s8a1 - falhas no controle direcional de helic pteros convencionais

Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais: aerodinâmica, acidentes recentes e

procedimentos de emergência

Maj Av Felipe Koeller R. Vieira SERIPA III

São José dos Campos, 30/08/2012

INSTITUTO DE PESQUISAS E ENSAIOS EM VOO

V SIMPÓSIO DE SEGURANÇA DE VOO

- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 767 de 1112 - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 768 de 1112 - - - - - - - - - -

Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais

Objetivo

Analisar aerodinamicamente os procedimentos de emergência relativos às falhas do rotor de cauda com base nas ocorrências recentes havidas no Brasil.

- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 769 de 1112 - - - - - - - - - -

Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais

Roteiro

Uma perspectiva histórica dos comandos de voo Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque Ocorrências recentes Identificação das situações de emergência Procedimentos de treinamento

- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 770 de 1112 - - - - - - - - - -

Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais

Roteiro

Uma perspectiva histórica dos comandos de voo Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque Ocorrências recentes Identificação das situações de emergência Procedimentos de treinamento

- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 771 de 1112 - - - - - - - - - -

Perspectiva histórica dos comandos de voo

Tipo de aeronave Balão Dirigível Planador Avião Autogiro ou

Girocóptero Helicóptero

Sustentação Estática Estática Dinâmica – asas

Dinâmica – asas

Dinâmica- Rotor

Dinâmica- Rotor

Propulsão Não há Motor-

hélice Não há Motor-hélice

ou jato Motor-hélice Rotor

Controle

Só vertical

Empenagem (leme e profundor)

Empenagem e ailerons

Empenagem e ailerons

Rotor basculante (deslocamento do eixo em rolamento e arfagem) e leme

Rotores (principais ou principal e de cauda).

SUSTENTAÇÃO X PROPULSÃO X CONTROLE

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Perspectiva histórica dos comandos de voo

Comandos de voo - avião

Piloto em pé:

•Alavanca para comandar guinada

•Volante para comandar arfagem

•Ombros para comandar rolagem

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Perspectiva histórica dos comandos de voo

Comandos de voo - avião

Piloto deitado:

•Pedais para comandar guinada

•Alavanca para comandar arfagem

•Jogo de corpo para comandar rolagem

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Perspectiva histórica dos comandos de voo

Comandos de voo - avião

Piloto sentado:

•Pedais para comandar guinada

•Manche comandar arfagem e rolagem

•Mão livre para comandar motor

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Perspectiva histórica dos comandos de voo

Comandos de voo – helicóptero ???

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Perspectiva histórica dos comandos de voo

Comandos de voo - helicóptero

Piloto sentado:

•PEDAIS para comandar guinada (R/C)

•CÍCLICO para comandar arfagem e rolagem (R/P)

•COLETIVO para comandar potência (R/P)

- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 777 de 1112 - - - - - - - - - -

Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais

Roteiro

Uma perspectiva histórica dos comandos de voo Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque Ocorrências recentes Identificação das situações de emergência Procedimentos de treinamento

- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 778 de 1112 - - - - - - - - - -

Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque

TORQUE E ANTI-TORQUE

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Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque

Rotor principal + Rotor de cauda

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Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque

Pairado

Voo translacional

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Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque

Aproveitamento aerodinâmico da

estrutura da cauda

Anos 1940

Anos 1950

Anos 1960 - - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 782 de 1112 - - - - - - - - - -

Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque

Estabilizador vertical x Rotor de cauda

Bell 206 - 1967 AS 350 - 1974

SA-350Z protótipo com rotor de cauda

fenestron

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Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque

- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 784 de 1112 - - - - - - - - - -

Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque

Arrasto total = torque

Para o mesmo torque existem duas velocidades de equilíbrio (com exceção da Vy)

- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 785 de 1112 - - - - - - - - - -

Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque

Arrasto total = torque

Para o mesmo torque existem duas velocidades de equilíbrio (com exceção da Vy)

Anti-torque = R/C + Estab. Vert.

- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 786 de 1112 - - - - - - - - - -

Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque

Arrasto total = torque

Para o mesmo torque existem duas velocidades de equilíbrio (com exceção da Vy)

A atuação do estabilizador vertical aumenta com a velocidade

Anti-torque = R/C + Estab. Vert.

O uso do R/C aumenta a demanda de torque

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Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque

Anti-torque = R/C + Estab. Vert.

- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 788 de 1112 - - - - - - - - - -

Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais

Roteiro

Uma perspectiva histórica dos comandos de voo Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque Ocorrências recentes Identificação das situações de emergência Procedimentos de treinamento

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Ocorrências Recentes

Ocorrências estudadas, todas havidas entre 2008 e 2012 no Brasil: Dois acidentes com pane de acionamento do rotor de cauda durante voo translacional (dois H350)

Um acidente com pane de acionamento do rotor de cauda durante a decolagem vertical (A109)

Dois acidentes com perda do rotor de cauda (um R-22 e um AW139) Um acidente com perda de efetividade aerodinâmica do rotor de cauda (AS332L2).

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Ocorrências Recentes

Dois acidentes com pane de acionamento do rotor de cauda durante voo translacional (dois H350)

Record (São Paulo) x Globo (Rio de Janeiro)

Vídeo Record

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Ocorrências Recentes

Dois acidentes com pane de acionamento do rotor de cauda durante voo translacional (dois H350)

Record (São Paulo) x Globo (Rio de Janeiro)

Vídeo Globo

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Ocorrências Recentes

Um acidente com pane de acionamento do rotor de cauda durante a decolagem vertical (A109)

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Ocorrências Recentes

Um acidente com pane de acionamento do rotor de cauda durante a decolagem vertical (A109)

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Ocorrências Recentes

Dois acidentes com perda do rotor de cauda (um R-22 e um AW139)

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Ocorrências Recentes

Dois acidentes com perda do rotor de cauda (um R-22 e um AW139)

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0,3 NM

0,12 NM

0,57 NM

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Ocorrências Recentes

Um acidente com perda de efetividade aerodinâmica do rotor de cauda (AS332L2).

Vídeo Animação

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Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais

Roteiro

Uma perspectiva histórica dos comandos de voo Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque Ocorrências recentes Identificação das situações de emergência Procedimentos de treinamento

- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 799 de 1112 - - - - - - - - - -

Identificação das Situações de Emergência

As seguintes situações são possíveis de acontecer, tanto em voo pairado quanto em voo translacional: • Travamento do comando de passo do rotor de cauda; • Falha do acionamento ou perda do rotor de cauda; • Perda do rotor de cauda e do estabilizador vertical. Tais situações podem ser classificadas de acordo com a restrição que impõem à geração e controle da força antitorque do rotor de cauda e conforme o momento do voo, se em voo pairado ou translacional.

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Identificação das Situações de Emergência

Controle: -Velocidade? - Torque? - Pedal a fundo? Tamanho da aeronave: - Passo negativo no R/C?

- SIM = Prosseguir o voo com guinada e pousar corrido - NÃO = Auto-rotação (torque baixo), cortar motor antes do flare

Se há passo negativo = Estab. Vert. dá conta sozinho do recado... Se não há = anti-torque permanente no R/C (redução de torque para não girar)

Falha do acionamento ou perda do rotor de cauda

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Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais

Roteiro

Uma perspectiva histórica dos comandos de voo Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque Ocorrências recentes Identificação das situações de emergência Procedimentos de treinamento

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Travamento do comando de passo do rotor de cauda

Procedimentos de Treinamento

Anti-torque = R/C + Estab. Vert.

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Falha do acionamento ou perda do rotor de cauda: - Helicópteros pequenos Guinada como “pé contrário da potência” - Helicópteros grandes Auto-rotação (baixo torque + 20%) Cortar motor antes do flare

Procedimentos de Treinamento

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Perda do rotor de cauda e do estabilizador vertical:

Procedimentos de Treinamento

- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 805 de 1112 - - - - - - - - - -

Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais

Roteiro

Uma perspectiva histórica dos comandos de voo Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque Ocorrências recentes Identificação das situações de emergência Procedimentos de treinamento

- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 806 de 1112 - - - - - - - - - -

Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais

Objetivo

Analisar aerodinamicamente os procedimentos de emergência relativos às falhas do rotor de cauda com base nas ocorrências recentes havidas no Brasil.

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“O encontro da preparação com a oportunidade gera o rebento que chamamos sorte.”

Anthony Robbins

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Maj Av Felipe Koeller R. Vieira

Seção de Prevenção

SERIPA 3

(21) 8112-5134

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