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Introdução

Engenharia de Operações

Prezados Comandantes e Co-Pilotos :

Este material foi preparado com o intuito de servir como guia para relembrar alguns conceitos sobre Performance.

Eventualmente podem haver revisões em seu conteúdo, as quais serão publicadas na biblioteca eletrônica da Empresa. Caso haja algumadiscrepância deste guia em relação aos manuais das aeronaves, ououtras informações de fontes oficiais, estas últimas deverão sempre prevalecer.

O conteúdo deste manual não poderá ser reproduzido em parte, ou em sua totalidade, sem a prévia autorização expressa do autor.

Qualquer dúvida, favor entrar em contato com a Engenharia de Operações.

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Parte 1

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Introdução ao Jato

Engenharia de Operações

Hoje em dia, as aeronaves mais modernas são equipadas com motores turbofan. Estes motores são bastante confiáveis, possibilitando vários anos de serviço sem problemas.

Por outro lado, por serem tão confiáveis, e pelas limitações de simular com fidelidade algumas falhas de motor faz com que muitas tripulações sintam-se despreparadas para diagnosticar problemas que possam estar acontecendo nos motores.

O objetivo desta apresentação é passar para os tripulantes alguns conceitos básicos sobre o funcionamento dos motores, assim como informações pertinentes sobre possíveis falhas que podem ocorrer nos motores, especialmente as mais difíceis de simular.

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Introdução ao Jato

Engenharia de Operações

Aparentemente, quanto maiores as sensações de barulho e vibração(fator “susto”), maior é a tendência das tripulações tentarem diagnosticar o problema imediatamente, ao invés de “voar a aeronque sempre deve ser a prioridade.

Apesar dos simuladores de vôo terem melhorado o nível de treinamento de pilotos, muitos deles não estão programados para simular o barulho, a vibração e as forças aerodinâmicas reais que certas falhas de motor causam.

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Introdução ao Jato

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Os 4 passos básicos dos motores de combustão interna são :

1)Admissão de ar (e combustível)

2)Compressão do ar (e combustível)

3)Combustão

4)Expansão e exaustão, onde a energia convertida é colocada em uso

Estes princípios são exatamente os mesmos, tanto para um jato, quanto para o motor de um carro, porém com a diferença que nos motores de carros, estes processos ocorrem no mesmo lugar (cabeça do cilindro) e em momentos diferentes, enquanto que no motor a jato, estes processos ocorrem ao mesmo tempo, e em lugares diferentes

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Introdução ao Jato

Engenharia de Operações

Como resultado desta diferença fundamental, o motor a jato tem schamadas :

1) Seção de Admissão

2) Seção de Compressão

3) Seção de Combustão

4) Seção de Exaustão

1 2 3 4

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Introdução ao Jato

Engenharia de Operações

• O primeiro componente do motor que o ar encontra é o “inlet cowl”. Sua função é guiar o ar de maneira uniforme através da entrada de ar do motor.

• A seguir, o ar encontra o compressor, que tem a função de pegar um enorme volume de ar e comprimi-lo a razões que variam de 1/10 a 1/15 do volume que ele possuia fora do motor. Vale lembrar que este volume de ar deve ser contínuo, e não em pulsos.

A compressão do ar é realizada por um disco giratório com vários aerofólios, chamados palhetas, dispostas com um determinado ângulo. Cada palheta tem o formato de uma hélice em miniatura, e este ângulo em que elas estão dispostas é chamado de ângulo de ataque. Estesdiscos são movidos pela turbina

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Introdução ao Jato

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• Para atingir altos graus de compressão como os mencionados anteriormente, são necessários diversos estágios de compressor em linha como este descrito anteriormente.

Disco do compressor com palhetas 9 estágios de compressor

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Engenharia de Operações

• Conforme o ar vai sendo comprimido, ele aumenta sua velocidade,temperatura e pressão. Conseqüentemente, terá um comportamento diferente do ar antes de sua admissão. Em particular, isto significa que a velocidade dos rotores na parte traseira do compressor deverá ser mais elevada que em sua parte dianteira. A solução encontrada para este problema é construir motores onde os primeiros estágios do compressor giram a uma determinada velocidade, enquanto que os estágios finais giram a uma velocidade mais elevada. Para isso, devem estar ligados a turbinas separadas através de eixos separados

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Engenharia de Operações

• A maioria dos motores a jato atuais possuem 2 conjuntos distintos de componentes rotativos. O compressor traseiro, ou compressor de alta pressão, está conectado, através de um eixo vazado, à turbina de alta pressão. Isto é chamado de Rotor. A ele vamos nos referir por “N2”

• O compressor frontal, ou de baixa pressão, fica na frente do compressor de alta pressão, e a turbina que vai -lo fica atrás da turbina que movimenta o compressor de alta pressão. O compressor de baixa pressão está conectado à turbina de baixa pressão atravum eixo que passa por dentro do furo do eixo do N2. A ele vamos nos referir por “N1”

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N1 N2

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Engenharia de Operações

• Os rotores de N1 e N2 não estão conectados mecanicamente de nenhuma maneira. Conforme o ar flui dentro do motor, cada rotor está livre para operar em sua velocidade mais eficiente. A velocidade de rotação de cada um deles pode ser verificada no cockpit pelos instrumentos de N1 RPM e N2 RPM, sendo que cada um deles tem seus próprios limites.

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Motores Turbofan

• Um motor turbofan nada mais é que um motor jato onde o primeiro estágio do compressor tem um diâmetro maior que o resto do motor. Este estágio mais largo é chamado de “fan”.

• O ar que passa através do fan na região mais interna de seu diâmetro também passará pelos outros estágios do compressor e nas etapas seguintes do núcleo do motor (este fluxo de ar é chamado “core air”. Enquanto isso, o ar que passa pela região mais externa do diâmetro do fan não passará pelo núcleo do motor, e sim por fora dele. Este fluxo de ar é chamado “bypass air”. A relação entre o bypass air e o core air é chamada “bypass ratio”

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Fan

Bypass Air

Core Air

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Motores Turbofan

• O ar acelerado pelo fan contribui de maneira significativa para o empuxo produzido pelo motor. Em grandes motores, como por exemplo os que equipam aeronaves do porte do 757, 767 ou 747, algo em torno de ¾ do empuxo gerado pelo motor são desenvolvidos pelo fan.

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Estol de Compressor (Compressor Surge / Stall)

• Em modernos motores turbofan, o estol de compressor é um evento raro. Se este evento ocorrer durante regimes de alta potência nadecolagem, a tripulação vai ouvir um som bastante alto, acompanhado de uma guinada (yaw) e vibração. Este som será muito mais alto que o barulho normalmente produzido pelo motor, e provavelmente mais alto que qualquer barulho que a tripulação já tenha ouvido em serviço.

• Muitas vezes, pode ser confundido com o estouro de um pneu ou até uma bomba na aeronave. A tripulação pode ficar bastante assustada com o barulho.

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Estol de Compressor (Compressor Surge / Stall)

• O Estol de compressor pode ser causado por deterioração do motor, por ingestão de pássaro ou gelo, ou ainda pode ser o barulho final de uma falha severa de motor. Ele é resultado de uma instabilidade na fase de compressão do ciclo de operação do motor.

• Em um motor a jato, a compressão é feita aerodinamicamente conforme o ar passa pelos estágios do compressor. Este ar que flui pelos aerofólios pode sofrer um estol assim como o que ocorre nas asas de uma aeronave. Quando ocorre este estol, a passagem de ar se torna instável, e o compressor deixa de comprimir o ar de entrada por alguns instantes. Porém, o ar em alta pressão que já estava atrás da zona de estol escapa para a frente, passando pelo compressor e pelo inlet do motor

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Estol de Compressor (Compressor Surge / Stall)

Ar em AltaPressão

Estol deCompressor

Zona deBaixa

Pressão

Explosão e SaídaDe Ar

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Engenharia de Operações

Estol de Compressor (Compressor Surge / Stall)

• Este escape de ar é bastante rápido, acompanhado de um barulho similar a uma explosão, e algumas vezes de chamas que saem tanto do inlet como da parte traseira do motor. Os instrumentos podem mostrar alto EGT, EPR, ou variações de rotação. Mas, muitas vezes, este evento é tão rápido que os instrumentos não tem tempo de responder.

• Uma vez que o ar escapa do motor, a razão para a instabilidade pode se “auto corrigir”, e o processo de compressão pode se restabelecer sozinho. Um único estol e a sua recuperação ocorrem em frações de segundo. Dependendo da razão que causou a instabilidade no compressor, podemos ter :

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Estol de Compressor (Compressor Surge / Stall)

• 1) Apenas um estol com auto-recuperação

• 2) Múltiplos estóis antes de uma auto-recuperação

• 3) Múltiplos estóis requerendo ação da tripulação para a recupe

• 4) Estol não recuperável

• Para procedimentos detalhados, as tripulações devem seguir os checklists e procedimentos de emergência apropriados para a sua aeronave. Porém, em geral, o que ocorre é um único estol com auto-recuperação, já que os motores mais recentes têm lógicas de fuel flow que ajudam o motor a se recuperar sozinho, sem ação da tripulação.

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Estol de Compressor (Compressor Surge / Stall)

• Estol único com auto-recuperação : A tripulação vai ouvir um ou dois estrondos. Os instrumentos vão flutuar tão rapidamente, que só seria percebida se alguém estivesse olhando para os instrumentos no momento do estol.

• Múltiplos Estóis com auto-recuperação : Neste caso, os estrondos são separados por alguns segundos, podendo se repetir por duas ovezes. Talvez seja notada algum aumento no EGT.

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Introdução ao Jato

Engenharia de Operações

Estol de Compressor (Compressor Surge / Stall)

• Estol recuperável após ação da tripulação : Quando os estóis ocorrem como no caso anterior, mas não param, a tripulação tem de tomar uma ação para estabilizar o motor. As flutuações e estrondos continuarão até que a manete seja colocada em “idle”. Se não for tomada nenhuma ação da tripulação em um caso como esses, o motorsofrerá sucessivos estóis, podendo sofrer danos que o levariam a falhar completamente.

• Estol não recuperável : Neste caso, haverá um único estrondo, e o motor será desacelerado a zero. Este tipo de falha pode ocorrer com dando severos no motor, ou então até sem causar nenhuma falha.

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Engenharia de Operações

Flameout

• O flameout é uma condição onde o processo de queima no combustor para. Ele será acompanhado por uma queda no EGT, na rotação, e no EPR. Se a velocidade de rotação do motor cair abaixo de idle, podem haver outros sintomas, como avisos de baixa pressão de óleo, ou de geradores saindo da barra.

• O flameout pode ser resultado de um motor que ficou sem combustível, condições climáticas severas, cinzas vulcânicas, problemas nos sistemas de controle do motor, ou de uma operação instável do motor.

• Múltiplos flameouts podem resultar em uma grande variedade de mensagens no cockpit, como perda do sistema elétrico, pneumático e hidráulico. Estas situações já levaram tripulações a tirar conclerradas, tentando fazer troubleshooting dos sistemas, enquanto que a causa principal era falta de potência no motor.

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Flameout

• Algumas aeronaves têm mensagens de EICAS dedicadas a alertar as tripulações quando a rotação de um motor cai abaixo de idle em vôo (geralmente são as mensagens de ENG FAIL ou ENG THRUST)

• É difícil ocorrer um flameout no regime de decolagem (10% do total). Normalmente eles ocorrem em regimes intermediários ou baixos, como em cruzeiro ou descida. Durante estes regimes, normalmente o autopilot está sendo utilizado. Ele compensará a assimetria de potência dentro de seus limites e deverá ser desconectado. Isto deverá ser acompanhado de pronta ação da tripulação sobre os comandos para manter a atitude normal de vôo. Quando não houverem referências visuais (IMC, noturno ou transoceânico), a possibilidade de atitude anormal aumenta. Condições de baixa potência com o autopilot ligado já levaram aeronaves a antrar em atitudes anormais não recuperáveis (several upset recovery)

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Introdução ao Jato

Engenharia de Operações

Flameout

• Uma vez que o suprimento de combustível volta ao normal, o motorpoderá ser ligado novamente, conforme previsto nos manuais da aeronave.

• Uma partida satisfatória deverá ser confirmada com referência a todos os parâmetros primários dos motor. Usar apenas o N1, já levou a algumas confusões, já que em algumas condições de vôo, o N1 de “windmilling” pode ser muito similar ao de um motor em “flight idle”

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Engenharia de Operações

Fogo no motor (Engine Fire)

• Fogo no motor é normalmente reconhecido pela tripulação através de avisos no cockpit ou então por comunicação com a torre de controle.

• Mais uma vez, a prioridade deverá ser “voar a aeronave” antes de cuidar do fogo. Foi demonstrado que mesmo em situações de indicade fogo imediatamente após a decolagem, o procedimento mais adequado é continuar a subida até uma altitude segura antes de cuidar do fogo. Poderão haver danos materiais na nacele, porém, a prioridade da tripulação deverá ser assegurar que a aeronave continuará voando com segurança. Muitas vezes a torre de controle acaba reportando fogo no motor ao avistar uma aeronave que teve um estol de compressor.

• Em um evento como esse, a tripulação deverá seguir os checklists específicos de sua aeronave.

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Engenharia de Operações

Tailpipe Fire

• Um dos eventos mais alarmantes para passageiros, comissários, pessoal de terra e até da torre de controle é o tailpipe fire.

• Combustível pode empoçar na carcaça da turbina, e ser jogado para fora durante a partida ou corte do motor, e então entrar em igniIsso pode resultar em uma chama bastante visível e longa na parte traseira do motor. Já foram iniciadas evacuações de passageiros nestas situações, causando ferimentos sérios.

• Pode não haver nem indicação deste problema no cockpit, até que alguém alerte a tripulação. Eles provavelmente vão descrever a scomo “fogo no motor”, porém não aparecerá o aviso de fogo no motor no cockpit.

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Engenharia de Operações

Tailpipe Fire

• Se for notificado fogo no motor sem indicação de fogo no cockpit, a tripulação deverá seguir o procedimento de tailpipe fire do checklist.

• Uma vez que o fogo está localizado na carcaça da turbina e no bocal de exaustão do motor, puxar os punhos de fogo e descarregar o póquímico não será efetivo, e ainda tornará o procedimento de “dry motor”, que é o meio mais rápido para acabar com este tipo de incêndio, impossível.

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Engenharia de Operações

Ingestão de Pássaros ou F.O.D.

• Normalmente este tipo de evento ocorre nas vizinhanças dos aeroportos, nas fases de decolagem ou pouso, e na maioria das vezes, não afeta de maneira severa um pouso seguro.

• Quando a ingestão envolve um pássaro grande, a tripulação vai ouvir um estrondo, seguido de vibração. Se o pássaro passar pelo núcleo do motor, talvez haja cheiro de queimado no cockpit ou na cabine de passageiros, decorrente do sistema de bleed air.

• Estes eventos causam danos ao motor, entortando as fan blades. O motor, todavia, continuará a produzir potência com este nível de avaria. Ingestão de FOD, como fragmentos de pneu ou outros objetos terãoresultados semelhantes.

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Introdução ao Jato

Engenharia de Operações

Ingestão de Pássaros ou F.O.D.

• Uma ingestão de pássaro também poderá causar um estol de compressor.

• Independente do fato da ingestão de pássaro ter causado ou não um estol de compressor, mais uma vez, a prioridade da tripulação deverá der “Voar a Aeronave”. Uma vez que a aeronave estiver em vôo este altitude segura, os procedimentos aplicáveis do checklist deverão ser realizados.

• Em casos raros, pode haver ingestão de vários pássaros em mais de um motor. Em caso de avaria em mais de um motor, a estabilização dos motores é uma prioridade maior que no caso anterior, onde apenas um motor havia sido atingido, porém, ainda é essencial manter o controle da aeronave antes.

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Introdução ao Jato

Engenharia de Operações

Avaria severa de motor (Severe Engine Damage)

• Esta avaria é difícil de ser definida. Do ponto de vista da triaquela avaria mecânica no motor “feia”. Do ponto de vista dos fabricantes de motor, podem ser grandes buracos na carcaça dos motores, ou falta de resposta aos comandos da manete.

• É importante para as tripulações saberem que muitas vezes uma avaria severa de motor vem acompanhada por sintomas como alerta de fogo (do ar quente que vazou) ou estol de compressor. Seus sintomas serão parecidos com o de um estol de compressor não recuperável. Vai haver um grande estrondo, EPR, N1, N2 e Fuel Flow vão cair rapido, e o EGT poderá subir momentaneamente. Vai haver perda de potência naaeronave.

• Mais uma vez, independente do fato de ser uma avaria severa de motor, a prioridade é “Voar a Aeronave”. Após estabilizar a aeronave, a tripulação poderá fazer um diagnóstico da situação.

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Aerodinâmica de Alta Velocidade

Engenharia de Operações

Introdução

• O vôos das aeronaves de alta velocidade é afetado pelo aparecimento de diversos fenômenos aerodinâmicos que não ocorrem a baixa velocidade. Daí vem a necessidade de apresentar aos pilotos destas aeronaves a natureza destas diferenças.

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Aerodinâmica de Alta Velocidade

Engenharia de Operações

Vôo em baixa velocidade

• Durante um vôo em baixa velocidade, o avião desloca as partículas de ar que estão a sua frente. Essa camada de ar, por sua vez, desloca as partículas de ar situadas mais a frente. Essa onda de impulsos em cadeia propaga-se sob a forma de ondas de pressão esféricas, à velocidade do som (340 m/s ou 1220 Km/h ao nível do mar)

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Aerodinâmica de Alta Velocidade

Engenharia de Operações

Vôo em baixa velocidade

• Graças a esta onda de impulsos, o ar atmosférico situado muito à frente do avião desloca-se antecipadamente, preparando-lhe a passagem. O escoamento de ar é, portanto, suave e gera pequeno arrasto

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Aerodinâmica de Alta Velocidade

Engenharia de Operações

• Quando o avião voa na mesma velocidade do som, as ondas de pressão não conseguem afastar-se do avião, pois este é tão veloz quanto elas. Em consequencia, as ondas de pressão ficam acumuladas no nariz do avião, formando uma fina parede de ar comprimido chamada “Onda de Choque”.

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Aerodinâmica de Alta Velocidade

Engenharia de Operações

• É fácil compreender que, na velocidade do som, as camadas de ar à frente do avião não podem ser “avisadas” da aproximação deste. Elas recebem o impacto do avião, sendo comprimidas e achatadas na onda de choque. Neste caso, esta recebe o nome de “onda de proa”, porque se forma no nariz do avião. É uma onda perpendicular à direção dO ar comprimido dentro dessa onda dificulta o avanço do avião, criando assim um grande arrasto.

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Aerodinâmica de Alta Velocidade

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• Quando o avião voa em velocidades superiores às do som, a onda de proa deixa de ser perpendicular e torna-se oblíqua, tomando a forma de um cone, que recebe o nome de “Cone de Mach”. A abertura do cone forma o “ângulo de Mach”. Quanto maior a velocidade do avião, menor será o ângulo de Mach.

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Aerodinâmica de Alta Velocidade

Engenharia de Operações

• Número de Mach : As velocidades elevadas são medidas através do Número de Mach, que é a razão entre a velocidade verdadeira do avião e a velocidade do som no mesmo nível de vôo.

• A velocidade do som depende unicamente da temperatura. Entretanto, o número de Mach de um avião subindo aumentará com a altitude. Isso acontecerá porque conforme a temperatura diminui, e torna menor a velocidade do som.

Número de Mach = True Air SpeedVelocidade do Som

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Aerodinâmica de Alta Velocidade

Engenharia de Operações

• Número de Mach crítico : Já sabemos que a velocidade do ar sofre um aumento no extradorso da asa. Isso dá origem a um fenômeno de alta velocidade que será explicado no exemplo a seguir :

• Suponhamos que um avião esteja voando a 800 Km/h numa altitude onde a velocidade do som seja igual a 1000 Km/h. Seu número de Mach será então de 0,8.

• Porém, com a aceleração do ar no extradorso da asa, teremos um ponto que atinge 1000 Km/h (Mach 1). Nesse ponto aparecerá uma onda de choque que poderá fazer a asa entrar parcialmente em estol.

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Aerodinâmica de Alta Velocidade

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• No exemplo que vimos anteriormente, a onda de choque aparecerá pela primeira vez sobre o extradorso da asa, junto à fuselagem (onde a espessura de perfil é maior), quando o avião atingir o número de Mach 0,8. Dizemos então que o número de Mach crítico deste avião é igual a 0,8.

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Aerodinâmica de Alta Velocidade

Engenharia de Operações

• Camada Limite :aderente à superfície externa do avião, a qual mantém os filetessuperiores de ar escoando suavemente, acompanhando o perfil aerodinâmico do avião. Se a camada limite separar-se da asa por um motivo qualquer, os filetes de ar deixarão também de acompanhar o perfil da asa, criando-se então uma turbulência a partir do ponto de separação.

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Aerodinâmica de Alta Velocidade

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• Quando um avião atinge o número de Mach crítico, aparece uma onda de choque sobre a asa. As pressões elevadas que existem dentro dessa onda de choque dificultam o avanço da camada limite, que poderá inclusive parar sobre o extradorso. Se isso acontecer, a camada limite vai se separar da asa, gerando um turbilhonamento.

• Portanto, a asa deve ser construída de modo que a onda de choque apareça o mais tardiamente possível, ou seja, de modo que o número de Mach crítico seja o maior possível.

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Aerodinâmica de Alta Velocidade

Engenharia de Operações

• Para aumentar o número de Mach crítico, podem ser utilizados perfis laminares ou perfis especiais chamados supercríticos. Nesses perfis, a curvatura do extradorso é pouco acentuada, evitando grandes aumentos de velocidade. Como resultado, a onda de choque só aparecerá em velocidades mais elevadas.

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Aerodinâmica de Alta Velocidade

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• O número de Mach crítico pode também ser aumentado através do uso de asas enflechadas. Nessas asas, a componente de velocidade de ar no sentido perpendicular ao comprimento da asa é menor que a velocidade do vento relativo sobre o avião. Isso faz com que a onda de choque no extradorso apareça mais tardiamente.

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Aerodinâmica de Alta Velocidade

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• O deslocamento ou separação da camada limite pode ser evitado através de Geradores de Vórtice (Vortex Generators). Estes geradores são lâminas inclinadas que funcionam como se fossem pequenas pontas de asa. O turbilhonamento induzido cria um filete de ar em espiral de alta velocidade que choca-se de encontro à camada limite prestes a estagnar, dando-lhe um novo impulso. A camada limite torna-se turbulenta, mas evitará o deslocamento, porque possui maior velocidade, ou seja, mais energia.

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Aerodinâmica de Alta Velocidade

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• Classificação dos Aviões : De acordo com a velocidade de vôo, o avião é geralmente classificado como :

• A) Aviões Subsônicos : Voam abaixo do número de Mach crítico

• B) Aviões Transônicos : Mach crítico, porém abaixo de Mach 1

• C) Aviões Supersônicos : Voam acima de Mach 1

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Aerodinâmica de Alta Velocidade

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• Limites de Velocidade : Os aviões de alta velocidade devem respeitar dois limites de velocidade : a VMO e a MMO.

• VMOfabricante em função da estrutura. Acima da VMO o avião poderá sofrer danos estruturais.

• MMO Mach Máximo Operacional, que é estabelecido pelo fabricante em função do tipo de operação. Por exemplo, um avião do tipo subsônico não pode ultrapassar o MMO sem que apareçam perigosas tendências de vôo causadas pelo aparecimento de ondas de choque.

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Aerodinâmica de Alta Velocidade

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• Envelope Aerodinâmico : Como a VMO e a MMO variam conforme a altitude em que o avião está voando, foi criado um gráfico chamado “Envelope Aerodinâmico”, que serve para indicar rapidamente a velocidade máxima que o piloto poderá permitir que o avião desenvolva numa determinada altitude.

• Neste envelope, existe umaaltitude de transição. Abaixo dela, o piloto deverá evitar que a VMO seja excedida, e acima dela, ele deverá preocupar-se com a MMO (Abaixo desta altitude, não há como exceder a MMO antes da VMO)

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Parte 3

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Definições de Velocidades

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• VEF (engine failure speed) :a velocidade na qual se considera que o motor crítico falhou. Motor crítico é aquele que tem o maior impacto na performance e controle do avião.

• V1 (Decision Speed) :

• É a velocidade máxima onde pode ser iniciada uma abortagem de decolagem, assegurando uma parada completa até o final da pista, e

• É a velocidade mínima que assegura que uma decolagem poderá ser continuada com segurança na pista remanescente, cruzando 35 ft na cabeceira oposta, e

• É a única velocidade onde, para um peso em particular, será permitida uma parada completa ou a continuação da decolagem para a pista remanescente.

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Definições de Velocidades

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• VMCG (Ground Minimum Control Speed) : na qual é possível retomar o controle do avião apenas com recursos aerodinâmicos (leme) após o motor crítico ter falhado.comando de leme de direção não pode superar 150 lb. Não pode ser considerado “nose wheel steering” e frenagem diferencial.

• VMCA (Air Minimum Control Speed) : qual o controle direcional pode ser recuperado e mantido em vôo. Neste caso, é permitido empregar uma inclinação lateral de no máximo 5°.

• VR (Rotation Speed) : É definida como a velocidade na qual a rotação é iniciada durante a decolagem para atingir a velocidade V2 a 35 ft de altura. A VR não deve ser inferior a 1,05 VMCA, e nem menor que a V1.

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Definições de Velocidades

Engenharia de Operações

• VMU (Minimum Unstick Speed) : Velocidade na qual ou acima da qual o avião poderá deixar o solo e continuar a decolagem com segurança. A VMU deverá ser determinada tanto para todos os motores funcionando como para monomotor. Esta velocidade é determinada em ensaios de vôo, e consiste em deixar a aeronave no máximo ângulopossível, e acelerar a aeronave nesta atitude até ele deixar o solo.

• VLOF (Lift Off Speed) :aeronave deixa o solo. Está bastante ligada à VR, e será ditada por ela. Com todos os motores funcionando, a VLOF não poderá ser inferior a 110% da VMU com todos os motores operando, ou 105% da VMU com um dos motores inoperante.

• V2 (Takeoff Safety Speed) : ft sobre a pista, devendo ser igual ou maior que 120% da velocidade de estol na configuração de decolagem, e 110% da VMCA.

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Definições de Velocidades

Engenharia de Operações

• VMBE (Maximum Brake Energy Speed) : Quando se freia uma aeronave, sua energia cinética é transformada em calor, que devesuportado pelos freios. Quanto maior a velocidade da aeronave, maior será o calor gerado. A VMBE é a velocidade máxima onde a aeronave poderá ser freada sem que o calor gerado cause super-aquecimento e destruição dos freios.

• Velocidade máxima dos pneus (Maximum Tire Speed) : É a velocidade máxima determinada pela resistência dos pneus, que são expostos a grandes esforços, principalmente em altas velocidades.

• VS (Stall Speed) :ensaio, reduzindo a velocidade da aeronave a uma dada configuraçpeso até que seja percebida redução súbita de sustentação nas asas.

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Definições de Velocidades

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• Relação típica das velocidades : Accelerate - GO

35 ft

VEFV1VRVLOFV2 BrakeRelease

All EngineAcceleration

One Engine INOPAcceleration

1 sec

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Definições de Velocidades

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• Relação típica das velocidades : Accelerate - STOP

VEFV1FullStop

Configuration

FullStop

BrakeRelease

TransitionStopping

1 sec

All EngineAcceleration

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Definições de Velocidades

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% do total de

RTOs

80 Kts ou menos

De 80 a 100 Kts

De 100 a 120 Kts

Acima de 120 Kts

Acidentes decorrentes de RTO acontecem

principalmente nos 2% de rejeições em altas

velocidades

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Definições de Velocidades

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Definições de Velocidades

Engenharia de Operações

Com melhor planejamento pré-vôo

Continuando a decolagem

Utilizando técnicas corretas de parada

Inevitáveis

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Definições de Velocidades

Engenharia de Operações

Os speedbrakes oferecem grande ajuda para a parada da aeronave, pois aumentam o arrasto e a carga sobre as rodas, o que representa um aumento aproximado de 34% na capacidade de frenagem. O diagrama abaixo mostra uma comparação de RTO com e sem a utilização dos speedbrakes.

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Definições de Velocidades

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Velocidades : Aproximação / Pouso

• VREF (Reference Speed) :cabeceira a 50 ft de altura. VREF = 1,3 VSO, sendo que VSO é a velocidade de estol na configuração de pouso.

• VAPP (Velocidade de Aproximação) : Normalmente, a velocidade de cruzamento da cabeceira de pista para vento calmo será : VAPP = VREF+5Kt. Se ocorrerem vento de proa e rajadas, a Boeing recomenda : VAPP = VREF + ½ Vento de Proa + Rajadas (Max 20 Kt)

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Parte 4

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Definições

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• Pista Contaminada :quando mais de 25% de sua superfície estiver coberta por uma camada de água, slush, neve de pelo menos 3mm de espessura, ou então se tiver uma acumulação de neve ou gelo (Definição da FAA Advisory Circular 91-6B). Esta condição influi tanto para a aceleração como para a desaceleração da aeronave.

• Não devem ser realizadas decolagens quando a espessura da camada de água ou gelo for maior que 13 mm (0.5 in). O fabricante considera que nestes casos, o “spray” gerado pela aeronave se choca contra ela podendo causar danos estruturais.

• Neste caso, passa a ser considerada “screen height” de 15 ft na cabeceira oposta, ao invés de 35 ft, além de contar com 1 reverso para auxiliar na parada da aeronave (assim como para pista molhada)

• Os dados para as correções necessárias encontram-se no QRH.

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Definições

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Foto : Alexandre Barros / APOVOOS

Aceleração em Pista Seca

ThrustFrictionDrag

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Definições

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Foto : Alexandre Barros / APOVOOS

Aceleração em Pista Contaminada

ThrustFrictionDrag Slush Drag

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Definições

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Redução da capacidade de aceleração para pista contaminada para o Boeing 737

-0,1 Kt/sec2,2 Kt/sec13 mm

0,5 Kt/sec3,0 Kt/sec6 mm

1,3 Kt/sec3,7 Kt/secDry Runway

Engine OutAll Engine

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Definições

Engenharia de Operações

•Pista Escorregadia : É a pista coberta por gelo, neve compactada, ou água. Esta condição vai causar impacto na capacidade de desaceleda aeronave.

• A Boeing utiliza informação de condição de frenagem reportada (reported runway braking condition) para fazer as correções para pista escorregadia. Para se ter uma idéia, o braking coeficient de uma pista seca é 0,40

0,050,100,20Assumed Airplane Braking

Coeficient

PoorMediumGood

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Definições

Engenharia de Operações

• A avaliação do Braking Condition (Good / Medium / Poor) é subjetiva, dependendo apenas de reportes de pilotos. Não há correlação destes valores com o coeficiente de fricção da pista, medido por aparelhos.

• Vale lembrar que a classificação “Good” não é relativa a pista seca, pois se aproxima de uma condição de frenagem em pista molhada. OJAA considera que esta é a condição de frenagem em Neve Compactada.

• A classificação “Poor”, segundo o JAA, correlaciona-se com uma condição de operação em gelo molhado (wet ice), sendo a condição mais severa para a parada da aeronave.

• Assim como no caso de pistas molhadas ou contaminadas, é considerado um “screen height” de 15 ft na cabeceira oposta, além de crédito para 1 reverso durante o accelerate-stop.

• Todas as informações necessárias para correção de pesos e velocidade na condição de pista escorregadia estão no QRH.

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Definições

Engenharia de Operações

Pistas úmidas ou molhadas NÃO são

o mesmo que contaminadas

• Pista Úmida :superfície não dá uma aparência espelhada à pista. (JAR-OPS 1.480)

• Pista Molhada :camada de água menor que 3 mm (JAR-OPS 1.480)

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Definições

Engenharia de Operações

Análises de pista molhada

• Historicamente, não havia a necessidade de rodar análises de pista MOLHADA (o que havia eram apenas recomendações de correções de peso e velocidade – “advisory data”)

• Porém, os regulamentos (FAR 25 / 121) foram revisados, e aeronaves homologadas após 1998 obrigatoriamente têm de apresentar análises de performance de decolagem específicas para pista molhada. É o caso da série 737-600/700/800/900, do 777, 757-300, 767-400, entre outros.

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Definições

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Pista Balanceada

• Como é de conhecimento geral, basicamente, temos duas situações a considerar durante uma decolagem. A primeira é a continuação da decolagem após um determinado evento (accelerate-go), e a segunda é a abortagem da decolagem após este evento (accelerate-stop).

• Podemos fazer uma relação entre as distâncias envolvidas para acelerar e continuar a decolagem (até atingir 35 ft) ou acelerar e parar completamente a aeronave com a nossa V1. A melhor forma de visualizar esta relação é através de um gráfico, que veremos a seguir.

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Definições

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-D

istâ

nci

a

+

- V1 +

Accelerate - GO

Na primeira situação (Accelerate – GO), podemos notar pelo gráfico ao lado que quanto maior a nossa V1, menor será a distância de Accelerate – GO.

DistânciaGrande

paraAcc-GO

V1 B

aixa

V1 A

ltaDistância Pequena

paraAcc-GO

A razão para que isso aconteça, é que consideramos que o evento ocorrerá aproximadamente 1 seg. antes da V1. Portanto, para V1 baixa teríamos muito tempo para acelerar a aeronave com 1 motor

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Definições

Engenharia de Operações

-D

istâ

nci

a

+

- V1 +

Accelerate - STOP

Na segunda situação (Accelerate – STOP), podemos notar pelo gráfico ao lado que quanto maior a nossa V1, maior será a distância de Accelerate – STOP.

Distância GrandePara Acc-STOP

V1 A

lta

V1 B

aixa

Distância Pequena

paraAcc-STOP

A razão para que isso aconteça, é que consideramos que o evento ocorrerá aproximadamente 1 seg. antes da V1. Portanto, para V1 baixa estaríamos a uma baixa velocidade para frear a aeronave completamente.

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Definições

Engenharia de Operações

-D

istâ

nci

a

+

- V1 +

Accelerate - STOP Se juntarmos as duas linhas vistas anteriormente, notaremos que existe um ponto de cruzamento. Neste ponto, para uma mesma V1, teremos a mesma distância, tanto para Accelerate – GO como para Accelerate – STOP

É o que chamamos V1 balanceada

Accelerate - GO

V1 B

alan

cead

a

Distância Balanceada

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Definições

Engenharia de Operações

Conforme dissemos anteriormente, para uma pista balanceada, a distância para Accelerate – GO é a mesma da Accelerate – STOP.

Accelerate - STOP

35 ft

Accelerate - GO

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Definições

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Alguns fatores podem “desbalancear” a pista, como por exemplo, a presença de uma clearway, que vai nos possibilitar atingir os 35 ft após o final da pista, resultando em uma V1 mais baixa

35 ft

Accelerate - GO

Clearway

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Definições

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A presença de uma stopway também também causa o desbalanceamento da pista, pois permitirá que a aeronave faça uma parada complete sobre a sua superfície, resultando em uma V1 mais alta

Accelerate - STOP

Stopway

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Definições

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Pistas Balanceadas

Existem outros casos onde é necessário desbalancear a pista, como por exemplo :

1) Em uma pista com altitude pressão elevada, alta temperatura, pouco vento, pouco flape e muito peso, eventualmente poderíamos ter uma V1 balanceada maior que a VMBE. Neste caso, a V1 deve ser diminuída.

2) No outro extremo, ou seja, para temperaturas / altitude pressão baixas, pouco peso e muito flape, poderíamos ter V1 balanceada menor que a V1MCG. Neste caso, a V1 deverá ser aumentada.

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Parte 5

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Segmentos de Vôo

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Trajetória de Decolagem

Vejamos agora a trajetória de decolagem, que começa após o aviãoatingir 35 ft, e termina a 1500 ft de altura sobre a pista, ou na altitude na qual a transição de configuração de decolagem para a configurde rota for completada (ou seja, na altitude mais elevada).

• Primeiro Segmento : Começa quando o avião atinge 35 ft acima do nível da pista, e inicia o recolhimento do trem de pouso, terminando após o total recolhimento. Neste segmento os gradientes são pequenos, devido ao grande arrasto do trem de pouso. Gradiente Positivo requerido.

• Segundo Segmento : Começa logo após o recolhimento do trem de pouso e termina, no mínimo, a 400 ft do nível da pista (minimum level off height). Normalmente é o segmento mais restritivo, por exigir maiores gradientes de subida. Gradiente mínimo requerido para aeronaves com 2 motores : 2.4%

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Segmentos de Vôo

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Trajetória de Decolagem

• Terceiro Segmento : Os flaps são recolhidos, e a velocidade é aumentada para, pelo menos, 1.25 VS. Considera-se que este segmento tem gradiente nulo, de forma que a tração extra será empregada na aceleração

• Segmento Final : Do ponto onde a configuração foi atingida, até 1500 ft ou mais sobre o nível da pista. Gradiente mínimo requerido de 1.2% para aeronaves com 2 motores.

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Segmentos de Vôo

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Trajetória de Decolagem - Sumário

CabeceiraOposta

1° Segmento

Ø Gear Down / UpØ Takeoff FlapsØ Takeoff PowerØ V2 ≥≥ 1.2 VSØ Gradiente Positivo

2° Segmento

Ø Gear UpØ Takeoff FlapsØ Takeoff PowerØ V2 ≥≥ 1.2 VSØ Gradiente 2.4%

3° Segmento

Ø Gear UpØ Transition FlapsØ Takeoff PowerØ AceleraçãoØ Gradiente Zero

4° Segmento

Ø Gear UpØ Flaps recolhidosØ Max ContinuousØ Veloc. Final SubidaØ Gradiente 1.2%

5’ or 10’TakeoffThrustLimit

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Parte 6

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Fatores que Limitam decolagem e pouso

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Fatores que limitam a Decolagem

Existem 5 fatores principais que limitam o peso máximo de decolagem de uma aeronave por performance. São eles :

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Fatores que Limitam decolagem e pouso

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Fatores que limitam a Decolagem

1) Field Length

Engine Out Accelerate - STOP

35 ft Engine Out Accelerate - GO

35 ft115% All Engines Accelerate - GO

15%

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Fatores que Limitam decolagem e pouso

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Fatores que limitam a Decolagem

2) Climb Requirement

• Primeiro Segmento : Positivo

• Segundo Segmento : 2.4% (Normalmente Limitante)

• Segmento Final : 1.2%

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Fatores que Limitam decolagem e pouso

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Fatores que limitam a Decolagem

3) Obstacle Requirement

• Net flight path must clear obstacle by 35 ft

• Net is gross reduced by 0.8% gradient conservativism (2 eng)

Gross (Actual)Net Flight Path35 ft clearance

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Fatores que Limitam decolagem e pouso

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Fatores que limitam a Decolagem

4) Tire Speed

• Velocidade máxima de operação dos pneus

5) Brake Energy

• Velocidade máxima em que uma frenagem pode ser realizada sem que o calor gerado cause super-aquecimento e destruição dos freios

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Fatores que Limitam decolagem e pouso

Engenharia de Operações

Efeito dos Flaps na Decolagem

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Fatores que Limitam decolagem e pouso

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Efeito dos Flaps na Decolagem

ImprovedClimb

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Fatores que Limitam decolagem e pouso

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Fatores que limitam o Pouso

1) Approach Climb

• Gradiente 2.1% (2 engine aircraft)

• One Engine Inoperative – Takeoff thrust available

• Approach Flaps

• Gear Up

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Fatores que Limitam decolagem e pouso

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Fatores que limitam o Pouso

2) Landing Climb

• Gradiente 3.2% (2 engine aircraft)

• All Engine – Takeoff thrust available

• Landing Flaps

• Gear Down

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Fatores que Limitam decolagem e pouso

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Fatores que limitam o Pouso

3) Field Length

• FAR Field Length Limit = Demonstrated Distance + 67% (DRY RWY)

• Wet Runway = Dry Runway x 115% = Demonstrated x 1.67 x 1.15

50 ft

Demonstrated Distance

FAR Dry Field Length Limit

67% Dem. Dist.

FAR Field Length Limit x 1.15 = FAR Wet Field Length Limit

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Fatores que Limitam decolagem e pouso

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Algumas informações sobre pistas “Fatoradas” e “Não Fatoradas” :

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Distância de Pouso Não Fatorada é a distância real de pouso numa pista seca e com slope zero, considerando que a aeronave cruza a cabeceira a 50 ftde altura com velocidade igual a Vref. Durante a desaceleração é considerada a utilização máxima manual dos freios e automatic speed brakes (spoilers), mas não é utilizado crédito de reverso.

Para efeito de despacho das aeronaves, é necessário adicionar uma margem de segurança sobre a distância de pouso não fatorada. Para fazer isto, basta multiplicar a distância de pouso não fatorada (descrita acima) por um fator de segurança (isto é, estamos “fatorando” a pista)

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Fatores que Limitam decolagem e pouso

Engenharia de Operações

Algumas informações sobre pistas “Fatoradas” e “Não Fatoradas” :

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A) A distância requerida para despacho em PISTA SECA (FATORADA) será : Distância NÃO FATORADA x 1.67

B) A distância requerida para despacho em PISTA MOLHADA (FATORADA) será :Distância FATORADA PARA PISTA SECA x 1.15 ou então :Distância NÃO FATORADA x 1.67 x 1.15

50 ft

Distância real de pouso (NÃO FATORADA)

Distância de Pouso FATORADA para pista seca

Margem de 67%

Distância de Pouso FATORADA para pista molhada

Margem de 15%

50 ft

Distância real de pouso (NÃO FATORADA)

Distância de Pouso FATORADA para pista seca

Margem de 67%

Distância de Pouso FATORADA para pista molhada

Margem de 15%

Exemplo : Se a distância NÃO FATORADA = 1000 metros, teremos :

Distância FATORADA PARA PISTA SECA = 1000 x 1.67 = 1670 metrosDistância FATORADA PARA PISTA MOLHADA = 1670 x 1.15 = 1920 metros

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Fatores que Limitam decolagem e pouso

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Outros Fatores que limitam os pesos de Decolagem e Pouso

Existem outros fatores (que não os de performance) que podem limitar os pesos de decolagem e pouso de uma aeronave. São eles :

Ø Limitações Estruturais

• Peso Máximo Estrutural de Decolagem (PMD Estrutural)

• Peso Máximo Estrutural de Pouso (PMP Estrutural)

• Peso Máximo Zero Combustivel (PMZC)

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Fatores que Limitam decolagem e pouso

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Outros Fatores que limitam os pesos de Decolagem e Pouso

Ø

Para determinar facilmente se uma aeronave sofrerá limitação devResistência do pavimento, utilizamos o método ACN-PCN. Para entender melhor este método, apresentaremos as seguintes definições :

ACN (Aircraft Classification Number) :relativo da aeronave sobre o pavimento de determinado grau de resistência. Depende tanto do peso quanto da disposição dos trens de pouso. Este número é fornecido pelo fabricante da aeronave.

PCN (Pavement Classification Number) :ROTAER que indica a resistência de um pavimento para operações sem restrições. Quanto maior este número, maior a resistência do pavimento. O número do PCN é seguido por letras que indicam o tipo de pavimento, resistência do subleito, pressão máxima dos pneus e método de avdo pavimento, a saber :

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Fatores que Limitam decolagem e pouso

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Outros Fatores que limitam os pesos de Decolagem e Pouso

Ø Limitações de Pavimento

• Tipo do pavimento

R – Pavimento Rígido (concreto)

F – Pavimento Flexível (asfalto)

• Categoria de resistência do subleito

A – Resistência Alta

B – Resistência Média

C – Resistência Baixa

D – Resistência Ultra Baixa

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Fatores que Limitam decolagem e pouso

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Outros Fatores que limitam os pesos de Decolagem e Pouso

Ø

• Categoria de pressão máxima admissível nos pneus

W – Alta (sem limite de pressão)

X – Média (pressão máxima de 217 psi)

Y – Baixa (pressão máxima de 145 psi)

Z – Muito Baixa (pressão máxima de 73 psi)

• Método de avaliação do pavimento

T – Avaliação técnica

U – Avaliação Prática

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Fatores que Limitam decolagem e pouso

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Outros Fatores que limitam os pesos de Decolagem e Pouso

Ø Limitações de Pavimento

As autoridades aeroportuárias podem autorizar operações com sobrecarga no pavimento (ACN maior do que PCN), desde que o pavimento permaneça seguro para utilização. Em geral, os seguintes critérios são adotados:

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Fatores que Limitam decolagem e pouso

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Outros Fatores que limitam os pesos de Decolagem e Pouso

Ø Limitações de Pavimento

• Uma diferença de 10% entre o ACN e PCN para pavimentos flexíveis, ou 5% para pavimentos rígidos é normalmente aceitável, desde que as operações com sobrecarga não excedam 5% do número total de decolagens no ano, e que estas operações sejam espalhadas ao longo do ano.

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Fatores que Limitam decolagem e pouso

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Outros Fatores que limitam os pesos de Decolagem e Pouso

Ø Limitações de Pavimento – Exemplo

Determinar o Peso Máximo limitado por

Pavimento para um 737-700 operando

Em uma pista com PCN 27/F/C/W/T

FLEXIBLE RIGID PCN A B C D A B C D

PCN

14 34.3 35.4 34.7 31.8 34.1 32.1 30.7 29.8 17 15 36.3 37.1 36.2 33.1 35.6 33.5 32.1 31.2 18 16 38.2 38.8 37.6 34.4 37.1 35.0 33.5 32.5 19 17 40.1 40.5 39.1 35.8 38.6 36.5 34.9 33.8 20 18 42.0 42.2 40.5 37.1 40.1 37.9 36.3 35.2 21 19 43.9 44.0 42.0 38.4 41.6 39.4 37.7 36.5 22 20 45.9 45.7 43.4 39.7 43.1 40.9 39.1 37.8 23 21 47.8 47.4 44.9 41.0 44.7 42.4 40.5 39.2 24 22 49.7 49.1 46.4 42.3 46.2 43.8 41.9 40.5 25 23 51.6 50.8 47.8 43.7 47.7 45.3 43.3 41.8 26 24 53.5 52.5 49.3 45.0 49.2 46.8 44.7 43.2 27 25 55.4 54.2 50.7 46.3 50.7 48.2 46.1 44.5 28 26 57.4 55.9 52.2 47.6 52.2 49.7 47.5 45.8 29 27 59.3 57.6 53.7 48.9 53.7 51.2 48.9 47.2 30 28 61.2 59.4 55.1 50.2 55.2 52.6 50.3 48.5 31 29 63.1 61.1 56.6 51.5 56.7 54.1 51.7 49.8 32 30 65.0 62.8 58.0 52.9 58.2 55.6 53.1 51.2 33 31 67.0 64.5 59.5 54.2 59.7 57.1 54.5 52.5 34 32 68.9 66.2 61.0 55.5 61.3 58.5 55.9 53.8 35 33 70.8 67.9 62.4 56.8 62.8 60.0 57.4 55.2 36 34 72.7 69.6 63.9 58.1 64.3 61.5 58.8 56.5 37 35 74.6 71.3 65.3 59.4 65.8 62.9 60.2 57.8 38 36 76.6 73.1 66.8 60.7 67.3 64.4 61.6 59.2 39 37 78.5 74.8 68.3 62.1 68.8 65.9 63.0 60.5 40 38 80.4 76.5 69.7 63.4 70.3 67.4 64.4 61.8 41 39 82.3 78.2 71.2 64.7 71.8 68.8 65.8 63.2 42 40 84.2 79.9 72.6 66.0 73.3 70.3 67.2 64.5 43 41 86.2 81.6 74.1 67.3 74.8 71.8 68.6 65.8 44 42 88.1 83.3 75.5 68.6 76.3 73.2 70.0 67.2 45 43 90.0 85.0 77.0 70.0 77.9 74.7 71.4 68.5 46 44 91.9 86.7 78.5 71.3 79.4 76.2 72.8 69.9 47 45 93.8 88.5 79.9 72.6 80.9 77.6 74.2 71.2 48 46 95.7 90.2 81.4 73.9 82.4 79.1 75.6 72.5 49 47 97.7 91.9 82.8 75.2 83.9 80.6 77.0 73.9 50 48 99.6 93.6 84.3 76.5 85.4 82.1 78.4 75.2 51

Tabela de ACN / PCN do 737-700

Resposta : 53.700 Kg

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Parte 7

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Efeitos de Temperatura e Pressão

Engenharia de Operações

Efeitos da Pressão :

Quando a pressão é diferente da padrão (1013.25 MBS) é necessário realizar correções para determinar a Altitude Pressão Corrigida.

O valor de QNH lido é convertido em um determinado valor em pés, que deverá ser somado à elevação original caso o QNH seja menor que o padrão, e subtraído caso o QNH seja maior que o padrão.

Na prática, existe uma correção nas análises de decolagem, que indicam a correção direta para cada aeroporto. Quando o QNH é menor que o padrão, subtrai-se um determinado peso do peso máximo de decolagem, e quando o QNH é maior que o padrão, soma-se um outro peso ao máximo de decolagem.

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Efeitos de Temperatura e Pressão

Engenharia de Operações

Efeitos da Temperatura :

O aumento da temperatura produz o mesmo efeito do aumento da altitude pressão, pois também reduz a densidade do ar. Assim, quanto maior a temperatura, menor o peso de decolagem.

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Parte 8

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Peso e Balanceamento

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Algumas Definições :

• A força resultante aerodinâmica de uma asa age eu um ponto que chamamos de Centro de Pressão (CP)

• Como as asas normalmente não têm formato retangular, a fim de facilitar os cálculos, imaginamos uma asa retangular, com a mesma área e com vetores de força de comportamento idênticos à asa real.

• A Corda Média Aerodinâmica (Mean Aerodynamic Chord – MAC) é a corda deste aerofólio imaginário, e pode ser determinada através de cálculos ou métodos gráficos

• A posição do centro de gravidade, que é o ponto de ação da força resultante do peso da aeronave pode ser expresso em %MAC.

• A MAC é apenas uma maneira de determinar uma localização

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Peso e Balanceamento

Engenharia de Operações

Algumas Definições

%MACCorda (M

AC)

R

CP

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Page 113: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Peso e Balanceamento

Engenharia de Operações

AirplaneDatum

LEMAC MAC

0% MACFWD Limit

100% MACAFT Limit

Algumas Definições

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Peso e Balanceamento

Engenharia de Operações

Algumas Definições

Weight = 50 Kg

Weight = 20 Kg

Weight = 100 Kg

Suporte

Dat

um 52

D

8

F

Pesos50+20+100-F = 0F=170 Kg

Momentos50x2+20x5+100x8=170xD170xD=1000D=5,9

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Page 115: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Peso e Balanceamento

Engenharia de Operações

Algumas Definições

Em relação ao exemplo anterior, Na prática, a diferença é que as distâncias normalmente são expressas em “Arm”, ou “Balance Arm”, e o Centro de Gravidade e Centro de Pressão são expressos em %MAC

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Page 116: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Peso e Balanceamento

Engenharia de Operações

Centro de gravidade (CG)Ponto de equilíbrio

Peso atrás :O CG se deslocapara trás

Peso na frente :O CG se desloca

para frente

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Page 117: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Peso e Balanceamento

Engenharia de Operações

Algumas Definições

Entre os pesos máximos estruturais, temos :

• Peso Máximo de Taxi• Peso Máximo de Decolagem• Peso Máximo de Pouso• Peso Máximo Zero Combustível

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Page 118: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Definições

Engenharia de Operações

Peso Básico Vazio Peso da acft. vinda de fábrica

Peso Básico Operacional PBV + Trip + Bag T. + Pantry

Peso Operacional PBO + take off fuel

Peso Zero Combustível PBO + payload

Peso Atual de Decolagem PBO + payload + take off fuel

Peso Atual de Pouso PAD - burn off

Algumas Definições de Peso

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Definições

Engenharia de Operações

Block Fuel / Total Fuel : É o peso total do combustível na aeronave, antes da partida dos motores

Taxi Fuel : É o combustível previsto para ser consumido pela aeronave durante o taxi

Take Off Fuel : É o peso do combustível nos tanques quando a aeronave estiver na cabeceira da pista, pronta para decolar

Trip Fuel : É o peso estimado de combustível a ser consumido na viagem, da decolagem ao pouso, sem margem de segurança

Fuel Over Destination : É o combustível levado como margem de segurança, além daquele previsto para o vôo. Se não ocorrer nenhum imprevisto, a aeronave vai pousar no destino com este combustível nos tanques.Normalmente, é composto por 10% do Trip Fuel + Alternativa + 30’ Holding + Contingency Fuel

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Page 120: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Peso e Balanceamento

Engenharia de Operações

Envelope de Peso e Balanceamento

Limite Superior

Definido pelo peso máximo estrutural

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Page 121: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Peso e Balanceamento

Engenharia de Operações

Envelope de Peso e Balanceamento

Limite Inferior

Definido pelo peso básico vazio

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Page 122: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Peso e Balanceamento

Engenharia de Operações

Envelope de Peso e Balanceamento

Limite Dianteiro

Definido para evitar problemas

de manobrabilidade

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Page 123: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Peso e Balanceamento

Engenharia de Operações

Envelope de Peso e Balanceamento

Limite Traseiro

Definido para evitar que o CG encontre o CP

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Page 124: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Peso e Balanceamento

Engenharia de Operações

Envelope de Peso e Balanceamento

Lim

ite T

rase

iro

Limite D

ianteiro

Limite Superior

Limite Inferior

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Page 125: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Peso e Balanceamento

Engenharia de Operações

Envelope de Peso e BalanceamentoPeso Máximo de Pouso

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Page 126: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Peso e Balanceamento

Engenharia de Operações

Envelope de Peso e BalanceamentoPeso Máximo Zero Combustível

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Page 127: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Peso e Balanceamento

Engenharia de Operações

Envelope de Peso e BalanceamentoPesos

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Page 128: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Peso e Balanceamento

Engenharia de Operações

Envelope de Peso e BalanceamentoÍndices

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Page 129: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Peso e Balanceamento

Engenharia de Operações

Envelope de Peso e Balanceamento% MAC

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Page 130: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Peso e Balanceamento

Engenharia de Operações

Envelope de Peso e BalanceamentoStabilizer Trim Settings

Notar que háDiferença naEscala paraFlaps 1/5 e10/15/25

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Page 131: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Peso e Balanceamento

Engenharia de Operações

Efeitos de um Balanceamento Defeituoso

Caso o CG esteja a frente do limite dianteiro

Q ISTAS DE DECOLAGEM E ATERRAGEM, POR FALTA DE COMANDO DE PROFUNDOR.

QCOMBUSTÍVEL.

Q A CONTROLABILIDADE DO AVIÃO SERÁ REDUZIDA, EXIGINDO MAIORES ESFORÇOS DO PILOTO (COMANDOS PESADOS). EM CASOS EXTREMOS O PILOTO NÃO CONSEGUIRÁ COLOCAR O AVIÃO NAS ATITUDE DE DECOLAGEM

Asa Estabilizador HorizontalCG

CP F

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Page 132: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Peso e Balanceamento

Engenharia de Operações

Efeitos de um Balanceamento Defeituoso

Caso o CG esteja a após o limite traseiro

Q TERÁ COMO CONSEQUÊNCIA A INSTABILIDADE LONGITUDINAL DO AVIÃO, PODENDO CHEGAR NUMA CONDIÇÃO CATASTRÓFICA

Asa Estabilizador HorizontalCG

CP F

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Page 133: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Parte 9

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Reduced Takeoff

Engenharia de Operações

Algumas Definições :

• Decolagens com tração reduzida devem ser realizadas sempre que permitido, afim de aumentar a vida útil dos motores.

• Deve-se utilizar o flap de decolagem que forneça o maior Peso de Decolagem Limitado por Performance, pois assim se maximizará a redução de tração de decolagem. Os procedimentos descritos a seguir garantem que a redução de tração nunca será superior a 25% da tração máxima de decolagem disponível.

• Decolagem com tração reduzida é uma operação certificada pelos órgãoshomologadores e que cumpre com todas as margens de performance requeridas. No caso do B737-700, a operação com tração reduzida é realizada utilizando o Método da Temperatura Assumida, o qual se baseia em considerar que a temperatura ésuperior à real, obtendo-se uma tração de decolagem suficiente para o peso real de decolagem.

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Reduced Takeoff

Engenharia de Operações

Algumas Definições :

• Para um peso de decolagem e OAT fixos, a utilização de tração reduzida de decolagem ao invés de tração máxima de decolagem resulta numa operação mais próxima dos limites de performance da aeronave.

• Apesar do procedimento de temperatura assumida considerar que a tração reduzida é mantida durante todo o segmento de decolagem, inclusive quando houver falha de motor, é permitido a qualquer momento durante a decolagem (inclusive após falha de motor), a critério do piloto, avançar as manetes de potência até o N1% máximo de decolagem.

• Reduced Climb é diferente de Reduced Thrust

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Page 136: Apostila de Performance - R0_1.pdf

Reduced Takeoff

Engenharia de Operações

Limitações :

• A utilização de tração reduzida é proibida em pistas contaminadas (água, neve,slush, gelo) ou com anti-skid inoperante.

• A utilização de tração reduzida é proibida com o EEC operando no modo Alternate.

• Não é recomendada a utilização de tração reduzida se existirem condições meteorológicas potenciais para formação de Windshear.

• É permitida a utilização de tração reduzida em pistas molhadas, desde que sejam utilizadas as análises de decolagem calculadas para a condição “Wet”.

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Parte 10

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Improved Climb

Engenharia de Operações

Algumas Definições :

• Quando a performance estiver limitada pela subida (normalmente segundo segmento) e tivermos pista extra disponível para correr, podemos utilizar o método do “Improved Climb” para melhorar o nosso MTOW.

• Os motores fornecem energia para a aeronave, que pode ser trocada tanto por velocidade, quanto por gradiente de subida. Quando decolamos com improved climb, aceleramos mais a aeronave em solo, para que na faz de subida possamos trocar a energia dos motores por um gradiente maior, jáque a velocidade foi adquirida na pista.

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Improved Climb

Engenharia de Operações

Restrições :

Existem algumas restrições para a utilização desta técnica, como por exemplo, pistas contaminadas ou aeronave com Anti-Skid Inoperante.

Normal Takeoff

Improved Climb Takeoff

Maior VelocidadeMaior Gradiente(ou mesmo

gradiente com mais peso)

Menor VelocidadeMenor Gradiente

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Bibliografia

Engenharia de Operações

Para a confecção deste guia, as seguintes fontes foram consultadas :

- Manuais cursos “Performance Engineer” – Boeing

- Materiais diversos - Boeing

- Aerodinâmica e teoria de vôo – Jorge M. Homa

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