo horizontal chama-se velocidade de estol. 3 - POTÊNCIA NECESSÁRIA – é a potência que o avião necessita para manter voo nivelado. A medida que você ganha altitude sua potência necessária aumenta e a disponível diminui (pergunta de prova). 4 - POTÊNCIA DISPONÍVEL – é a potência máxima que o grupo motopropulsor pode fornecer ao avião sob forma de tração. 5 - No voo horizontal, as velocidades de maior interesse são as seguintes:

VELOCIDADE MÁXIMA – maior velocidade possível em voo horizontal. VELOCIDADE DE MÁXIMO ALCANCE – permite o avião voar a maior distância possível. VELOCIDADE DE MÁXIMA AUTONOMIA – permite o avião voar o maior tempo possível. VELOCIDADE MÍNIMA – menor velocidade possível para voar com velocidade constante. Fique atento ! não confunda velocidade mínima como sendo a menor velocidade que se pode voar em voo reto horizontal. VELOCIDADE DE ESTOL – menor velocidade possível em voo horizontal.

6 – O arrasto não varia com a altitude num voo horizontal . Na verdade com o aumento da altitude a densidade diminui influenciando na redução do arrasto, porém a mesma densidade que reduz o arrasto reduz também a sustentação, pois ela está submetida aos mesmos efeitos atmosféricos que influenciam o arrasto.

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EXERCÍCIOS – 8 1 – A velocidade de estol é a velocidade:

a) b) c) d)

Mínima para o voo horizontal Na qual o avião entra em estol Mínima na qual é possível manter velocidade constante Mínima para voo horizontal a velocidade constante

2 – Um avião pode manter voo reto horizontal com velocidade inferior à de estol, desde que:

a) b) c) d)

Tenha potência disponível suficiente Tenha potência efetiva suficiente A velocidade mínima do avião seja inferior a de estol Nehuma das acima

3 – A potência necessária para deslocar um avião:

a) b) c) d)

Varia com a velocidade do voo Aumenta com a velocidade do avião Não depende da velocidade do avião Nenhuma das acima

4 – Se o piloto aumentar gradualmente o ângulo de ataque durante um voo horizontal, a velocidade do avião deverá:

a) b) c) d)

Aumentar, até atingir a velocidade máxima Diminuir, até atingir a velocidade de estol Diminuir e estabilizar na velocidade de estol Diminuir até a velocidade de estol e depois voltar a aumentar

5 – A velocidade com a qual se pode voar a maior distância possível é a velocidade de:

a) b) c) d)

Máxima autonomia Regime Cruzeiro Máximo Alcance

GABARITO

1 a) // 2 d) // 3 a) // 4 d) // 5 d) 28


10 – VOO PLANADO

1 - Um avião pode voar sem a tração do motor, porém em trajetória descendente. Esse tipo de voo cham-se voo p lanado .

* O ângulo formado entre a trajetória de voo e a linha do horizonte cham-se ângulo de planeio. 2 - VELOCIDADE DE MELHOR PLANEIO – essa velocidade possibilita ao avião planar a maior distância possível . Caso você queira permanecer um maior tempo no ar, é necessário que se aumente o ângulo de planeio, porém sua velocidade e distância planada diminuem. 3 - VELOCIDADE FINAL – é a velocidade máxima que o avião pode atingir num mergulho ou planeio vertical. A sustentação deve ser nula para que a trajetória seja vertical. A velocidade aumentará rapidamente e se estabilizará quando o arrasto se tornar igual ao peso, o que é relativamente difícil de se conseguir, pois na maioria das vezes a estruta do avião atingi o limite antes da velocidade final. 4 - RAZÃO DE DESCIDA – é a altura perdida por unidade de tempo. É medida através do CLIMB. 5 - INFLUÊNCIA DO PESO – o peso do avião não influi na distância e no ângulo de planeio, mas aumenta a sua velocidade e a razão de descida. 6 – INFLUÊNCIA DO VENTO – é um conceito bem lógico e de fácil entendimento. Um vento de cauda aumenta a velocidade em relação ao solo, portanto o ângulo de planeio diminui e a distância planada aumenta. OBS: muitas pessoas confundem ou até mesmo não sabem o que significa quando um ângulo de planeio diminui ou aumenta. Este ângulo está diretamente ligado com o ângulo de ataque, ou seja, quando se diz que você está num ângulo de planeio muito grande, significa que você está com um ângulo de ataque maior, que você está cabrando o avião para aumentar o seu ângulo de planeio. Quando você estiver picando o avião, você estará adquirindo um ângulo de planeio menor. 7 – INFLUÊNCIA DO ALTITUDE – o ar rarefeito das altitudes elevadas influência somente a velocidade do planeio, ou seja, a VA (velocidade aerodinâmica e R/S (razão de descida) aumentam. Porém o ângulo de planeio e o alcance não são afetados. 29


EXERCÍCIOS – 9 1 – O ângulo de planeio é o ângulo formado entre:

a) b) c) d)

O eixo longitudinal e a linha do horizonte A linha da corda e a direção do vento relativo A trajetória do avião em planeio e a linha do horizonte Nenhum dos acima

2 – O vento de proa tem a seguinte influência no voo planado:

a) b) c) d)

Aumenta a razão de descida e não altera o ângulo de descida Diminui a razão de descida e aumenta o ângulo de descida Diminui o ângulo e a razão de descida Aumenta o ângulo de descida

3 – O teto prático e o teto absoluto são altitudes:

a) b) c) d)

De pressão De densidade Verdadeiras Nenhuma das acima

4 – A razão de subida diminui com o aumento de:

a) b) c) d)

Altitude Peso do avião Área da asa Todos os acima

5 – Dois aviões iguais carregados com pesos diferentes, iniciam um voo planado. O mais pesado está mais alto. Qual deles percorrerá maior distância até chegar ao solo ?

a) b) c) d)

O mais pesado O mais leve As distâncias serão as mesmas Faltam dados para concluir

GABARITO

1 c) // 2 d) // 3 b) // 4 d) // 5 a) 30


11 - VOO ASCENDENTE

1 – Existem duas velocidades importantes: Velocidade de máxima RAZÃO de subida – avião ganha altura no menor tempo possível. Velocidade de máximo ANGULO de subida – o avião sobe no maior ângulo possível. É uma velocidade menor do que a de máxima razão de subida, é utilizada após a decolagem, pois após a decolagem o avião tem de evitar obstáculos. 2 – A medida que o avião ganha altura, a densidade do ar diminui. A razão de subida máxima diminui até se anular no teto absoluto . No teto absoluto TODAS as velocidades são iguais. 3 – ESTUDO DA PERFORMANCE EM SUBIDA – a razão de subida será máxima quando tivermos o maior excesso de potência possível. 4 – FATORES QUE FAVORECEM O VOO EM SUBIDA :

Ângulo de subida é maior com: Alta densidade do ar Baixo peso Alta potência disponível Área da asa mai or Razão de subida é maior com: Alta densidade do ar Baixo peso Alta potência disponível Área da asa menor OBS: quando houver uma pergunta envolvendo uma das situações acima o fator determinante será a área da asa (está em negrito). 5 – Reforçando o que foi dito no tópico 2 (dois), a medida em que a altitude aumenta a potência disponível diminui e a necessária aumenta. Em um gráfico imaginário a curva de potência disponível e necessária se tocam, correspondendo numa velocidade que será a única possível voar no teto absoluto. Por ser única, ela é ao mesmo tempo todas as outras velocidades.

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EXERCÍCIOS – 10 1 – Assinalar a afirmativa incorreta:

a) b) c) d)

Após a decolagem, é recomendade subir com maior razão de subida Aumentando a área da asa, o ângulo de subida aumentará Num voo em subida, a sustentação é menor do que o peso do avião No teto absoluto, todas as velocidades como a de estol, a de máxima autonomia, a mínima, ect, são iguais

2 – No teto prático a R/S máxima é igual a:

a) b) c) d)

Zero 100 ft/min 0,51 ft/s Não há valor específico

3 – Abaixo do teto absoluto, qual das velocidade é maior: a velocidade máximo ângulo de subida, ou a de ,áxima razão de subida ?

a) b) c) d)

A velocidade de máximo ângulo de subida A velocidade de máxima razão de subida Ambas as velocidades serão iguais Todas as acima são possíveis

4 – Aumentando a altitude, o avião passa a ter maior velocidade de planeio e tambèm:

a) b) c) d)

Maior ângulo de planeio Mesmo ângulo de planeio Mesma razão de descida Nenhuma das acima

5 – Entre outros fatores a velocidade final depende:

a) b) c) d)

Da estrutura do avião Do peso do avião Das normas do fabricante Todas as anteriores

GABARITO

1 a) // 2 b) // 3 b) // 4 d) // 5 b)

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12 - VOO EM CURVA 1 – A sustentação numa curva deve ser maior que o peso. 2 – A força centrípeta (força que te “puxa” para dentro da curva) aumenta com a massa e a velocidade, e diminui com o raio. OBS: o peso não influência no ângulo de inclinação das asas. 3 – DERRAPAGEM E GLISSAGEM – são dois erros de pilotagem cometidos em curvas. Curva coordenada – é a curva coordenada (sem erros). Curva derrapada – é uma curva que falta inclinação das asas, como se a curva fosse feita apenas com o pedal. Curva glissada – curva feita com as asas muito inclinadas, como se a curva fosse feita só com ailerons.

9 – RAIO LIMITE – é aquele em que a potência aplicada é a máxima.

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10 – Ao nível do mar o ar é mais denso tornando o motor mais potente e aumentando a sustentação, sendo assim a curva pode ser bem fechada que o raio limite será mínimo. Porém se aumentarmos a altitude a densidade diminui e a capacidade do motor também, ou seja, perde potência, com menos potência o raio limite deverá ser maior.

11 – ESTOL EM CURVA – a velocidade de estol em curva será maior do que em voo nivelado, pois em curva a sustentação deve ser maior que o peso. OBS: inércia  é a característica de todos os corpos dotados de massa. A inércia é conhecida como “preguiça”, todo corpo é preguiçoso, o corpo que está em movimento quer continuar o movimento, e o que está parado quer continuar parado.

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EXERCÍCIOS – 11 1 – Para manter um voo em curva sem variar a altitude, é necessário:

a) b) c) d)

Tornar a sustentação maior do que o pesos do avião Manter a mesma potência do voo nivelado Manter a mesma sustentação, porém aumentar a potência Apenas inclinar as asas a fim de produzir a força centrípeta

2 – O raio limite do avião depende de:

a) b) c) d)

Potência disponível Altitude Ambas as anteriores Impossível concluir

3 – Assinalar a afirmativa incorreta:

a) b) c) d)

É impossível fazer curvas inclinadas de 90° sem perder altura Aumentando a potência máxima do motor, o raio limite diminui Aumentando a altitude, o raio limite aumenta Quanto mais pesado o avião, maior deve ser a inclinação das asas numa curva

4 – Se a força centrífuga for maior do que a força centrípeta:

a) b) c) d)

O avião derrapará O raio da curva aumentará Ambas as anteriores Impossível concluir

5 – Ao fazer uma curva, é necessário tomar cuidado de:

a) Observar o velocímetro, pois a velocidade de estol em curva é maior do que em voo horizontal b) Não inclinar demasiadamente as asas, a fim de evitar uma glissada c) Evitar derrapagem, que pode ocorrer quando a inclinação das asas é insuficiente d) Todas as acima

GABARITO

1 a) // 2 c) // 3 d) // 4 c) // 5 d)

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13 – CARGAS DINÂMICAS 1 – CARGAS DINÂMICAS – são esforços que o avião sofre durante o voo devido a manobras, turbulência. 2 – FATOR CARGA – é a razão entre a sustentação e o peso do avião. Esses fatores de carga (força G) verticais são medidos por meio do acelerômetro, usualmente utilizados em aeronaves acrobáticas.

3 – Em voo nivelado o fator carga é igual a um. Cabrando – fator carga será maior do que um. Picando – fator carga poderá ser menor do que um, nulo ou negativo. 4 – Fatores cargas elevados podem ser causados por:

Voos em curva Manobras acentuadas Rajadas de vento Recuperações de mergulho 5 – ESTOL DE VELOCIDADE – se um piloto cabrar bruscamente num mergulho em alta velocidade, poderá excerder o ângulo de ataque crítico e entrar em estol. Esse estol é denominado estol de velocidade. Em aviões com a cauda em “T” a recuperação se torna impossível, pois a turbulência da asa envolve o profundor.

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EXERCÍCIOS – 12 1 – O fator carga é definido como sendo a razão entre:

a) b) c) d)

O peso do avião e a área da asa A sustentação e o peso A sustentação e o arrasto O peso e a carga útil

2 – O fator carga produzido numa cabrada é:

a) b) c) d)

Positivo Negativo Nulo Qualquer dos anteriores

3 – Fatores de carga elevados podem surgir através de:

a) b) c) d)

Cabradas Rajadas de vento Voos em curva Todas as anteriores

4 – O estol de velocidade ocorre quando:

a) O ângulo de ataque é bruscamente aumentado em alta velocidade b) O avião está voando horizontalmente acima da velocidade máxima permitida c) O avião ultrapassa a velocidade limite d) Nenhuma das acima 5 – O fator carga produzido no início de uma picada é:

a) b) c) d)

Positivo Negativo Nulo Qualquer dos anteriores

GABARITO

1 b) // 2 a) // 3 d) // 4 a) // 5 d)

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14 – DECOLAGEM E POUSO 1 – Condições ideais para decolagem:

Alta densidade do ar Pista em declive

Vento de proa

2 – Durante o pouso de pista, os aviões com trem de pouso convecional tem maior risco de pilonagem e cavalo de pau devido ao centro de gravidade localizado atrás do trem principal.

Condições ideais para pouso: Alta densidade do ar Pista em aclive

Vento de proa O vento de proa permite ao avião se sustentar com menor velocidade em relação ao solo.

3 – TÉCNICAS DE POUSO – existem duas técnicas utilizadas para pouso:

Pouso em três pontos – este tipo de pouso é mais comum em aeronaves de trem convecional (AB115), qu no ato do pouso toca simulataneamente o trem

de pouso principal e a bequilha Pouso de pista – o pouso de pista é o mais utilizado atualmente, o qual é

característica de aeronaves que contém o trem de pouso triciclo, esta técnica consiste em tocar primeiro o trem de pouso principal e depois o trem de nariz, gradualmente.

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EXERCÍCIOS – 13 1 – Os aviões com trem de pouso convencional devem decolar com a cauda levantada, a fim de:

a) b) c) d)

Reduzir o arrasto durante a decolagem Evitar que o avião decole com velocidade muito baixa Aumentar a aceleração, encurtando a distância de decolagem Todas as acima

2 – Um avião deve decolar com velocidade:

a) b) c) d)

Igual á de estol De 120% a 130% da velocidade de estol Igual a de cruzeiro Impossível determinar, pois depende do avião

3 – O cavalo de pau é um acidente característico de aviões com trem do tipo:

a) b) c) d)

Triciclo Convencional Ambos Não depende do trem, mas do tipo de pista

4 – Variações nos parâmetros da atmosfera provocam variações de densidade. Daí podemos concluir que as melhores condições para decolar são:

a) b) c) d)

Pressão baixa, temperatura alta e ar úmido Pressão baixa, temperatura alta e ar seco Pressão alta, temperatura baixa e ar seco Pressão alta, temperatura baixa e ar úmido

5 – Assinale a afirmativa incorreta:

a) Quanto maior a aceleração numa decolagem, mais longa deverá ser a pista b) Uma pista de asfalto produz menos atrito do que uma pista de grama c) A tração durante uma decolagem diminui á medida que a velocidade do avião aumente d) A pilonagem é um acidente típico de aviões com trem de pouso convencional

GABARITO 1 d) // 2 b) // 3 b) // 4 c) // 5 a)

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15 - ESTABILIDADE LONGITUDINAL

1 – TIPOS DE EQUILÍBRIO – há três tipos de equilibrio: • • •

Estável – há tendências de permanecer em equilíbrio Instável – há tendência de se afastar do equilíbrio Indiferente – não há tendências

Avião c om cauda leve

 estaticamente

estável (CG a frente)

Avião c om cauda pesada  estaticamente instável

2 – O PONTO NEUTRO – o ponto neutro está situado entre o CP (centro de pressão) da asa e o CP do estabilizador. A localização do ponto neutro em relação ao centro de pressão (CP) da aeronave irá determinar o tipo de equilíbrio ao qual estará sujeito (estável ou instável).

* Um avião é estaticamente estável quando o CG (centro de gravidade) está localizado á frente do ponto neutro.

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Segue abaixo um exemplo da influência do ponto neutro no equilíbrio do avião: Quando o centro de gravidade (CG) está a frente do ponto neutro, o avião é estaticamente estável, porque tende a voltar ao e uilíbrio.

Quando centro de gravidade (CG) está atrás do ponto neutro, o avião é estaticamente instável, porque tende a iorar o dese uilíbrio.

3 – Um avião ESTATICAMENTE ESTÁVEL pode ainda ter três tipos de oscilações:

a) Dinamicamente estável – tende a voltar ao equilíbrio com poucas oscilações. b) Dinamicamente instável – tenta voltar ao equilíbrio, porém as oscilações crescem cada vez mais. c) Dinamicamente indiferente – tenta a voltar ao equilíbrio, porém as oscilações permanecem constantes e sem tendências.

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EXERCÍCIOS – 14 1 – Uma asa com perfil assimétrico possui equilíbrio estático do tipo:

a) b) c) d)

Estável Instável Indiferente Qualquer dos acima

2 – Para ser longitudinalmente estável, é preciso que o avião possua:

a) b) c) d)

Estabilizador CG á frente do CP Ambos os anteriores Nariz curto e cauda longa

3 – Assinalar a afirmativa incorreta. Um avião pode ser:

a) b) c) d)

Estaticamente estável e dinamicamente estável Estaticamente estável e dinamicamente indiferente Estaticamente instável e dinamicamente instável Estaticamente indiferente

4 – Se o piloto iniciar um mergulho e depois soltar o manche, um avião estável deverá:

a) b) c) d)

Levantar o nariz Baixar o nariz Continuar o mergulho Nenhuma das acima

5 – Para aumentar a velocidade de um avião estável é preciso:

a) b) c) d)

Aumentar a potência Empurrar o manche á frente Ambas as acima Aumentar potência e cabrar

GABARITO

1 b) // 2 c) // 3 c) // 4 a) // 5 c)

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16 – ESTABILIDADE LATERAL

a) Estaticamente estável – há tendências de retomar seu equilíbrio inicial. b) Estaticamente instável – o avião amplia o desequilíbrio inicial. c) Estaticamente indiferente – o avião mantém o desequilíbrio inicial.

2 – Existem 5 (cinco) fatores que influem na estabilidade lateral:

a) Diedro b) Enflechamento c) Efeito de quilha d) Efeito de Fuselagem e) Distribuição de pesos 3 – DIEDRO – diedro positivo aumenta a estabilidade lateral. Diedro negativo diminui a estabilidade lateral. 4 – ENFLECHAMENTO – enflechamento positivo aumenta a estabilidade lateral. Enflechamento negativo diminui a estabilidade lateral. 5 – EFEITO DE QUILHA – o vento lateral produz forças sobre as superfícies laterais do avião, podendo torná-lo:

a) estável – quando a área acima do CG é maior do que a área abaixo do CG. b) instável – quando a área acima do CG é menor do que a área lateral abaixo do CG.

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6 – EFEITO DE FUSELAGEM – É uma interferência da fuselagem sobre a asa. A fuselagem bloqueia o fluxo do vento lateral, criando áreas de alta e baixa pressão sobre a asa, que diminuem o efeito de diedro ( fato de ser positivo o negativo será menor). Porém num avião de asa alta o efeito é contrário, aumentam o efeito de diedro (Antonov 225). 7 – DISTRIBUIÇÃO DE PESOS – o avião de asa alta tende a ser mais estável porque o efeito de fuselagem e o efeito de quilha atuam juntos para aumentar a estabilidade. No avião de asa baixa, ambos efeitos são desfavoráveis.

8 – Quando o efeito de diedro é excessivo, há necessidade de utilizar meios para tornar o avião menos estável, ou seja usa-se o diedro negativo. 9 – Estabilidade dinâmicamente lateral

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EXERCÍCIOS – 15 1 – Diedro é ângulo formado entre:

a) b) c) d)

O eixo lateral e o bordo de ataque O eixo lateral e o plano das asas O exixo longitudinal e o plano das asas O eixo longitudinal e o bordo de ataque

2 – Enflechamento é o ângulo formado entre:

a) b) c) d)

O eixo lateral e o bordo de ataque O eixo lateral e o plano das asas O eixo longitudinal e o plano das asas O eixo longitudinal e o bordo de ataque

3 – Quando a área lateral acima do CG é maior do que a área lateral abaixo do CG, o avião tende a possuir equilíbrio lateral:

a) b) c) d)


4 – O efeito de fuselagem influi na estabilidade:

a) b) c) d)

Lateral Direcional Longitudinal Lateral e direcional

5 – Assinalar a afirmativa incorreta:

a) A estabilidade longitudinal é mais importante do que a estabilidade lateral b) Um avião de asa alta deve ter obrigatoriamente diedro positivo c) O efeito de quilha produz estabilidade lateral e direcional d) Um avião com diedro negatico pode ser lateralmente estável

GABARITO

1 b) // 2 a) // 3 a) // 4 a) // 5 c) 45


17 – ESTABILIDADE DIRECIONAL

1 – ESTABILIDADE DIRECIONAL – é a estabilidade em torno do eixo vertical.

a) Estaticamente estável – o avião tende a retornar ao equilíbrio inicial. b) Estaticamente instável – o avião tende a ampliar o desequilíbrio inicial. c) Estaticamente indiferente – o avião mantém o desequilíbrio inicial. 2 – Existem dois fatores responsáveis pela estabilidade direcional:

a) Enflechamento b) Efeito de quilha

3 – ENFLECHAMENTO – a asa mais exposta ao vento relativo do que a outra gera maior arrasto. Isso cria uma guinada que pode corrigir a derrapagem ou não, depende do tipo de enflechamento:

Enflechamento positivo  aumenta a estabilidade. Enflechamento negativo  diminui a estabilidade.

4 – EFEITO DE QUILHA – o efeito de quilha é provocado pela ação do vento relativo sobre as áreas laterais do avião.

* Quanto maior a área lateral atrás do CG (centro de gravidade), maior será a estabilidade direcional do avião.

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5 – Estabilidade dinâmica direcional

a) Dinâmicamente estável – o avião volta ao equilíbrio, amortecendo as oscilações. b) Dinâmicamente instável – o avião amplia o desequilíbrio inicial. c) Dinâmicamente indiferente – o avião mantém o desequilíbrio inicial.

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EXERCÍCIOS – 16 1 – Os seguintes recursos podem ser usados para criar estabilidade direcional:

a) b) c) d)

Enflechamente e efeito de quilha Efeito de quilha e diedro Diedro e enflechamento Todos os acima

2 – Quando a área lateral a frente do CG é maior do que a área atrás do CG, o avião tende a possuir equilíbrio direcional do tipo:

a) b) c) d)


3 – Uma aeronave com enflechamento positivo tem:

a) b) c) d)

Aumento de estabilidade Diminuição da estabilidade Não há diferença Nenhuma das acima

GABARITO

1 a) // 2 b) // 3 a)

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18 – MANOBRAS

1 – GLISSADA – manobra utilizada para descer acentuadamente em baixa velocidade, ou seja, utiliza-se a própria fuselagem como freio aerodinâmico. 2 – PERDA – é a manobra onde se provoca o estol (estol de primeiro tipo, segundo tipo e terceiro tipo). 3 – PARAFUSO – é um movimento combinado de rotação e mergulho com estol. 4 – PARAFUSOS ACIDENTAIS – ocorrem acidentalmente, sem terem sidos comandados pelo piloto. As principais causas são:

a) Torque e esteira – o torque do motor tende a girar o avião no sentido contrário ao da rotação da hélice (torque e esteira). Esse efeito é mais pronunciado quando o motor está em alta rotação e o avião próximo ao estol. b) Asas com incidências desiguais – para compensar a influência do torque do motor em voo de cruzeiro, alguns aviões possuem incidências diferentes nas asas. A asa com maior incidência tende a estolar primeiro e iniciar um parafuso. c) Uso de ailerons próximo ao estol – essa é uma das causas bem conhecidas, onde a asas tende a estolar no lado em que o aileron desce. d) Curvas – o estol numa curva geralmente é acompanhado por uma glissada ou derrapagem, que da início a um parafuso. 5 – PARAFUSO CHATO – quando a cauda do avião é pesada, um parafuso normal poderá transforma-se num parafuso chato. A recuperação só é possível deslocando-se o CG (centro de gravidade) para frente. (sempre acidental). É também denominado autorotação.

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Resumo - Teoria de Voo

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