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

Conceituação das Tecnologias de Transporte Aéreo

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”

Aeronaves

• Aeródinos: Esquema de sustentação

P

S

Asa Fixa

Asa Giratória

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

• Principais componentes da estrutura

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

Helicópteros

• Componentes do helicóptero

Sustentação pelas asas rotativas

Tipos de Decolagem e Aterrissagem

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

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

Classes da aviação: Comercial de Carga

• Recreativa

Geometria de Aeronaves

Geometria de Aeronaves

• Asas

Envergadura

Geometria de Aeronaves

• Bitola

Geometria de Aeronaves

• Comprimento, base e altura

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

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

Sistemas de Propulsão

Turboélice

Turbojato

Turbofan

Turbojato x Turbofan Turbofan há um bypass de ar

Primeiras considerações para Pavimentos

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

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

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