Estabilidade e Controle de Aeronaves
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- Sabrina Molinari Santiago
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1 Estabilidade e Controle de Aeronaves AB-722 Flávio Luiz Cardoso Ribeiro flaviocr@ita.br Departamento de Mecânica do Voo Divisão de Engenharia Aeronáutica e Aeroespacial Instituto Tecnológico de Aeronáutica 2018
2 Introdução Sistemas de Controle de Vôo: Consistem nas superfícies de controle, comandos de cockpit, acoplamentos mecânicos e demais mecanismos necessários para controlar a direção e velocidade de vôo da aeronave. Para controlar as superfícies de controle, são utilizadas as entradas de comando do piloto a partir de controles no cockpit. Entradas adicionais: Piloto automático; Sinais eletrônicos do Fly-By-Wire. aviocr@ita.br (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 2 / 29
3 Introdução Os comandos do piloto podem ser transmitidos para as superfícies de controle através de: Cabos, polias e barras (aeronaves convencionais); Cablagens elétricas (aeronaves Fly-by-wire); Fibra óptica, wireless (aeronaves-conceito). As superfícies de controle são usualmente classicadas como: Primárias; Secundárias; Auxiliares; aviocr@ita.br (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 3 / 29
4 Superfícies (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 4 / 29
5 Superfícies de Controle Primárias Permitem o controle de rolamento, arfagem e guinada da aeronave. aviocr@ita.br (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 5 / 29
6 Superfícies de Controle Primárias - Aileron aviocr@ita.br (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 6 / 29
7 Superfícies de Controle Primárias - Profundor aviocr@ita.br (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 7 / 29
8 Superfícies de Controle Primárias - Leme aviocr@ita.br (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 8 / 29
9 Superfícies de Controle Secundárias Auxiliam o controle das superfícies primárias - alívio de esforço; Compensadores (ou trim tabs) Beechcraft Super 18 (1937) aviocr@ita.br (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 9 / 29
10 Superfícies de Controle Secundárias - Tabs aviocr@ita.br (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 10 / 29
11 Superfícies de Controle Secundárias (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 11 / 29
12 Superfícies de Controle Secundárias Para aeronaves de transporte de grande porte, utiliza-se: Pitch trim = Estabilizador horizontal inteiro se move (THS - Trimmable Horizontal Surface). Fonte: aviocr@ita.br (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 12 / 29
13 Superfícies de Controle Auxiliares Diminuem distâncias de pouso, promovem redução de velocidade e aumento de sustentação; Flaps, Slats, Spoilers. aviocr@ita.br (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 13 / 29
14 Superfícies de Controle Auxiliares Spoilers (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 14 / 29
15 Superfícies de Controle Auxiliares Flaps/Slats (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 15 / 29
16 Superfícies de Controle - Outros casos Como vimos no caso do spoiler, nem sempre essa divisão entre superfícies primárias, secundárias e auxiliares é possível: em algumas situações uma superfície auxiliar pode ter papel de superfície principal. Além disso, outras superfícies de controle foram criadas conforme a necessidade. No B2, por exemplo, o 'drag rudder' pode atuar como leme (superfície primária) ou freio aerodinâmico (superfície auxiliar). aviocr@ita.br (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 16 / 29
17 Superfícies de Controle - Outros casos Drag rudder aviocr@ita.br (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 17 / 29
18 Superfícies de Controle - Outros casos Drag rudder - vídeo: aviocr@ita.br (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 18 / 29
19 Comandos do piloto Manche: comanda profundor e aileron (controla movimentos de arfagem e rolamento); Pedais: comanda leme (controla movimento de guinada). Manche para a direita: rolamento positivo; Manche para trás: arfagem positiva (cabrar); Pedal à direita: guinada positiva. aviocr@ita.br (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 19 / 29
20 Comandos do piloto Cockpit do Aeroboero (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 20 / 29
21 Comandos do piloto Cockpit do Boeing 737 (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 21 / 29
22 Comandos do piloto Cockpit do A320 (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 22 / 29
23 Comandos do piloto Comando de trimagem do Beechcraft Super 18 (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 23 / 29
24 Sistemas de comandos de vôo manuais Comando é transmitido do manche ao piloto por cabos, polias e barras; A força é feita pelo piloto; Adequado apenas para aeronaves de pequeno porte; Comando é dito reversível: forças são transmitidas de volta ao piloto. aviocr@ita.br (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 24 / 29
25 Sistemas de comandos de vôo manuais Fonte: Roskam, J. Airplane Design Part IV (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 25 / 29
26 Sistemas de comandos de vôo potenciados Uma fonte auxiliar de potência gera força para movimentação dos atuadores; Utilização de atuadores eletro-hidráulicos; Comando do piloto movimenta servo-válvula hidráulica que por sua vez aciona atuador na superfície; Comando irreversível (atuadores convencionais) - inclusão de sistema de sensibilidade articial. aviocr@ita.br (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 26 / 29
27 Sistemas de comandos de vôo potenciados Fonte: Grijo, L. F. - Arquiteturas de Sistemas de Comando de Vôo e Piloto Automático para Aeronaves civis - Tese de Mestrado - ITA aviocr@ita.br (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 27 / 29
28 Sistemas de comandos de vôo Fly-by-wire Transmissão dos comandos do piloto é feito através de os elétricos; Computadores (analógicos ou digitais) recebem o sinal analógico do comando do piloto, e determinam qual será o movimento da superfície de controle, enviando sinal de controle ao atuador. Permitem inclusão de software no sistema de comando de voo: máximo ângulo de ataque, gain schedulling, aumento de estabilidade articial, etc. Redução signicativa de peso (tanto pelos componentes do sistema serem mais leves em relação aos convencionais, quanto por permitir relaxar o cumprimento de requisitos de estabilidade natural). aviocr@ita.br (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 28 / 29
29 Sistemas de comandos de vôo Fly-by-wire (Mecânica do Voo) Sistemas de Comando de Vôo AB-722 (2018) 29 / 29
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