Hoje damos continuidade aos estudos, mas antes publico aqui uma foto do Boeing 307 "Stratoliner", o primeiro avião de cabine pressurizada da Boeing e feito totalmente em metal, tendo feito o primeiro voo em Dezembro de 1938.
Podemos dizer de maneira grosseira que era um DC-3 melhorado, rssssss
Com certeza um marco não apenas na história da Boeing, mas também na história da aviação:
Aliás o prazo final está chegando... tenho que impreterivelmente fazer a prova até Setembro, pois após isso será necessário estar matriculado em alguma escola de aviação.
MATÉRIA: AERODINÂMICA E TEORIA DE VOO
CAPÍTULO: 15/18 - ESTABILIDADE LONGITUDINAL
1. Tipos de equilíbrio - Existem 3 tipos de equilíbrio:
* Estável - quando há tendência de permanecer em equilíbrio.
* Instável - quando há tendência de se afastar do equilíbrio.
* Indiferente ou neutro - Quando não há tendências.
2. Um avião apresenta também 3 tipos de equilíbrio, dependendo do seu comportamento após sofrer uma interferência em seu equilíbrio inicial.
O avião é estaticamente estável se tende a voltar ao equilíbrio; ou estaticamente instável se tende a afastar-se do equilíbrio, ou indiferente se não apresenta essas tendências. O termo "estaticamente" é usado para distinguir esta categoria de equilíbrio de uma outra a ser estudada subsequentemente.
3. A asa de um avião, devido ao seu perfil assimétrico, é estaticamente instável. Por exemplo, se o ângulo de ataque aumentar, o CP (centro de pressão) avançará, fazendo o perfil aumentar ainda mais o ângulo de ataque.
4. O estabilizador foi criado com a finalidade de estabilizar um avião desequilibrado como na figura abaixo. De fato, o vento no estabilizador cria uma sustentação que levanta a cauda, tendendo a nivelar o avião. Mas não devemos nos esquecer que o vento na asa produz também uma sustentação que levanta a frente do avião. Qual será o resultado final dessa combinação de forças ?
5. Se o avião possuir cauda leve, a sustentação do estabilizador conseguirá levantar a cauda mais rapidamente do que a sustentação da asa levantará a frente do avião. O resultado final é o nivelamento do avião. Portanto um avião com cauda leve é estaticamente estável
6. Pelo contrário, se a cauda for pesada, a frente do avião subirá mais que a cauda, agravando o desequilíbrio. Portanto um avião com cauda pesada é estaticamente instável.
7. O PONTO NEUTRO - Sabemos agora que o avião precisa ter cauda leve para ser estaticamente estável. "Cauda leve" significa CG à frente e aqui vamos estudar mais exatamente onde deve ficar o CG.
Inicialmente substituiremos as sustentações do estabilizador e da asa que surgiram com o desequilíbrio do avião, por sua sustentação resultante. Ela passa por um ponto chamado ponto neutro, situado entre o CP da asa e o CP do estabilizador:
8. A estabilidade estática longitudinal depende das posições relativas do CENTRO DE GRAVIDADE (CG) e do ponto neutro, como se pode ver abaixo:
Quando o CG está à frente do ponto neutro, o avião é estaticamente estável, porque tende a voltar ao equilíbrio.
Chegamos então à importante conclusão de que um avião é estaticamente estável quando o CG está localizado à frente do ponto neutro !
9. COMPENSAÇÃO PARA EQUILÍBRIO - O avião estável possui CG à frente do ponto neutro e, em muitos casos, até mesmo à frente do CP da asa. Isso cria uma tendência de baixar o nariz, a qual é compensada por uma pequena sustentação negativa no estabilizador. O avião é equilibrado dessa forma para a velocidade de cruzeiro. Se a velocidade for aumentada, a sustentação negativa do estabilizador aumentará e fará o avião subir. E se a velocidade for reduzida, acontecerá o contrário e o avião começará a descer e ganhar velocidade. Isso evita a perda de velocidade e um possível estol.
10. Evidentemente, um avião deve ser estaticamente estável para ser facilmente controlável. Entretanto, isso não é suficiente, porque um avião estaticamente estável pode ainda ter 3 diferentes tipos de comportamento quando afastado da condição de equilíbrio:
a) Avião dinamicamente estável - tende a voltar ao equilíbrio e logo se estabiliza com poucas ou quase nenhuma oscilação.
b) Avião dinamicamente instável - tenta voltar ao equilíbrio com exagerado ímpeto e as oscilações crescem cada vez mais.
c) Avião dinamicamente indiferente - tenta voltar ao equilíbrio, mas sempre o ultrapassa e entra numa oscilação permanente.
11. ESTABILIDADE E MANOBRABILIDADE - Estas duas qualidades do avião são desejáveis, mas antagônicas, e devem ser dosadas em função do tipo de avião. Quando um avião é muito estável, torna-se mais difícil de ser manobrado porque o avião resiste aos comandos do piloto.
12. RESUMO - As possibilidades de equilíbrio longitudinal de um avião podem ser resumidas no seguinte esquema:
Um avião pode ser:
ESTATICAMENTE
* estável
* instável
* indiferente
DINAMICAMENTE
* estável
* instável
* indiferente
O esquema acima pode ser visualizado graficamente na ilustração abaixo:
A conclusão final deste capítulo é que "todo avião deve ser estaticamente e dinamicamente estável".
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MATÉRIA: AERODINÂMICA E TEORIA DE VOO
CAPÍTULO: 16/18 - ESTABILIDADE LATERAL
1. Estabilidade lateral é a estabilidade em torno do eixo longitudinal. Quando um avião sofre um desequilíbrio lateral por exemplo, através de uma rajada assimétrica, seu comportamento pode assumir uma das seguintes características:
a) Estaticamente estável - o avião tende a retornar ao equilíbrio inicial
b) Estaticamente indiferente - o avião mantém o desequilíbrio inicial
c) Estaticamente instável - o avião tende a ampliar o desequilíbrio inicial
2. A estabilidade lateral é menos importante do que a estabilidade longitudinal porque os esforços laterais no avião são geralmente pequenos.
Existem basicamente cinco fatores que influem na estabilidade lateral:
a) Diedro
b) Enflechamento
c) Efeito de quilha
d) Efeito de fuselagem
e) Distribuição de pesos
4. ENFLECHAMENTO - Durante uma glissada ou derrapagem, o enflechamento faz com que uma das asas receba o vento lateral em maior extensão do que a outra, produzindo então mais sustentação. Isso influi na estabilidade lateral, conforme mostram as figuras a seguir:
5. EFEITO DE QUILHA - O vento lateral produz forças sobre as superfícies laterais do avião, podendo torná-lo:
a) Estável - quando a área lateral acima do CG é maior do que a área lateral abaixo do CG
b) Instável - quando a área lateral acima do CG é menor do que a área lateral abaixo do CG.
6. EFEITO DE FUSELAGEM - Trata-se de uma interferência da fuselagem sobre a asa. Na ilustração abaixo, a fuselagem bloqueia o fluxo do vento lateral, criando áreas de alta e baixa pressão sobre a asa, que diminuem o efeito de diedro. Num avião de asa alta, pelo contrário, aumentam o efeito de diedro.
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 os efeitos são desfavoráveis. A asa contribui também no efeito de quilha, produzindo uma força lateral que favorece o avião e asa alta.
8. Um avião não deve ter estabilidade lateral exagerada porque deixará de obedecer adequadamente ao comando dos ailerons.
Por essa razão, quando o efeito de diedro é excessivo, há necessidade de utilizar meios para tornar o avião menos estável. Um exemplo é o diedro negativo adotado em alguns aviões.
9. ESTABILIDADE LATERAL - Um avião estaticamente estável quanto ao equilíbrio lateral tende a voltar ao equilíbrio sempre que sofrer alguma interferência externa, mas sempre o conseguirá. Existem 3 comportamentos possíveis:
NOTA: As figuras acima mostram o comportamento teórico do avião. Na realidade, a estabilidade direcional atua simultaneamente, tornando os movimentos mais complexos.
É isso, amanhã tem mais.
abraços,
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