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Indústria Aeronáutica

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by

Murilo Jardim

on 2 September 2013

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Transcript of Indústria Aeronáutica

Indústria Aeronáutica
Porque o Céu é o Limite
Introdução
Bartolomeu
Gusmão
Passarola ( 8 de agosto de 1709 )
Irmãos Montgolfier
Balão de Ar Quente
Paris - 1783
Jean-François
François Laurent
Dirigível (1852)
O curso pode ser
controlado através
do uso de lemes e
de motores á vapor
Aeronaves mais leves que o Ar
John Montgomery
28 de agosto de 1883
Planadores
Irmãos Wright
controlabilidade
e potência
Flyer (Voador)
Flyer
17 de dezembro de 1903
Carolina do Norte
37 metros de altura
velocidade de 48 km/h
tempo de voo 12 segundos
Biplano
Motorizado
Sistema Wing Warping
Santos-Dumont
1891 - contato com os primeiros
motores a explosão interna

1897 - primeiros voos como passageiro de balão livre

1898 - projetou seu próprio balão
14-bis
23 de outubro de 1906
Paris
"O primeiro voo bem sucedido
de um avião"
(221 metros)
Demoiselle
PaulCornu
1907
primeiro voo bem-
sucedido
e registrado de um helicóptero
França
Aeronaves mais pesadas que o Ar
Douglas DC-3
1936
monoplano, equipado com um
par de propulsores


Capacidade para 21 passageiros
Velocidade de 320 Km/h
Avião comercial mais
usado na época
caça a jato

Messerschmitt Me 163
bombardeiros
B-29Superfortress
Boeing 707 - 1958
Boeing 737 - Hoje
Produção foi iniciada em 1964;
Mais vendido e bem sucedido da história
Boeing 747 "Jumbo"
Airbus A380
Foi lançado em 1968
Era capaz de transportar 500 passageiros em um único voo
Tupolev tu-144
Primeiro avião supersônico comercial
Russo
Concorde
Franco-britânico
A era do ouro da aviação
Seleção de Materiais
Compositos:
menor peso e grande resistência
materiais mais leves
menos combustível consumido
custos na operação reduzidos
diminui emissões de gases do efeito estufa
resistência mecânica, resistência a oxidação, resistência a fadiga, e peso
Fator fadiga
A vida útil de um avião é o numero de ciclos que a estrutura pode suportar
Resistência à oxidação
Necessário selecionar materiais com resistência a oxidação, caso contrario o preço de manutenção seria inviável
Resistência mecânica e peso
É necessário escolher materiais resistentes para construção dos aviões, ao mesmo tempo há uma necessidade de materiais leves para reduzir o consumo
Boeing 777
Airbus A-380
Embraer 170
proporção de alumínio no peso
70%
61%
81%
Alumínio
Baixo peso
Excelente condutividades elétrica e térmica
Resistente à corrosão atmosférica
Ductilidade elevada
Não é ferromagnético
Podem ser empregados mecanismos de endurecimento

"As ligas de alumínio são aplicadas em cerca de 70% dos componentes estruturais dos aviões"
Liga de Alumínio - Série 2XXX
Elemento de liga: Cobre ou Magnésio
Atinge a resistência de até 450MPa
Menor resistência à corrosão
Boa usinabilidade
Características de soldagem limitadas

Série 2XXX - Aplicações
Componentes com elevada relação resistência/peso, sujeitos a temperaturas inferiores à 130ºC
Rodas forjadas para a indústria aeronáutica e de caminhões
Fuselagem e componentes estruturais de aeronaves
Componentes de suspensão de automóveis
Materiais Compositos na Aviação
formado pela junção de carbono epóxi, uma matriz de resina, e fibra de carbono
mais leve, mais resistente e mais barata do que a que usa o componente metálico
Problema dos Compósitos
condutividade elétrica e térmica muito baixa, o que causa problema com raios

Necessidade de tela de proteção de cobre, cuja densidade é seis vezes maior do que a do compósito e é mais caro
Uso de Nano-Tubos
Avanço importante em termos elétricos, porque seu uso aumenta muito a condutividade elétrica
Turbinas
energia de fonte eólica transformada em trabalho mecânico
Máquina de fluxo motriz
Princípio de motor a reação
Expele um jato rápido de algum fluido para gerar uma força de impulso
Turbina a Gás (Turbofan)
Usado em aviões comerciais a jato
Alta eficiencia e Baixo ruído
Turbo-jato
Usado na propulsão de aeronaves
fluxo centrífugo
fluxo axial
Tomada de Ar
Compressor
Câmara de combustão
(explosão)
Turbina
Bocal
Turbo-Hélice
motor de reação mista
força propulsiva: 90% pela hélice e 10% pelos gases
Maior e mais complexo que o motor a jato
Nas decolagens, o turbo-hélice acentua sua eficiência
normalmente mais pesado que o turbojato de tração equivalente
Pane nas turbinas
Entre 1990 e 2007, houve mais de 12 mil colisões entre aves e aviões
Desde 1990, 312 turbinas foram completamente destruídas em voo pelos pássaros
HELICÓPTEROS
sustentado por um ou mais rotores que podem ser consideradas como hélices de grandes dimensões girando em torno de um eixo vertical
Quanto maior o rotor, menor é a potência necessária e maior é o peso, o tamanho e as dificuldades de fabricação
necessidade de instalação de uma caixa de redução suficientemente grande para acioná-los
é preciso intercalar no circuito mecânico uma roda livre, importante dispositivo de segurança que permite ao rotor continuar girando em caso de pane do motor. (AUTOROTAÇÃO)
Os primeiros helicópteros utilizavam motores a pistão
Motores
Alouette II - foi o primeiro helicóptero com turbo motor do mundo
Dispositivo Anti-Torque
Quando é aplicada potência sobre o rotor para girá-lo a fuselagem do helicóptero tende a girar "em torno do rotor"
Comandos do Helicóptero
Controle coletivo (Altitude)
o coletivo altera o ângulo de atuação das pás do rotor principal, fazendo com que elas criem mais ou menos pressão
Controle cíclico (Direção)
faz com o disco do rotor principal se incline, aliviando assim a pressão exercida em uma determina região da hélice
Pedais (Rotação)
Controla o rotor de cauda, fornecendo condições necessárias para rotacionar o helicóptero em torno de seu próprio eixo
O Tráfego Aéreo
Controladores de Vôo
responsáveis por manter as naves em uma distância segura uma das outras, orientar cada uma em pousos e decolagens, etc
- plano de voo (destino, horas, altitude)
- os controladores dão ao piloto as coordenadas para que ele voe são e salvo
- afastada cerca de 10 quilômetros do perímetro do aeroporto, a aeronave passa a ser monitorada pelos radares do Controle de Aproximação
- Já fora da área do APP, a aeronave entra no Controle de Área (ou ACC)
Procedimento
Órgãos de regência
Formação dos controladores
Habilidades exigidas dos controladores
Raciocínio rápido, controle emocional, raciocínio espacial, capacidade de rápida adaptação às mudanças operacionais, capacidade de atuar em grupo, capacidade física e orgânica para atuar seja dia ou noite.
fuselagem
asas
estabilizadores
superfícies de
controle
trens de
pouso
Componentes da Aeronave
Membros estruturais - resistir ao estresse
(A) Tensão
(B) Compressão
(C) Torção
(D) Cisalhamento
(E) Flexão

Aeronave de Asa Fixa
Motor a hélice
Motor a jato
Fuselagem
estrutura principal ou o corpo da aeronave
espaço para a carga, controles, acessórios, passageiros
Tipos de Fuselagem:
Treliça
Monocoque
Semi-monocoque
Tipo Treliça
Tubos de aço
ou
Tubos de liga de alumínio
Tipo Monocoque
Resistência do revestimento para suportar os estresses primários
Semi-monocoque
membros longitudinais que reforçam o revestimento
Tipo Semi-Monocoque
alumínio
magnésio
titânio (altas temperaturas)
Vantagens:
- fuselagem aerodinâmica
- aumentam a resistência e rigidez
- suporta danos consideráveis
- forte o suficiente para se manter unida
Estrutura Alar
produzir sustentação quando movidas rapidamente no ar
Critérios de Construção:
tamanho
peso
aplicação da aeronave
velocidade desejada em vôo e no pouso
razão de subida desejada
Construção:
Ligas de Alumínio
Ligas de Magnésio
longarinas e vigas de reforço no sentido da envergadura
nervuras e falsas nervuras no sentido da corda
Tipos Fundamentais
Monolongarina
Multilongarina
Viga em Caixa
apenas um membro longitudinal principal em sua construção
mais de um membro longitudinal principal em sua construção
dois membros longitudinais principais com paredes de conexão
Configurações de Asas
grande sustentação, balanceamento ou estabilidade
Longarinas de asa
suportam os esforços de flexão da asa e também formam uma base para fixação do revestimento
longarinas de madeira
longarinas metálicas
seções de liga de alumínio extrudado, com seções da armação de liga de alumínio
Placa de armação
reforçadores verticais para maior resistencia
tubos de conexão vertical e diagonal
Longarina à prova de falha
1 - próximo ao bordo de ataque da asa
2 - 2/3 da distância até o bordo de fuga
Posição das Longarinas
Se uma das seções falhar, a outra seção ainda consegue suportar a carga
Nervuras de asa
Dão à asa sua curvatura e transmitem os esforços do revestimento e reforçadores para as longarinas
extendem-se do bordo de ataque até a longarina traseira
Tipo Treliça
Armação leve de compensado
Armação de compensado
Estrutura básica longarina/nervura de uma asa de madeira
nervuras dianteiras dão ao bordo de ataque a necessária curvatura e suporte
nervura de asa estende- se desde o bordo de ataque da asa até a longarina traseira
A nervura traseira é normalmente a seção mais estressada
Ponta de Asa
Unidade removível
Asa metálica
asa metálica cantilever
revestimento trabalhante
NACELES OU CASULOS
localizados abaixo, acima ou no bordo de ataque da asa
1- revestimento (folha de liga de alumínio, aço (inoxidável, magnésio ou titânio)

2- carenagens (folha de liga de alumínio, aço (inoxidável, magnésio ou titânio)

3- parede- de-fogo (chapa de aço inoxidável)

4- berço do motor
Carenagens
cobertura removível
Carenagem para motor de cilindros horizontais opostos
EMPENAGEM
seção de cauda
cone de cauda (acabamento aerodinâmico)
superfícies fixas (estabilizar a aeronave) = estabilizadores horizontal vertical
superfícies móveis (direcionar o vôo da aeronave) = leme e os profundores
Cargas sofridas: flexão, torção e cisalhamento
MATERIAIS UTILIZADOS NA AVIAÇÃO
AS TURBINAS
ESTRUTURA
HELICÓPTEROS
Tomada de ar - Compressor - Câmara de combustão - Turbina - Bocal
CONCLUSÃO
Murilo
Rafaela
Lincoln
André
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