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27291 – Hidrovias, Portos e Aeroportos
Aula 03: Aeroportos, Portos e Vias Navegáveis - Tecnologias de Transporte Aéreo
Prof. Eng. Rafael José Rorato Me. Engenharia de Transportes
Universidade do Oeste de Santa Catarina - UNOESC
Campus Joaçaba
Departamento de Engenharia Civil
Aeronaves
• Definição: “É todo aparelho capaz de se sustentar e navegar no ar”
• Classificação:
– Aeróstatos Princípio de Arquimedes: Empuxo “Todo corpo mergulhado num fluído recebe um empuxo para
cima igual ao peso do fluído deslocado”
– Aeródinos 3ª Lei de Newton “A toda ação corresponde uma reação de igual intensidade, em
sentido contrário”
Componentes do avião
• Estrutura ou Célula
– É o corpo físico do avião, limitado pelo desenho geométrico dos componentes e estrutura
• Grupo propulsor
– É o conjunto mecânico que proporciona a força de tração da aeronave
• Sistemas
– São sistemas mecânicos, hidráulicos e elétricos que garantem a navegação segura, o conforto, o controle e a dirigibilidade da aeronave
Componentes do avião: Estrutura
• Asas
Asa Baixa
Asa Alta
Asa Média
Asa Parassol
Linha média da fuselagem
Aeronaves segundo a Posição da Asa
Componentes do avião: Estrutura
• Fuselagem: Estrutura tubular, monocoque ou semi-monocoque
• Empenagem
– Superfície horizontal: profundor articula o sentido de cabrar (nariz para cima) e picar (nariz para baixo), arfagem e tangagem
– Superfície vertical: Leme
direcional articula o sentido pelo eixo vertical. Movimentos de guinada
Componentes do avião
• Superfícies de controle
– Primárias: Aileron, Leme de direção e profundor
– Secundárias: Compensadores de aileron, profundor e leme de direção
– Flapes e Slats: auxiliam a decolagem / aterrissagem com menor velocidade
– Spoilers: freios aerodinâmicos
DC-10-30 55,50m
A340-300 63,60m
B777-200ER 63,70m
A340-500 67,90m
B747-400 70,60m
A380-800 73,00m
B777-300ER 73,90m
A340-600 75,30m
Tipos de Decolagem / Aterrissagem
• CTOL: Conventional Take-off and Landing – Processo de decolagem onde aeronaves
convencionais decolam e aterrissam, utilizando pistas (runways).
– Ocorre a aceleração da aeronave ao longo da pista até o empuxo da mesma e a decolagem
– Aviação civil convencional
Fases do voo de interesse
Marcha lenta
Decolagem
Subida
Cruzeiro
Aceleração
Parada
Fases mais críticas (vermelho) de exigência da potência do motor e consumo de combustível
Vento e altitude influenciam também no esforço final de aterrissagem
Conhecer as condições atmosféricas é mandatório para a instalação de pistas de pouso e decolagem
Tipos de Decolagem / Aterrissagem
• STOL: Short Take-off and Landing – Processo de decolagem onde aeronaves convencionais
decolam e aterrissam, utilizando pistas curtas
– Ex.: Pistas de 320 a 370m
Tipos de Decolagem / Aterrissagem
• VTOL: Vertical Take-Off and Landing – Opera decolagem e aterrissagem verticalmente
– É caso dos helicópteros, balões e dirigíveis
Tipos de Decolagem / Aterrissagem
• Outros – CATOBAR: Catapult Assisted Take-Off But Arrested
Recovery
– STOVL: Short Take Off and Vertical Landing
– VTHL: Vertical Take-Off Horizontal Landing
– V/STOL: Vertical/Short Take-Off and Landing
– STOBAR: Short Take-Off But Arrested Recovery
– JATO: Jet-Assisted Take Off
Classes da aviação: Comercial de passageiro
• Transporte de passageiros e bagagens, em rotas comerciais domésticas e internacionais
Classes da aviação: Comercial de Carga
• Comercial carga
– São aeronaves comerciais civis utilizadas exclusivamente para o transporte de cargas
Classes da aviação: Comercial de Carga
• Executiva
– Presta serviços de taxi ou fretamento aéreo executivo: charter
– Também podem ser aeronave de particulares
– Caracteriza-se pelo alto padrão, luxo, conforto e atendimento de rotas sobre demana
Classes da aviação: Comercial de Carga
• Agrícola e combate a incêndios
– Aeronaves com reservatório de granéis líquidos e dispositivos de descarga: pulverização ou descarga
Geometria de Aeronaves
• Largura fuselagem e largura útil
Distribuição de assentos Embraer 190 195
Largura útil
Altura útil
Largura de fuselagem
Geometria de Aeronaves
Distribuição de assentos Embraer 190 195
(a) Altura portas acesso (b) Altura portas compartimento carga (c) Altura de asa ou altura de winglet (d) Altura estabilizador vertical (e) Altura estabilizador horizontal
a b b a c
e d
Geometria de Aeronaves
• Raio de giro
O raio de giro e a bitola estão intrinsicamente ligadas para a definição da área de varredura que a aeronave necessita para manobrar
Isso irá definir a geometria das pistas de taxiamento e os aprons
Helicópteros
• Geometria
Bitola esquis
Comprimento total
Diâmetro Rotor
Co
mp
rim
ento
fu
sela
gem
Alt
ura
Pesos de Aeronaves
• A operação de aeronaves considera um conjunto de pesos, considerados para o planejamento e a operação do voo
• São elas:
• Desses pesos, os que mais precisamos saber são:
– Peso máximo de aterragem (Maximum Landing Weight)
– Peso máximo de decolagem (Maximum Take-Off Weight)
Peso adicional Peso alijável Peso básico Peso com cobustível zero Peso da carga aérea Peso de aterragem Peso disponível Peso efetivo Peso extra
Peso fixo Peso líquido Peso máximo zero combustível Peso operacional Peso seco Peso seco bruto Peso seco líquido Peso total de decolagem Peso vazio
Peso máximo de aterragem
• É o peso máximo permitido para uma aeronave poder aterrissar
• Valor imposto pelo projeto aeronáutico e materiais empregados
A330-300 Maximum Landing Weight - MLW
185t
Fonte: http://www.airbus.com/aircraftfamilies/passengeraircraft/a330family/a330-300/specifications/
Peso máximo de decolagem
• É o peso máximo permitido para uma aeronave decolar
• Valor imposto pelo projeto aeronáutico e materiais empregados
A330-300 Maximum Take-Off Weight - MTOW
230t
Fonte: http://www.airbus.com/aircraftfamilies/passengeraircraft/a330family/a330-300/specifications/
Sistemas de Propulsão
Turboélice
Turbojato
Turbofan
Turbojato x Turbofan Turbofan há um bypass de ar
Rodovias x Aeródromos Característica Rodovias Aeródromos
Largura das pistas 7 a 10m 20 a 50m (runways) 10 a 25m (taxiways)
Comprimento Vários quilômetros Até 3000m
Cargas 10tf por eixo PBTC = 75t
100tf ou mais por trem-de-pouso principal; Aviões 500tf
Pressões pneumáticos
0,15 a 0,60MPa 1,0 a 3,0MPa
Distribuição transversal da carga nas pistas
Rodovias x Aeródromos Característica Rodovias Aeródromos
Distância de drenagem
Pequena (3m) Grande (10 a 50m)
Impacto de veículo no pavimento
Pequeno Grande no pouso; Minorado pela sustentação do ar e amortecimento
Ação de carga dinâmica (vibrações) de veículos parados
Não considerada É importante nas cabeceiras de pistas, na decolagem e nas pistas de taxiamento
Rodovias x Aeródromos Característica Rodovias Aeródromos
Ação de frenagem
Não é relevante; Nas ruas sim, nos semáforos e nos cruzamentos
Importante quando do acionamento dos motores, com as rodas do trem-de-pouso travadas, antes da decolagem
Geometria de Rodas