Preponderantemente OS ESFORÇOS ESTRUTURAIS SÃO SUSTENTADOS PELA(O)

29 de agosto de 2015

As asas são como aerofólios conectados a cada lado da fuselagem. São elas as principais superfícies que mantém o avião em voo: é impossível conceber um avião sem asas! Afinal, graças a elas que uma aeronave desenvolve a reação aerodinâmica em que a força de sustentação prevalece sobre a gravidade, fazendo com que a mesma ganhe o ar.

A parte lateral da asa, fixada à fuselagem, é chamada de raiz da asa – sendo que no outro extremo está a ponta da asa. A parte lateral dianteira, a primeira a deslocar o fluxo de ar, é chamada de bordo de ataque, enquanto no seu oposto, na parte traseira, está o bordo de fuga.

A parte superior da asa é chamada de extradorso e a inferior de intradorso. Nas asas, ainda existem os elementos móveis, geralmente localizados no bordo de fuga, tendo como função controlar o voo do avião. Esses são chamados de superfícies de controle, como os ailerons e flaps.

Características e configurações das asas das aeronaves

Existem inúmeros projetos de asas: dependendo das características de voo desejadas, elas serão construídas em diferentes formas e tamanhos. Cada um cumpre um determinado objetivo em relação ao desempenho esperado para aquela determinada aeronave, tais como grande sustentação, balanceamento ou estabilidade.

Formatos comuns de asas

Além da configuração dos bordos de ataque e fuga, certas características da asa causam ainda outras variações no projeto. A ponta pode ser quadrada, redonda ou até mesmo pontuda; tanto o bordo de ataque e o de fuga podem ser retos ou curvos. A asa ainda pode ser afilada, de forma que a corda nas pontas seja menor que na raiz da asa, ou enflechada.

Fixação das asas

A estrutura das asas é ainda classificada quanto à sua fixação. Para os aviões de asa baixa e alguns de asa alta, que suportam toda a carga aerodinâmica sem a necessidade de suportes externos, esses conjuntos são chamamos de asa cantilever.

Muitos aviões de asa alta têm um suporte externo de asa que transmitem as cargas de voo e de pouso por meio deles, para a estrutura da fuselagem principal. Uma vez que esses suportes são geralmente instalados a cerca de meio caminho do comprimento da asa, esse tipo de estrutura de asa é chamado semicantilever.

Componentes de uma asa fixa

As principais partes estruturais de uma asa são as longarinas, as nervuras e os reforçadores. As longarinas são os principais elementos estruturais da asa, mas são as nervuras que dão o formato aerodinâmico a elas e transmitem os esforços aerodinâmicos do revestimento para a longarina.

Esses conjuntos são reforçados por treliças, vigas, tubos ou outros dispositivos, incluindo o revestimento, que pode ser feito a partir de diferentes tipos de materiais.

Nas asas de construção com revestimento não estrutural (como as telas) existem ainda os montantes, reforços ou suportes estruturais aplicados às nervuras entre a longarina principal e a traseira. São feitos para suportar os esforços de compressão, enquanto os tirantes ou cabos de aço esticados em diagonal servem para suportar os esforços de tração.

Na maioria dos aviões modernos, os tanques de combustível também são parte integrante da estrutura da asa, ou consistem em recipientes flexíveis montados dentro delas.

As empenagens

A empenagem é o conjunto de superfícies destinadas a estabilizar o voo. Esse conjunto geralmente compreende duas partes, uma vertical e outra horizontal, que compõem toda a cauda da aeronave, consistindo em superfícies fixas e móveis. Essas superfícies se opõem à tendência de guinada (superfície vertical) e de variação do pitch, ou seja, variação da atitude do nariz de subir ou descer (superfície horizontal).

A superfície horizontal é composta pelo estabilizador horizontal, que é fixo, e pelo profundor, que é móvel. O profundor, que é conectado à parte posterior do estabilizador horizontal, é utilizado para mover o nariz do avião para cima e para baixo durante o voo.

Há empenagens em que a superfície horizontal é inteiriça e toda móvel, sem a divisão estabilizador/profundor. A superfície vertical é composta pelo estabilizador vertical, fixo, e pelo leme de direção móvel, que está ligado à parte traseira do estabilizador vertical.

Durante o voo, ele é usado para mover o nariz para a esquerda ou para a direita. As partes móveis das asas e da empenagem são chamadas de “superfícies de controle” pela função de controlar o voo do avião.

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Via “Conhecimentos Técnicos de Aeronaves” (HOMA, George. 2010)

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CAPÍTULO II

A ESTRUTURA 
DO AVIÃO

Partes Principais - A ilustração abaixo (Imagem 1) mostra os componentes básicos da estrutura (ou célula) de um avião

• Asas;
• Fuselagem;
• Empenagem;
• Superfícies de Controle;

ESFORÇOS ESTRUTURAIS

A estrutura deve resistir a diversos esforços durante a operação do avião. os principais tipos de esforços estão ilustrados abaixo:

MATERIAIS

Os materiais da estrutura devem ser leves e resistentes. Os mais utilizados são as ligas de alumínio, mas existem também aviões feitos de tubos de aço soldado e recobertos com tela.

Os materiais mais modernos são os plásticos reforçados com fibras de vidro, carbono ou o kevlar*

ASAS

As asas têm a finalidade de produzir a sustentação necessária ao voo. A figura abaixo (Imagem 3) mostra a estrutura típica de um avião leve recoberto com tela.

Esse revestimento não é resistente; ele se destina a suportar apenas a pressão aerodinâmica.

A figura abaixo mostra uma asa metálica. Nota-se a ausência de tirantes e montantes, os quais são desnecessários por que o revestimento metálico é resistente (o mesmo vale para revestimento plásticos ou de madeira).

CLASSIFICAÇÃO DOS AVIÕES QUANTO A ASA

Quanto à localização da asa na fuselagem, os aviões podem ser de asa baixa, média, alta ou parassol.

Quanto à fixação, as asas podem ser do tipo cantiléver(Sem Suporte) ou semi-cantiléver(Com Suporte).

Quanto ao número de asas, os aviões podem ser monoplanos ou biplanos; antigamente haviam triplanos, quadriplanos, etc.

Quanto à forma em planta, as asas podem ser retangulares, trapezoidais, elípticas, "em delta", etc.

Imagem 8

1. Asa Trapezoidal;
2. Asa Enflechada;
3. Asa com Enflechamento Negativo;
4. Asa em Delta;
5. Asa com Geometria Variável;
6. Asa Obliqüa

FUSELAGEM (CORPO DO AVIÃO)

A fuselagem é a parte do avião onde estão fixadas as asas e empenagem. Ela aloja os tripulantes, passageiros e carga; contém ainda os sistemas do avião e, em muitos casos, o trem de pouso, o motor e etc. Os três principais tipos de estrutura da fuselagem são:

Estrutura tubular - é formada por tubos de aço soldados, podendo conter cabos de aço esticados em diversos pontos, para suportar esforços de tração. Externamente é recoberto com tela, que funciona apenas como revestimento, não resistindo a esforços.

Ex. Aeroboero

Estrutura Monocoque

Neste tipo de estrutura, o formato aerodinâmico é dado pelas cavernas. Os esforços são suportados por essas cavernas e também pelo revestimento, que é geralmente feito de chama metálica (ligas de alumínio), plástico reforçado ou contraplacado de madeira.

Estrutura semi-monocoque

Este tipo de estrutura é o mais utilizados nos aviões atuais. É formado por cavernas, revestimento e longarinas, todos os quais resistem aos esforços aplicados ao avião.

Os materiais utilizados são os mesmos da estrutura monocoque.

EMPENAGEM

A empenagem é um conjunto de superfícies destinadas a estabilizar o voo do avião. Geralmente compreende duas partes:

Superfície Horizontal - Esta superfície se opõe à tendência de levantar ou abaixar a cauda. Geralmente é formada por um estabilizador horizontal fixo e um profundor móvel. pode ser também interiço e todo móvel.

Superfície Vertical - Esta superfície se opõe à tendência de guinar (desviar para a direita ou esquerda). Geralmente é constituída por um estabilizador vertical (deriva) fixo e um leme de direção móvel.

SUPERFÍCIES DE CONTROLE OU DE COMANDO

São as partes móveis da asa e empenagem, geralmente localizados nos bordos de fuga e fixadas através de dobradiças, tendo como função controlar o voo do avião. 

As superfícies de controle dividem-se em:

1. Superfícies Primárias ou Principais:

• Ailerons;
• Leme de Direção;
• Profundor;

• Compensador do Aileron;
• Compensador do Profundor;
• Compensador do Leme de Direção;

Imagem 14

Imagem 15

Imagem 16

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