indústria aeronáutica

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Um trabalho acadêmico para Tecnologia Química, primeiro ano de engenharia mecânica, tema Indústria Aeronáutica. Vide comentário dos autores

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Escrito por Jeovan Cezare Correia, Juliano Seiji e Ricardo Machado.

Introduo:Um comentrio dos autores: Jeovan C.C. Este material visa proporcionar ao seus leitores, um conceito bsico geral da Indstria Aeronutica. Apesar de ser um contedo bsico, ele consegue relacionar todo o contexto de ascenso da indstria e ainda consegue descrever algumas etapas do processo de fabricao. Depois de um sequncia lgica, que comea l na histria que envolve o incio da aviao, ele passa para as estruturas, em seguida para os materiais, e concluindo nos processos de fabricao, montagem e finalmente a aplicao nos temas atuais.

Juliano S. S.

Este material faz uma breve explicao da distribuio de foras no avio, visando relacionar isso com o tipo de material usado na Indstria para a sua fabricao. bvio, e ser mais bvio no final do trabalho, que estes materiais variam de acordo com a estrutura do avio, e o avio a ser fabricado tambm depende da demanda do mercado. A explicao no trabalho da sustentao do avio, do impulso criado pelas suas turbinas, quando a jato e demais partes relevantes sero abordados para o entendimento geral do assunto.

Ricardo Machado:Este material aborda temas atuais, sendo este complementares para o entendimento do assunto. Alguns projetos especiais, como por exemplo o Airbus A380, ser enftico graas alguns materiais e consequncias importantes. Toda a indstria se beneficia quando projetos importantes como esse so levados adiante. No material, projetos inovadores sero discutidos visando o entendimento destas novas tecnologias.

Indstria Aeronutica Engenharia Mecnica Setor de Tecnologia - Bloco IV Centro Politcnico - UFPR

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Sumrio: Captulo 1 Histria da aviao civil 5 1.1 Aeronaves mais pesada que o ar 5 1.2 Avies 6 1.3 A Era de Ouro da Aviao 8 Captulo 2 O que faz um avio voar 9 2.1 Sustentao 10 2.2 Arrasto 10 Captulo 3 Perspectiva histrica da Indstria aeronutica como arma de guerra 12 3.1 Segunda Guerra Mundial 12 3.2 O bombardeiro Boeing B-29 Superfortress e a bomba atmica na Segunda Guerra 13 3.2.1 Produo 13 3.2.2 Operao: 13 Captulo 4 Estruturas do avio 14 4.1 Tipos de avies 14 4.1.1 Avies monomotores, multimotores e turbo-hlices. 14 4.1.2 Avies a Jato 14 4.1.3 Avies Supersnicos 15 4.2 Estruturas de Fuselagem 15 4.2.1 Estrutura treliada 16 4.2.2 Estrutura monocoque 16 4.2.3 Estrutura semi-monocoque 16 4.3 A importncia da fuselagem no voo da aeronave 16 4.4 Asas do avio 17

4.4.1

Processo de fabricao da asa

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4.5 Turbinas Aeronutica 18 Captulo 6 - Seleo de materiais na Indstria Aeronutica 19 6.1 Matria-prima na Indstria Aeronutica 19 6.2 Combustveis 19 6.3 As fibras de carbono 20 6.4 Abordagem da Indstria de avies comerciais modernos 20 6.4.1 Introduo 20 6.4.2 O caso da Airbus A380 Compostos de Fabricao 6.4.2.1 O Glare 21 6.4.2.2 Quesitos a serem discutidos 22 Captulo 7 Processo de fabricao 22 7.1 Projeto 22 7.2 Produo 23 7.2.1 Incio do processo 23 7.3 Montagem Final 23 7.3.1 Juno das Fuselagens 24

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7.3.2 Montagem Final e testes 24 7.3.3 Testes 24 Captulo 8 Embraer 25 Captulo 9 Atualidades e Curiosidades 27 9.1 Unicamp cria bioquerosene para aviao a partir de leos vegetais 9.2 Uso do etanol 28 9.3 Avies movidos a biocombustvel 29 9.4 O AH-2 Sabre (MI-35) o primeiro helicptero da FAB concebido especificamente para misses de ataque 29 9.5 Avio espio no-tripulado faz voo de apresentao no Paran 30 9.6 Nanocompsitos podem viabilizar avio Transformer 30 9.7 Avies que mudam de forma 31 9.8 Avio solar 32 Captulo 10 - O Impacto Ambiental do Transporte Areo 33 Referncias 33

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Captulo 1 - Histria da aviao civilAeronaves mais leves que o ar O primeiro vo bem sucedido de um balo de ar quente foi o da passarola construda por Bartolomeu de Gusmo,um portugus nascido no Brasil colonial que alou vo em 8 de agosto de 1709 na corte de Dom Joo V de Portugal,em Lisboa.A experincia teria falhado apesar do invento ter se elevado acima do solo durante alguns momentos.

Passarola de Bartolomeu de Gusmo. O segundo vo humano de que se tem noticia foi realizado em Paris,em 1783.Um doutor ,JeanFranois e um nobre,Franois Laurent ,fizeram um vo livre numa maquina:eles voaram por 8 km em um balo de ar quente inventado pelos irmos Montgolfier,fabricantes de papel.O ar dentro da cmara de ar do balo era aquecido por uma fogueira de madeira.O curso a ser tomado por tal balo era incontrolvel.Os vos bem sucedidos dos bales dos Montgolfier fizeram com que o balonismo se tornasse muito comum na Europa ao longo do sculo XVIII.Mais tarde alguns balonistas substituram o ar quente por hidrognio,que mais leve,mas tambm altamente inflamvel.No sculo XIX,em 1852,o dirigvel foi inventado.O dirigvel uma mquina mais leve do que o ar com a diferena que ,ao contrrio do balo,seu curso pode ser controlado atravs do uso de lemes e de motores vapor.Ao longo do fim do sculo XIX e nas primeiras dcadas do sculo XX,o dirigvel foi uma opo sria e confivel de transporte.O dirigvel chegou,inclusive,a ser usado na Primeira Guerra Mundial para efetuar bombardeios.

Dirigvel inventado por Henri Giffard em 1852.

1.1 Aeronaves mais pesadas que o arCom a inveno do Balo e do dirigvel,os inventores passaram a tentar criar uma mquina mais pesada do que o ar que fosse capaz de voar por meios prprios. Primeiramente vieram os planadores maquinas capazes de sustentar vo controlado por algum tempo.Um dos primeiros planadores modernos a serem construdos,nos EUA,foi construdo por John Montgomery,que voou em sua mquina em 28 de agosto de 1883,em vo controlado.

1.2 Avies5

Orville e Wilbur Wright,os irmos Wright

Durante a dcada de 1890 os Irmos Wright(construtores de bicicletas) tornaram-se obcecados pela aviao,especialmente com a idia de fabricar e voar em uma aeronave mais pesada que o ar motorizada.Na poca eles administravam uma fabrica de bicicletas em Dayton,Ohio,EUA.Os irmos passaram a ler e estudar livros e documentos relacionados com aviao.Comearam primeiramente a fabricar planadores em 1899.Aps vrios testes e vos de planeio,os irmos decidiram tentar fabricar um avio mais pesado do que o ar,em 1902. Os irmos Wright foram a primeira equipe a realizar testes srios para tentar solucionar problemas aerodinmicos,como controlabilidade e de potncia que afligiam os avies fabricados na poca.Para um vo bem sucedido,a potncia do motor e o controle da aeronave seriam essenciais,e precisariam ser bem controlados ao mesmo tempo.

O avio fabricado pelos irmos Wright chamava-se Flyer(voador),um biplano.O piloto ficava deitado na asa inferior do avio.O motor localizava-se direita do piloto,e fazia girar duas hlices localizadas entre as asas.O sistema de wing warping consistia em cordas atadas s pontas da asas que podiam ser puxadas ou afrouxadas pelo piloto,assim podendo fazer o avio girar em seu eixo longitudinal ou no seu eixo vertical,permitindo o controle do avio ao comando do piloto.O flyer foi o primeiro avio registrado na histria da aviao dotado de manobralidade longitudinal e vertical.Em 17 de dezembro de 1903,numa praia da Carolina do Norte,os irmos Wright efetuaram aquele que seria o primeiro vo de um aparelho motorizado e mais pesado que o ar. Utililizaram trilhos para manter a aeronave em seu trajeto,pois esta no tinha rodas,mas um par de patins,o Flyer ganhou altitude aps o fim dos trilhos,alando uma altura mxima de 37 metros de altura,e velocidade media de 48 km/h.O tempo de vo foi de 12 segundos.Aps este,os irmos Wright realizaram diversos vos(mais de 105),a maioria com poucas testemunhas.A partir de 1910 os avies dos irmos Wright j no precisariam mais definitivamente da catapulta para alar vo.

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Santos Dumont

O brasileiro Alberto Santos-Dumont era fascinado por maquinas.Em 1891,visitando Paris em companhia de seu pai,teve contato com os primeiros motores a exploso interna.Em 1897 fez seus primeiros vos como passageiro de balo livre em Paris e,no ano seguinte,projetou seu prprio balo.Santos Dumont projetou ainda diversos modelos de dirigveis.Mas em 23 de outubro de 1906,Santos Dumont realizou um vo publico em Paris,em seu famoso avio 14-bis.Esta aeronave usava o mesmo sistema de wing-warping usado nas aeronaves dos Wright,e percorreu uma distancia de 221 metros.

Vo do 14-bis em 12 de novembro de 1906. O 14-bis ao contrario do Flyer dos irmos Wright,no precisava de trilhos,catapultas ou ventos contrrios para alar vo,bem como teve muita cobertura da imprensa e de aviadores, considerado por vrios especialistas em aviao como o primeiro vo bem sucedido de um avio.Aps o 14bis ,Santos Dumont inventaria o primeiro ultraleve,o Demoiselle,a ltima aeronave desenvolvida por ele. O primeiro vo bem-sucedido e registrado de um helicptero foi realizado em 1907,por Paul Cornu,na Frana.embora o primeiro helicptero de uso pratico tenha sido o Focker FA-61,de fabricao alem,em 1936.

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1.3 A Era de Ouro da AviaoDurante a era de ouro da aviao especialmente na dcada de 30,vrias melhorias tcnicas possibilitaram a construo de avies maiores ,que podiam percorrer distncias e voar em altitudes maiores e mais rapidamente,e podiam carregar mais cargas e passageiros.

Um smbolo da era de ouro da aviao o Douglas DC-3.Este monoplano,equipado com um par de propulsores,comeou seus primeiros vos em 1936.O DC-3 tinha capacidade para 21 passageiros,e velocidade de 320 Km/h.Tornou-se rapidamente o avio comercial mais usado na poca.A turbina jato comeou a ser desenvolvida nesse tempo.Os anos da segunda guerra mundial foram caracterizados por um drstico crescimento na produo de avies e pelo rpido desenvolvimento da tecnologia envolvida com aviao.Foram desenvolvidos os primeiros bombardeiros de longa distncia,os caa jato.

Messerschmitt Me 163,o primeiro jato operacional do mundo,alcanava 970 km/h.E o B-29 Superfortress,um bombardeiro. Aps o fim da segunda guerra,a aviao comercial passou a se desenvolver em um ramo parte da aviao militar.Empresas produtoras de avio passaram a criar avies especialmente destinados a 8

aviao civil,em alguns anos aps o fim da guerra,vrias linhas areas estavam estabelecidos no mundo. Das vrias aeronaves comercias que foram desenvolvidas durante e aps a guerra cabe-se o destaque a Boeing 707 lanada em 1958 pela empresa norte-americana Boeing,foi o primeiro avio a jato de passageiros de sucesso.Embora foram lanadas nessa mesma poca outras aeronaves,nenhuma alcanou o sucesso conseguido pela Boeing 707.A Boeing, desde de ento, a maior fabricante de avies do mundo. O Boeing 737,cuja a produo foi iniciada em 1964, o avio comercial mais vendido e bem sucedido da histria da aviao.Um total de 5 mil unidades,e a aeronave esta em produo em tempos atuais. Em 1968 foi lanado,o Boeing 747 apelidado de jumbo,capaz de transportar mais de 500 passageiros em um nico vo.O Boeing 747 foi o maior avio comercial do mundo at 2005,quando o Airbus A380( Airbus,empresa francesa) fez seu primeiro vo. Podemos citar tambm os primeiros avies supersnicos para uso civil foram criados no fim da dcada de 60.O primeiro avio supersnico comercial do mundo foi o tupolev tu-144 de fabricao russa e o segundo o Concorde de fabricao franco-britnico so as nicas aeronaves supersnicas comerciais at hoje desenvolvidas.

Captulo 2 - O que faz um avio voarO principal obstculo nas primeiras tentativas para colocar um avio no ar era o seu peso,uma fora causada pela gravidade,mas com alguns diferentes formatos na aerodinmica dos corpos,conseguiuse controlar este problema,de forma artesanal no incio.Nos estudos e pesquisas feitos pelos cientistas das vrias pocas,verificou-se que o ar,fludo que ser responsvel para sustentar uma aeronave em vo composto de alguns elementos,entre eles,o nitrognio, oxignio e gua,com isto podendo sofrer alteraes em grandezas como a densidade,temperatura e presso.Estas mudanas na atmosfera esto relacionadas entre as diferenas de temperatura e presso entre as vrias massas de ar que circulam,originando deslocamentos das camadas,dando incio aos ventos,que podero ser teis ou desfavorveis ao vo.As grandezas vetoriais e escalares esto presentes neste assunto,sendo as foras,todas vetoriais e escalares esto presentes neste assunto,sendo as foras,todas vetoriais,incluindo as velocidades,presses e aceleraes,j as escalares,composta das massas,das temperaturas e densidades.Quando um avio tem o vento a seu favor,temos uma soma vetorial,ou vice-versa,com isto,os vetores so amplamente utilizados,originando todo tipo de resultantes,sejam elas verticais,como peso e sustentao,que ser vista posteriormente no item das foras,ou horizontais,como a trao e a resistncia do ar,quando o avio est em vo com velocidade constante,a soma de todas as suas foras nula. O empuxo,visto em hidrosttica,tambm bem utilizado,porm tendo como o fludo,o ar,pois o deslocamento de ar para trs ira causar uma fora para frente,ento o empuxo,j relacionado com a 3 lei de Newton,lei da ao e reao.A temperatura uma grandeza escalar muito importante,sendo muito varivel,sabemos que quanto mais alto estivermos em relao ao nvel do mar,menor ser seu valor,o mesmo acontece com a densidade do ar,pois quanto maior a altitude,ficara mais rarefeito alterando nas foras relacionadas no vo,pois altera diretamente a resistncia do ar,quanto ao avano de um corpo. Existem quatro foras bsicas presentes no vo:

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2.1 Sustentao-quando um avio se desloca pelo ar,ocorre um fenmeno na sua asa que iraproduzir uma fora para cima,sentido inverso ao peso.O perfil da asa ou aeroflio tem comprimentos diferentes na parte superior(extradorso) e na parte inferior (intradorso) devido ao seu formato,possibilitando que duas partculas de ar percorrendo tais comprimentos ao mesmo tempo,conseqente tenham velocidades diferentes.A fsica explica que o aumento da velocidade de um fludo pelas paredes de um tubo,provoca um aumento da velocidade de um fludo pelas paredes de um tubo, provoca um aumento da presso dinmica (ar em movimento) e uma diminuio da presso estatica(ar em repouso),originando uma fora.Ento,tal diferena de presses estticas ser a responsvel por criar uma fora.Ento,tal diferena de presses estticas ser a responsvel por criar uma fora perpendicular a superfcie da asa,chamada de Resultante aerodinmica,agindo no chamdo centro de presso,tendo como sua componente vertical,a fora de sustentao.Afigura abaixo nos mostra o deslocamento das partculas de ar,partindo do borso de ataque(frente do perfil) e chegando ao mesmo no bordo de fuga(traseira do perfil)resultando no aparecimento de uma fora que compensara o peso da aeronave.

Deslocamento das partculas de ar ao mesmo tempo no intradorso e extradorso. O perfil da asa pode formar um pode formar um ngulo imaginrio com a direo horizontal,chamado ngulo de ataque,que poder aumentar a fora de sustentao e ao mesmo tempo,aumentar a fora de resistncia do ar,fazendo com que o avio tenha menor velocidade,ento quando observarmos aeronaves nos cu da cidade fazendo procedimento de aproximao,estas esto com um maior ngulo de ataque,ento com pouca velocidade,com isto o avio pode perder instantneamente sua sustentao,entrando em estol(perda total da sustentao em vo).

O ngulo de ataque da asa. 2.2 Arrasto-fora aerodinmica devido resistncia do ar,que se ope ao avano de um corpo.Essa fora depende de alguns fatores como a forma do corpo,a sua rugosidade e o efeito induzido resultante da diferena de presso entre a parte inferior e superior da asa. Arrasto de atrito: est relacionado com as caractersticas da superfcie, sendo ela lisa ou spera. Quanto mais prximo dela, o ar forma uma camada limite, no qual se move de forma laminar se a superfcie for lisa, do mesmo jeito que a fumaa sai do cigarro, porm se a mesma for rugosa ou 10

spera, ocorrer um fluxo de ar turbilhonado aumentando o arrasto. Atualmente, as aeronaves so feitas de material mais liso na sua rea externa, possibilitando mais economia e melhor rendimento em vo. - Arrasto de forma: est relacionado com a rea, na qual o ar colide de frente, e ocorre a chamada deflexo (desvio do ar pelo obstculo). A maior ou menor facilidade de um corpo se deslocar em determinado fludo chama-se aerodinmica, ento as partes que compe um avio devem ser arredondadas ou terem o efeito de flechas, evitando superfcies retas perpendiculares ao deslocamento, originando assim uma resistncia menor. O arrasto de forma depende de alguns fatores como a densidade do ar, velocidade e rea frontal do corpo. - Arrasto induzido: est relacionado com a diferena de presso entre a parte superior e inferior da asa. O ar que est no intradorso (parte inferior) tende a fluir para o extradorso (parte superior), originando um turbilhonamento na ponta da asa, com isto provocando uma resistncia ao avano do avio e diminuindo a sustentao. Existem alguns dispositivos para corrigir este problema como os Winglets, localizados nas pontas das asas, principalmente em avies mais modernos, que impedem a passagem de ar de cima para baixo. Trao - uma fora responsvel por impulsionar a aeronave para frente, sendo originada de algum tipo de motor. Atualmente, a aviao est servida de motores convencionais, a quatro tempos e motores a reao, utilizando-se de turbo-jatos e turbo-fan. - Motores convencionais: utilizam-se basicamente da mesma tecnologia dos motores dos carros modernos, ou seja, o sistema quatro tempos, utilizando-se de um nmero varivel de cilindros onde ser gerada a energia necessria para movimentar a hlice que impulsionar o avio a frente. Uma mistura de ar e combustvel, normalmente utilizado uma gasolina especial, preparada no carburador e emitida para a cmara de combusto, dentro do cilindro, pela vlvula de admisso, movimentando o pisto para baixo, e transferindo todo movimento para o eixo de manivelas, ligado a hlice. Aps, o pisto sobe e comprime a mistura, a qual receber uma centelha de um dispositivo chamado vela, provocando uma combusto e um aumento da presso da mistura e uma conseqente expanso, forando o pisto para baixo. Depois, os gases finais so expelidos pela vlvula de escapamento, e o ciclo continua, para que o avio mantenha a fora de trao. Devido ao avano da tecnologia, alguns avies a hlice utilizam um sistema que adiciona uma turbina, recebendo o nome de turbo-hlice. - Motores reao: funciona de acordo com a terceira lei de Newton, ao e reao, onde a ao se situa na expulso dos gases para trs, provocando a reao do deslocamento do avio para frente. O sistema em si, utiliza-se de um conjunto de ps na parte da frente, formando o primeiro compressor e a parte de traz, segundo compressor da turbina, e no meio contendo uma cmara de combusto, onde se dar a queima da mistura de ar comprimido com o combustvel, normalmente querosene, que aumentar ainda mais a presso dos gases originando uma sada dos mesmos muito forte. Neste caso, est presente a fora de empuxo devido ao deslocamento dos gases. Normalmente, as aeronaves maiores so servidas de dois, trs ou quatro motores a reao, atingindo grandes velocidades e voando em grandes altitudes. Devido economia de combustvel e ao avano da tecnologia, os grandes jatos esto sendo dotados de no mais que duas grandes turbinas. 11

King Air com turbo-hlice (esq.) e Airbus A320 com motor reao Peso - est relacionado com a fora da gravidade, a qual atrai todos os corpos que esto no campo gravitacional terrestre. No existe nenhuma forma de alterar esta fora, ento preciso cada vez mais aperfeioar as aeronaves, para sempre respeitar as leis da natureza. O peso um fator muito importante nas operaes de pouso e decolagem, pois um avio muito pesado ir precisar de maior comprimento de pista para decolar, para conseguir velocidade suficiente visando a sustentao para anular o peso, sendo assim, avies maiores so impedidos de operar em certos aeroportos. O mesmo acontece na aterrisagem, pois deve-se respeitar a lei da inrcia.

Captulo3 Perspectiva histrica da Indstria aeronutica como arma de guerraAntes do foco nas estrturas do diversos segmentos do avio, da sua linha de montagem e das relaes e caractersticas da indstria aeronutica como um todo, tem-se que abordar este tema que eu considero como primordial para definirmos o incio do desenvolvimento real dos avies. 3.1Segunda Guerra Mundial Os anos da guerra foram caracterizados pelo avano muito rpido de tecnologias de armas de guerra, na qual o avio se incluia. Foram desenvolvidos os primeiros bombardeiros e caas a jato. Um avano muito grande ocorreu entre o perodo de guerra. Para efeito de comparao, caas antes da guerra operavam com uma velocidade de 480 Km/h a um teto de no mximo 9 mil metros. No final da guerra operavam a uma velocidade de 640 Km/h a um teto de 12 mil metros.

O primero caa a jato usado na guerra foi o alemo Messerschmitt Me 262 . Sua velocidade era de 900 KM/h.

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Enquanto isso Bombardeiros no final da guerra podiam carregar duas vezes mais carga com o dobro de velocidade de bombardeiros da pr-guerra. Quando os bombardeiros norte-americanos comearam a operar, a derrota alem j era prevista, visto que os caas a jato alemes no causaram grande efeitos na guerra. O mais famoso bombardeiro na guerra era o norte-americano Boeing B-29 Superfortress. A ideia bsica era a seguinte, enquanto bombardeiros avanavam territrio inimigo, caas aliados o protegiam, devido sua fragilidade e velocidade.

3.2 O bombardeiro Boeing B-29 Superfortress e a bomba atmica na Segunda GuerraO Boeing B-29 Superfortress foi usado como bombardeiro na segunda guerra mundial e na guerra da Coreia. O bombardeiro citado era avanado para os padres da poca e contribui muito para a vitria dos aliado na guerra. Ele possui inovaes como cabine pressurizada e um sistema central de controle de fogo, e metralhadoras controladas por controle remoto. O armamento total do Superfortress compreendia duas metralhadoras 12,7 mm em cada torreta operada remotamente e uma combinao de trs metralhadoras 12,7 mm ou duas metralhadoras 12,7 mm e um canho de 20 mm na torre da cauda; mais a impressionante carga de 9.000 kg de bombas. A propulso consistia em 4 motores a turbo-hlices.

3.2.1 ProduoO Boeing B-29 Superfortress era a maior aeronave manufatura pelos EUA no periodo da guerra, com literalmente milhares de sub-contratados suprindo componentes para as quatro linhas de montagem: as Boeing em Renton e Wichita; a Bell em Mariettal, Georgia; e a Martin em Omaha, Nebraska.

Um B-29 Superfortress.

3.2.2 Operao

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Em 4 de abril a 20th Air force foi estabelecidade para operar os B-29's. Porm as ilhas pacficas que serveriam de base para superfortress atacar o japo estavam sobre domnio do exrcito imperial. A China serviu de aliado nesta questo. Algo perto de 1 milho de trabalhadores chineses usando ferramentas de construo retrgradas construram as bases. Porm tais bases muitas vezes eram ineficientes para o ataque em questo. Somente com a captura de Saipan, Guam e Tinian no arquiplago das Marianas, pde ser iniciada a verdadeira ofensiva contra o Japo. Nos dias 9 e 10 de maro de 1945., os B-29's realizaram o maior ataque areo da histria no terrtrio inimigo, em Tquio, deixando 83.793 mortos, 40,918 feridos e 1.008.005 desabrigados. Apesar da devastao, o inimigo no havia se rendido. Impressionados pela devoo do imperador, o governo norte-americano decidiu usar sua arma desenvolvida no deserto de Los Alamos nas cidades de Hiroshima e Nagasaki em 6 de agosto de 1945.

Captulo 4 Estruturas do avioNeste captulo daremos nfase compreenso da importncias da estrutura da fuselagem na produo do avio. As caractersticas da diversas formas de propulso do avio, assim como isto interfere na sua velocidade final. 4 .1 Tipos de avies Basicamente existem dois tipos de avies no mercado: os que utilizam um motor para girar hlices, criando o empuxo necessrio para ganhar sustentao, e os que utilizam turbinas para o mesmo. 4.1.1 Avies monomotores, multimotores e turbo-hlices

Um cessna 172, um monomotor.

Os avies monomotores, bimotores, trimotores, quadrimotores e turbo-hlices so avies que fazem uso de um motor que faz girar a hlice para o empuxo necessrio para impulsionar o avio para frente e sustent-lo no ar. So viveis economicamente apenas em pequenas escalas e cargas. 4.1.2 Avies a Jato Os avies a jato fazem uso de uma turbina para gerar o empuxo necessrio para o deslocamento da aeronava e sua sustentao. O primeiro avio a jato foi o Coanda-1910, criado pelo romeno 14

Henri Coanda. Eles geram um empuxo muito maior que os avies a turbo-hlices e os demais hlices, isto faz com que os avies a jato possam carregar muito mais peso, a uma velocidade maior e percorrer grandes distncias. Uma grande consequncia da utlizao de turbinas a jato a poluio sonora, que faz com que a localizao dos aeroportos seja, na maioria das vezes locais de pouca demanda residencial. Exemplos de avies a jato so os widebodies, como o Airbus A340 e o Boeing 777, que podem transportar centenas de passageiros e vrias toneladas de carga, podendo percorrer at 16000 Km. Nas operaes de aterrissagem, os avies se utilizam dos flaps para aumentar a superfcie das asas aumentando a sustentao e permitir uma aproximao da pista de pouso a uma velocidade mais baixa. Tambm se utlizam do reverso, que nada mais que inverter o sentido da propulso das turbinas, reduzindo drasticamente a velocidade do avio. Esta ultima tcnica tambm utilizada nas operaes de aborto de decolagem.

Um Fokker 70 da KLM. Observe a inverso das propulso das turbinas, com o intuito de parar o avio.

4.1.3 Avies Supersnicos Avies supersnicos possuem turbinas a jato especial para ultrapassar a barreira do som. O seu desenho diferencia-se dos demais a jato devido a compresso do ar em altas velocidades. No somente as asas, mas tambm a fuselagem diferencia-se dos avies subsnicos. Nos caas, as asas so reduzidas visando menor arrasto, necessitando uma velocidade muito maior para ganhar sustentao. Para a decolagem nos porta-avies, os avies usam uma espcie de catapulta linear, que movida preso de vapor proveniente do prprio vapor da embarcao, para fazer os caas atingirem a velocidade necessria para a decolagem. O voo em velocidade supersnica gera muita poluio sonora devido a onda de choque quando se ultrpassa a barreira do som. Devido a isto, avies supersnicos voam em rea de pouca pu nenhuma densidade populacional. Para efeito de comparao, o limiar da dor para o ouvido humano de 120 dB. O nvel sonoro de um avio a jato aterrissando de 140 Db.

4.2 Estruturas de Fuselagem

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A fuselagem inclui a cabine de comandos que contm o assento para seus ocupantes e os controles de voo da aeronave. Tambm possui os vnculos de fixao para outros compartimentos do avio. A fuselagem o avio constituda normalmente de cavernas ou estruturas de madeira e tubo de ao em forma de trelia. O revestimento mais usado hoje o alumnio, nas estruturas de semi-monocoque. 4.2.1 Estrutura treliada A estrutura em trelia usada em pouco aeronaves, que normalmente no exige uma quantidade expressiva de carga. A resistncia da aeronava obtida atravs da juno das barras em formatos triangulares. Este tipo de fuselagem foi usada por cerca de 80 anos. So normalmente usadas em avies monomotores, voos subsonicos e com formato peculiar. 4.2.2 Estrutura monocoque Na estrutura monocoque o formato aerodinmico dado pelas cavernas. As cargas atuantes so suportadas por estas cavernas e tambm pelo revestimento. A estrutura fortificada por ter anis e divisrias. So usadas em voos subsonicos, avies a helices, mono, bi, tri quadrimotores. 4.2.3 Estrutura semi-monocoque Nesta estrutura, os esforos so suportados pelas cavernas, pelo revestimento. Esta depende essencialmente das divisrias, molduras e longarinas para as foras longitudinais. A utilizao deste conceito permitiu o revestimento de alumnio. a estrutura mais usada nos avies modernos. constituda primariamente de ligas de alumnio e magnsio e ao e titnio em regies expostas alta temperatura. As cargas primrias so suportados longitudinalmente por longarinas e reforadores.

Estrutura semi-monocoque, a mais usada atualmente nos avies.

4.3 A importncia da fuselagem no voo da aeronaveA fuselagem determina o tipo de voo de cada aeronave. Outras caracterstica tambm esto embutidas nestas caractersticas, mas a fuselagem garantir a aerodinmica da aeronave de maneira peculiar. O desenho de cada fuselagem, tambm definir de certo modo, o a sua estrutura, o tipo de avio, e consequentemente a sua velocidade e utilizao final. impossvel termos um avio com uma estrutura adequada, um propulso especial para a ultrapassar a velocidade do som, mas um desenho de fuselagem inadequada. 16

Tipos de fuselagens: 1 - para vo subsnico 2 - para vo supersnico 3 - para vo subsnico e grande capacidade de carga 4 - para vo supersnico e alta capacidade de manobra 5 - Hidroavio 6 - para vo hiperpersnico. 4.4 Asas do avioAs asas de uma avio podem ser feitas de diversos materiais, dependendo da tecnologia empregado na construo do mesmo. Normalmente so empregados ligas de alumnio, ao, polmeros, fibras de carbono e at madeira se for o caso. Na airbus A380, que ser citado mais a frente, so utilizados compostos de fibras plstica em suas asas, para garantir leveza, resistncia e maior durao de uso. As asas conseguem fazer com que o avio ganhe sustentao a partir de uma determinada velocidade. Basicamente elas funcionam pela diferena de presso entre a parte de cima e a de baixo da asa. A curva que ela faz responsvel por essa diferena. Como a parte superior deve ficar menos tempo em contato com a superfcie da asa, um zona de baixa presso criada ali em relao a parte de baixo. Assim, depois de uma determinada velocidade, a fora para cima na asa ser grande o suficiente para fazer o avio decolar.

4.4.1 Processo de fabricao da asaA asa formada pela longarina traseira, longarina principal e nervuras. As nervuras so feitas de alumnio aeronutico. A nervura deformada de acordo com uma matriz. aplicada nela um fora de 150 toneladas para deform-la. As longarinas passam por todo o comprimento da asa. Para 17

deform-la em um formato adequado, so necessrios 222 toneladas de fora. Depois para montar a estrutura da asa so fixados as nervuras na longarina principal via rebites. Depois so usados grampos flexveis para fixar a cobertura de alumnio na estrutura at ento construda. Depois de tudo construdo em seguida todos os conjuntos so fixados permanentemente.

4.5 Turbinas AeronuticasO funcionamento das turbinas a jato para avio pode ser explicados pela terceira lei de Newton de ao e reao de foras.

O ar que entra na turbina "acelerado" por meio de uma reao qumica, por meio de uma mistura entre o combustvel e oxignio, injetada na cmara, e uma ignio. Dessa forma, o ar sai a uma velocidade maior, gerando uma fora que "empurra" o avio. Como a boca de sada da turbina menor do que a boca de absoro do ar, com a exploso criada na mistura pela ignio, gerada uma presso. Essa presso o que ocasiona a fora, que diretamente proporcional vazo mssica de ar acelerado, e a diferena de velocidade dele entre a entrada e a sada da turbina.

Captulo 6 - Seleo de materiais na Indstria Aeronutica6.1 Matria-prima na Indstria Aeronutica

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No processo de fabricao da aeronave so utilizadas matrias-primas de baixo peso e alta resistncia, tais como ligas de alumnio, titnio, ao inoxidvel e materiais compsitos que sero citados mais a frente quanto nos dirigirmos aos processos de fabricao propriamente dito. O revestimento do avio normalmente feito de alumnio. Estes painis de revestimento so modelados de acordo com a estrutura da fuselagem, para se adquirir um formato mais circular. Mais adiante sero fixados a outras estruturas primrias, como longarinas, reforadores e cavernas. As longarinas e reforadores so constitudas de tubo ou perfil de alumnio, tubo ou perfil de ao, diversos tipos de madeira, compensado, mistura de madeira com alumnio, dependendo da fuselagem, do tipo de avio e dos recursos para desenvolvimento do mesmo. As asas do avio normalmente so feitas de alumnio, as pontas de avies normalmente monoplanos, so feitas de fibra de vidro, e sua estrutura feita de longarinas de ao, tirantes de cabo de ao e nervuras de madeiras, em caso de avies a hlices. Em muitos avies, o tratamento superficial anti-corroso feito com cromato de Zinco. O combustvel para o avio um tipo de combusvel fssil. Ele geralmente de uma qualidade muito boa e possui mais aditivos para evitar congelar ou explodir a temperaturas extremas. A maioria dos combustveis so derivados da gasolina, usados em motores com vela de ignio ou querosene de avio para motores a turbina a jato. O combustvel de aviao freqentemente distribudo de um caminho-tanque o qual se dirige aos avies e helicpteros. Alguns aeroportos tm bombas de combustvel similares s bombas que enchem os txis-areos.

6.2 CombustveisOs combustveis mais usados na aeronutica so o JET A-1 e o JET B. O JET B usado comumente em regies frias, constitudo de nafta-querosene. Porm como ele mais leve que o JET A-1, sua manipulao torna-se mais perigosa. Ambos possuem aditivos que os deixam com certas particularidades. Aditivos antioxidantes, para previnir que o combustvel cole, feito a partir de fenis alcalinos; agentes antiestticos, para previnir fascas; inibidores de corroso;sistema inibidor de congelamento. Basicamente, este combustvel para avio muito parecido com o diesel. Ele possui ponto de ebulio de at 980 C, com numeros de carbono entre 9 a 16, produzida por destilao do petrleo mais os aditivos. Existe um outro tipo de combustvel para avies, mas que normalmente no usado em largas escalas e que normalmente no abrange as classes do jato, em que necessrio os combustveis de jato mesmo. O Avgas comumente usado em avies a motores a combusto. Alguns aditivos so acrescentados nela para garantir certas caractersticas e poder ser usadas em aeronaves. Volatilidade, composio qumica para garantir um longo perodo de armazenamento, e evitar a corroso do motor da aeronave bem como o seu sistema de alimentao, so algumas qualidades que ela deve garantir. Atualmente, o Avgas 1100 LL e o Avgas 100 so os mais usados. Para diferenciar este combustvel com os usados para jato, torna-se necessrio aplicar um corante neles. No Avgas 1100 LL, a cor azul. No Avgas 100, verde. O preo da gasolina cerca de um dlar por litro. A gasoline de avio um hidrocarboneto, que possui cerca de 5 a 10 carbonos. Ele destila entre 30 a 170 C. As gasolinas de aviao so constitudas de hidrocarbonetos saturados, que dificilmente reagio com oputras substancias. Tais hidrocarbonetos so divididos em trs grupos, a saber: parafnicos, aromticos e naftalnicos: - Parafnicos: So os mais inertes e possuem menor ao solvente sobre borrachas e tintas. - Aromticos: So quase to inertes quanto os parafnicos, mas apresentam uma ao solvente poderosa nos elastmeros, alterando suas caractersticas originais. - Naftalnicos: Apresentam especificaes intermedirias entre os dois grupos acima, no que se 19

refere a estabilidade e poder calorfico. Algumas caractersticas que os combustveis aeronutico deve possuir: Potncia: A mxima potncia que se consegue aumentando a relao da compresso e da mistura ar/combustvel no motor da aeronave.O aumento mximo da compresso determinado pelo nmero de octanagem da gasolina, que aumentado com a adio do Chumbo-tetraetila. - Volatilidade e Zona de Ebulio: A volatilidade deve ser bem controlada: O combustvel deve queimar-se em forma de vapor, e caso a sua volatibilidade for baixa este produzir dificuldades de arranque e diluir o leo lubrificante do motor da aeronave. O intervalo de ebulio deve ser por volta de 30 a 150oC Aditivos que do as caractersticas de antioxidante, dissipador eletroesttico, tambm so usados neste tipo de combustvel.

6.3 As fibras de carbonoAs fibras de carbono, possuem papel importante hoje na fabricao dos avies em geral. As fibras de carbono so materias que advm da pirlise de materiais carbonceos que produzem filamento de alta resistncia mecnica. Alm dos mais, tal material possui a propriedade refratria, podem se evaporizar a cerca de 3700 C. As fibras carbnicas so utilizadas em unio com outros materiais para produzir peas resistentes e leves para a indstria. Os materiais plsticos reforados por carbono possuem atualmente uma demanda muita alta na indstria aeronutica, principalmente na construo das peas das asas.

6.4 Abordagem da Indstria de avies comerciais modernos:6.4.1 Introduo: Hoje mais do que nunca as empresas fabricantes de avies comerciais, buscam materiais leves e resistentes para empregar na construo do avio, buscando no produto final, algo mais leve, que utilize menos combustvel e consequentemente agrida menos o meio ambiente. Torna-se necessrio ento, antes de abordarmos a seleo de materiais recentes na fabricao de avies, as caractersticas dos materiais necessrios, no emprego das turbinas, no combustvel, nos tratamentos anticorroso e nos painis de revestimento. Falaremos de novas tecnologias, do impacto que ela causaria na sociedade e no meio ambiente. Avies comerciais modernos:

6.4.2 O caso da Airbus A380 Compostos de FabricaoA Airbus A380 a maior aeronave comercial da histria da aviao. Ela demorou dez anos para ficar pronta e custou cerca de 35,1 bilhes de reais para ficar pronta. Ela possui 370 metros de comprimento e 32 de altura. Para que fosse possvel desenvolv-la , a Airbus teve que ampliar sua instalao na Europa. Foram preparadas centrais de trabalho em quinze cidades, trs delas na Espanha, seis na Alemanha, quatro na Frana e duas no Reino Unido. A linha de montagem do avio foi construda em um local de 200 hectares, perto do aeroporto local, onde localiza-se a sua sede, em Toulose, Frana. Para a construo do A380, a Airbus se utilizou de materiais ao mesmo tempo leves e resistentes. As fibras de carbono e alguns tipos de plsticos reforados foram utilizados na sua fabricao. As superfcies traseiras e partes da asa sero feito de fibra especial. Cerca de 40% da aeronave ser 20

feita de fibras de carbono e novas ligas metlicas, que oferecero maior leveza e resistncia para o avio. Segundo engenheiros responsveis pelo desenvolvimento do A380, se no fosse empregada todas a tecnologia atual na construo do avio ela seria pelo menos 15 toneladas mais pesada, o que a tornaria inviavel economicamente, por causa do baixo desempenho que teria.

6.4.2.1 O GlareO GLARE um dos FML de maior sucesso no mercado. Foi patenteado por Akzo Nobel em 1987 e atualmente utilizado comercialmente no Airbus A380. A patente cita como inventores Roebroeks and Vogelesang, dois ex-professores da faculdade de engenharia aeroespacial da Delft University of Technology, na qual muito da pesquisa e desenvolvimento do GLARE foi feito durante os anos 70 e 80. O glare (GLAss-REinforced Fibre Metal Laminate ), um laminado de fibra e metal, que visa atravs da fundio de finas camadas de metal com materiais compsitos, visando conservar as caractersticas do metal puro, acrescentados de algumas qualidades, como por exemplo resistncia fadiga, corroso e ao fogo. Tambm a reduo do peso, que um dos principais motivos, aliado ao anteriores do porque de se usar os laminados de fibra e metal na indstria aeronutica. O glare seria um laminado de vidro reforado, e foi usado devido as suas caractersticas de um laminado de fibra e metal, para a construo da parte superior da fuselagem do Airbus A380.Especificaes: Comprimento - 72,7 metros Envergadura - 79,8 metros Altura - 24,1 metros Assentos em trs classes - At 525 (verso standard) Assentos em classe nica - At 870 Verso cargueira - 150 toneladas Autonomia - 15.200 Km (Verso passageiros) Autonomia - 10.400 Km (Verso cargueira) Peso mximo de decolagem - 560 toneladas Turbinas - 04 (quatro) com 70.000 libras de empuxo cada Capacidade de combustvel - 320.000 Litros Velocidade mxima - 1.076 km/hora Pista necessria para decolagem - 3.350 metros

6.4.2.2 Quesitos a serem discutidosO principal problema o espao nos terminais. No existe espao suficiente para estacionar um A380 na maioria dos terminais dos aeroportos. Para facilitar o processo de entrada e sada de um nmero to grande de pessoas, a Airbus colocou duas entradas no avio. No entanto, so necessrias duas escadas do mesmo terminal. Apenas poucos aeroportos esto equipados com esse tipo de estrutura. At mesmo se o aeroporto em si for construdo para receber avies grandes, o processo de venda de passagem, conferncia da bagagem e a passagem pela triagem da segurana poder ser um 21

pesadelo de logstica para os aeroportos. O A380 foi projetado para operar em vos internacionais, o que deixa uma pequena dvida sobre o tamanho das filas na alfndega e na imigrao. Se problemas de horrio ou de tempo forarem dois ou mais A380 a pousar em algum lugar ao mesmo tempo, os aeroportos estimam que possa levar quase um dia para cada passageiro desembarcar, realizar os procedimentos de praxe e encontrar sua bagagem. Problemas parecidos aconteceram quando o 747 foi introduzido. A Airbus declara que seu foco est em aproximar os principais centros internacionais, como Londres e Hong Kong, e no estender-se a todos os principais aeroportos. O A380 tambm encontrar utilidades em viagens mais curtas no Japo. Alguns tm questionado se o A380 ser to vantajoso quanto a Airbus declara. Os nmeros convenientes da Airbus dependem da complementao da capacidade de passageiros. At mesmo poucos assentos vazios em um avio to grande podem, de fato, acabar com as margens de lucro de uma companhia de aviao, bem como os nmeros de emisses por passageiro do avio.

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Captulo 7 - PROCESSO DE FABRICAOIncialmente a empresa fabricante e responsvel pelo desenvolvimento do avio tambm responsvel pela pesquisa de mercado, para achar os produtos em que h mais demanda. Tambm necessrio o planejamento de uma estrutura fsica adequada tanto para a fabricao das peas, montagem final do avio, quanto para os teste de voo. 7.1 Projeto Est a fase em que o engenheiro projeta, cria e desenvolve o avio para ser posteriormente empregado a fabricao das peas e montagem final. Software CAD, como Catia podem ser usados nesta etapa, para assistir a um ensaio virtual, e poder fazer o mximo de melhorias possveis antes de ir para os ensaios prticos. Nos ensaios, as peas do avio podem ser testado em laboratrio, onde elas podem passar por esforos iguais ao que so passadas na prtica.

7.2 ProduoEncerrados os testes, o avio vai para fase de produo. A aeronave comea a ser montada com a juno das partes da fuselagem, colocao dos componentes eltricos, motores, asas, trem de pouso e poltronas. Esse processo demora em mdia trs meses e meio. 7.2.1 Incio do processo O avio comea na fabricao de peas bsicas para suas estruturas: chapas, metlicos, usinados, compostos, tubos, cabos eltricos e demais componentes. Em seguida essas peas vo sendo unidas para formar conjuntos e subconjuntos estruturais, como painis de revestimento, longarinas, reforadores, nervuras etc. Em seguida os conjunto vo se agregando para formar segmentos. Os 22

segmentos so equipados com os sistemas do avio (ar-condicionado, pneumtico, hidrulico, eltrico, comando de vo, motor e trens de pouso). Aps a realizao da juno asa/fuselagem, incia-se a interligao dos sistemas e a montagem final. Em seguida realizada a pintura , as atividades de preparao de voo e posteriormente a entrega ao cliente. A montagem propriamente dita do avio inicia-se com a montagem estrutural, que onde os segmentos estruturais so construdos. Nesta fase as atividades de furao, rebitagem, selagem das peas, subconjuntos e conjuntos so predominantes.

Montagem estrutural

Iamento de uma fuselagem traseira da Airbus A380

7.3 Montagem FinalA montagem final compreende entre o termino da montagem estrutural e a entrega da aeronave para o cliente. A montagem final composta pelas seguintes fases: Pr-equipagem; juno das fuselagens; equipagem de sistemas; montagem final e testes; pintura; preparao para voo e entrega. Pr-equipagem: Compreende a instalao de sistema mecnicos, eltricos e eletrnicos. Inicia-se a instalao dos componentes e equipamentos (cablagens, tubos, cabos, guinhis, polias, isolamentos, vlvulas, dutos e etc), nos grandes segmentos (fuselagem dianteira central, traseira, estabilizadores, e asas). 7.3.1 Juno das Fuselagens

Compreende as montagens dos grandes segmentos do avio. Cerca de 40% do custo da aeronave j agregada at a montagem. Nesta operao caracterizada pela ligao estrutural entre os grandes segmentos (dianteira, centras e traseira) previamente equipados , dando a forma da fuselagem do avio.

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7.3.2 Montagem Final e testes caracterizada pela fase aps a juno da asa e da fuselagem, seguida da instalao do trens de pouso principal e auxiliar. Basicamente, compreende a interligao entre a fuselagem e a asa, instalao dos avinicos (equipamentos eletrnicos de navegao, comunicao e controle) instalao dos motores, montagem do interior e os testes funcionais. Nesta etapa ocorre o power on, ou seja a energizao do avio. Nesta fase o avio comea a ser equipado conforme a configurao definida pelo cliente. 7.3.3 Testes Aps a montagem do avio, comea uma sesso de voos de testes para garantir que o avio esta apto a ser colocado no mercado. So necessrias 1800 horas de voos de teste, para que ele seja aprovado.

Linha de montagem

Entrega ao cliente

Capitulo 8 Embraer

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Sede da Embraer unidade Faria Lima (So Jos dos campos)

A Empresa Brasileira de Aeronutica S.A. ou simplesmente Embraer um conglomerado fabricante de avies comerciais, executivos, agrcolas e militares.Possui em torno de 17.000 funcionrios e valor de mercado em torno de US$ 18 bilhes Ao lado da rival canadense bombadier, a terceira maior produtora mundial de jatos civis, atrs da Airbus e Boeing . Detm tambm a maior carteira de pedidos entre os fabricantes de jatos regionais de passageiros, sendo lder de mercado no segmento de 70 a 122 assentos. Est sediada na cidade de So Jos dos Campos, interior do estado de So Paulo , com diversas unidades no Brasil e exterior, inclusive duas uma na China, a Harbin Embraer, e outra em Portugal, a OGMA. Para teste de avies a companhia possui uma pista de pouso ou decolagem na cidade de Gavio Peixoto(Aerdromo de Gavio Peixoto) , cuja extenso de 4967 metros considerada a quarta pista asfaltada mais longa do mundo. A Embraer nasceu como uma iniciativa do governo brasileiro dentro de um projeto estratgico para implementar a indstria aeronutica no pas, em um contexto de polticas de substituio de importaes. Fundada no ano de 1969, seu primeiro presidente foi o engenheiro Ozires Silva, que havia liderado o desenvolvimento do avio Bandeirantes.

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Inicialmente, a maior parte de seu quadro de pessoal formou-se pelo Instituto tecnolgico de Aeronutica (ITA) e do Centro Tcnico Aeroespacial (CTA). De certa maneira, a Embraer nasceu dentro do CTA. Durante as dcadas de 1970 e 1980, a Embraer conquistou importante projeo nacional e internacional com os avies Bandeirante, Xingu e Braslia. O final da dcada de 80 foi marcada por uma grande crise financeira, que abalou a economia do Brasil e atingiu em cheio a Embraer, que quase fechou. Em 1992 Ozires Silva foi convidado a voltar presidncia da empresa e a conduzir o processo de privatizao. Em 1994, durante o governo de Itamar Franco, a empresa foi leiloada, para depois passar por um longo processo de reestruturao e apresentar novos projetos que a tornariam uma gigante de setor.

Tucano

Embraer 190,operado pela AirFrance

Legacy 600

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Captulo 9 Atualidades e Curiosidades9.1 Unicamp cria bioquerosene para aviao a partir de leos vegetaisBiocombustvel para avies Uma equipe da Faculdade de Engenharia Qumica (FEQ) da Unicamp desenvolveu a tecnologia de um novo processo de produo de bioquerosene a partir de leos vegetais. O produto poder substituir com diversas vantagens o querosene usado como combustvel de avies. Alm de ser mais barata, essa alternativa energtica menos poluente, pois no emissora de enxofre, de compostos nitrogenados, de hidrocarbonetos ou de materiais particulados. Bioquerosene de aviao A patente do processo j foi depositada. O prximo passo o estudo da produo em escala industrial. Os pesquisadores pretendem repassar a tecnologia para empresas interessadas em produzir o bioquerosene de aviao. O processo para a obteno do bioquerosene feito em duas etapas. Na primeira, depois de extrado da planta e refinado para a retirada de impurezas, o leo vegetal colocado em um reator, juntamente com o catalisador e uma quantidade predeterminada de etanol. A quantidade de etanol utilizada no processo foi otimizada atravs de extensivos estudos e um ponto importante do processo. "O papel do catalisador acelerar a reao qumica e fazer com que ela ocorra em uma temperatura mais baixa", explica Rubens Maciel Filho, um dos responsveis pela pesquisa. Dentro do reator ocorrem as reaes de transesterificao e ou esterificao, levando formao do ster - o bioquerosene. A segunda etapa a mais importante, quando feita a separao de todos os produtos da reao, ou seja, o isolamento do ster, do catalisador, da gua e da glicerina. Reside a a grande inovao do processo de produo do bioquerosene desenvolvido pela equipe de Maciel Filho. O isolamento feito em uma unidade de separao intensificada, em condies de temperatura e presso que possibilitam a obteno do bioquerosene de forma economicamente vivel e que 27

atende aos requisitos para o querosene de aviao estabelecidos pela Agncia Nacional do Petrleo (ANP).

9.2 Uso do etanolO etanol foi o lcool escolhido pela equipe para o processo por ter baixa massa molar e ser um reagente no-agressivo e renovvel. Ele reage com o cido graxo, dando origem ao bioquerosene. Alm disso, o processo gera como subprodutos a glicerina, gua e o que sobra do etanol no consumido nas reaes. Aps a separao desses compostos indesejados, o leo fica mais fino e com menor viscosidade. A produo de um biocombustvel a partir de leos vegetais bem conhecida. A inovao do novo processo a qualidade especfica e o uso do bioquereosene em aplicaes aeronuticas, dentro de padres mais exigentes da indstria. Outra novidade deste processo o balano preciso das diversas variveis envolvidas nas reaes qumicas e tambm a purificao as quais resultam no bioquerosene com as propriedades desejadas. "Para se obter alta converso de leo vegetal em bioquerosene e maximizar a produo no menor tempo possvel preciso saber as quantidades exatas a serem usadas de cada componente da reao e definir as condies apropriadas de operao", explica Maciel Filho. " preciso dosar com preciso a proporo de leo vegetal, lcool e catalisador, alm da temperatura mais adequada", acrescenta. Certificao preliminar No existem, no Brasil, instituies que possam atestar se o produto obtido atende s especificaes do querosene de aviao. "Contudo, os resultados das anlises feitas na Unicamp e no IPT foram comparados com a Tabela de especificao do querosene de aviao da ANP", explicam os pesquisadores. "Ficou demonstrado que o bioquerosene possui caractersticas semelhantes s do querosene de aviao." Embora haja uma srie de pesquisas e diversos biocombustveis sendo testados em vrias partes do mundo, inclusive no Brasil, a equipe no identificou processo/produto similar ao desenvolvido. Apesar de ser comentada a existncia de experimentos e realizaes de testes fazendo uso de bioquerosene, no foi identificada patente na literatura tcnica que fizesse uso do mesmo processo, comenta Maciel Filho. "Tambm no foi encontrado no mercado produto identificado como bioquerosene".

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9.3 Avies movidos a biocombustvelO professor da FEQ ressalta que pode no haver um produto exatamente igual, mas j existem companhias areas com avies voando experimentalmente movidos a biocombustveis. o caso da americana Continental Airlines, que anunciou recentemente a realizao do primeiro voo de demonstrao, com o uso de biocombustvel. Assim, as pesquisas realizadas pelo grupo da Unicamp podem contribuir com o desenvolvimento de processos de produo viveis para a obteno de biocombustveis para a aviao por propulso a jato, um segmento importante nos transportes, estando no mbito do empenho mundial na reduo da emisso de poluentes, avaliam os pesquisadores. Os biocombustveis, como o bioquerosene, tm ainda outra vantagem em relao aos combustveis tradicionais: eles so provenientes de fontes renovveis. "Alm disso, sendo produzido a partir de fontes renovveis e obtidas no Pas, o bioquerosene poder contribuir para a independncia tecnolgica nacional, alm de agregar valor matria-prima", dizem os pesquisadores.

9.4 O AH-2 Sabre (MI-35) o primeiro helicptero da FAB concebido especificamente para misses de ataque. 21/04/2010Com a chegada do Sabre, a Fora Area Brasileira recebe o primeiro helicptero que foi concebido especificamente para a guerra. A aeronave de ataque utilizada era o H50 Esquilo, originalmente de uso civil, adaptada para funes militares. O Sabre diferente porque j nasceu com Dna militar. A nova arma da FAB possui uma srie de recursos que os pilotos de helicptero brasileiros, at hoje, s tinham visto de longe. A aeronave tem blindagem, canho orgnico de 23 milimetros, de cano duplo, montado em uma torre mvel frontal, capacidade de lanamento de foguetes e msseis ar-superfcie, 29

supressor de calor que dificulta a viso da aeronave por infravermelho e uma srie de contra-medidas. Eu chego a ficar arrepiado, diz o Tenente Leonardo Bezerra Salim, um dos pilotos do Esquadro Poti, que j est operando com as novas aeronaves. um salto operacional esperado por geraes de pilotos de helicptero da FAB, disse. Os Sabres vo reforar a capacidade de pronta resposta e a presena da FAB na Amaznia Ocidental. Uma regio estratgica para o Pais. Eles iro atuar no Policiamento do Espao Areo da regio e ajudar a coibir ilcitos na rea da fronteira. Para operar essas aeronaves o Comando da Aeronutica iniciou a transferncia do Esquadro Poti, da cidade de Recife (PE) para a Base Area de Porto Velho. Ns protegeremos a Amaznia para ns e para o mundo, e que o mundo saiba disso, afirmou o ministro Jobim. O Esquadro Poti e seus novssimos AH-2 Sabre sero poderosos instrumentos dessa proteo. A partir de agora, esto prontos para enfrentar qualquer ameaa.

9.5 Avio espio no-tripulado faz vo de apresentao no Paran

A aeronave de observao comprada pelo governo federal para vigiar as fronteiras do Brasil foi apresentada nesta quinta-feira em So Miguel do Iguau, a 40 quilmetros de Foz do Iguau (PR). O ministro da Justia, o petista Jos Eduardo Cardozo, acompanhou o vo de apresentao da fase operacional do Vant (Veculo Areo No Tripulado). Coordenado pela Polcia Federal, o avio sem piloto foi apresentado pela primeira vez em julho de 2009, mas pouco saiu do cho. Problemas operacionais e at falta de combustvel impediram o funcionamento do aparelho. Cardozo disse que, dessa vez, o equipamento inicia a vigilncia de forma contnua na trplice fronteira de Brasil, Paraguai e Argentina. O projeto prev o funcionamento de 14 aeronaves em diferentes regies do territrio nacional. Cada base completa (aeronaves, radares, cmeras, centro de controle e treinamento) custa US$ 40 milhes. Segundo o Ministrio da Justia, a previso investir R$ 600 milhes at a Copa de 2014 em tecnologia, compra de bases areas, capacitao e aquisio de centros de controle. Sobre a implantao do sistema em outros pontos crticos do Brasil, Jos Eduardo Cardozo disse que prefere no fazer previses e que est avaliando o desempenho do Vant. Por enquanto, comear a operar de forma efetiva apenas um avio para vigiar a regio de Foz do Iguau. Estamos avaliando a data de chegada dos outros dois veculos para essa primeira base, disse Alessandro Moretti, coordenador-geral do Cintepol (Centro Integrado de Inteligncia Policial e Anlise Estratgica), da Polcia Federal. O Vant tem 16 metros de envergadura e pesa 1.250 quilos. Sua capacidade de vo de 37 horas seguidas, desde que at 1.500 quilmetros da base de controle, que tem comunicao por satlite. Essa autonomia permite ao avio sobrevoar todo o lago de Itaipu, com 170 quilmetros extenso de Foz do Iguau a Guara (oeste do Paran). Durante o vo, a aeronave fotografa e filma pessoas e objetos com cmeras diurnas e noturnas, a 10 mil metros, sem perder a nitidez. A transmisso das imagens feita em tempo real. Para Moretti, o custo de funcionamento considerado baixo (US$ 500,00 cada hora de vo).

9.6 Nanocompsitos podem viabilizar avio-Transformer30

Compsitos so materiais hbridos, resultantes da mistura de polmeros com materiais naturais, metais, fibras ou cermicas. Os nanocompsitos so materiais desse tipo, mas cuja estrutura projetada e sintetizada em nanoescala. Cientistas ligados NASA esto agora estudando uma nova srie de nanocompsitos capazes de "reagir a estmulos". Materiais reativos De forma semelhante a um ser vivo, por exemplo, afastando-se rapidamente de uma fonte de calor, esses nanocompsitos reativos alteram suas propriedades mecnicas quando expostos a campos eltricos, campos magnticos ou a algum tipo de radiao eletromagntica. A alterao das propriedades desses "materiais mutantes" deriva de interaes sinergsticas entre a matriz de polmero e seu material de preenchimento. Os pesquisadores agora conseguiram desenvolver um novo material com uma capacidade de reao significativa a um campo eltrico, o que significa que ele pode ser usado como atuador para exercer uma fora, por exemplo - ou sofrer uma deformao..

9.7 Avies que mudam de formaUm dos objetivos primrios da pesquisa o desenvolvimento de avies que possam se adaptar s condies de voo alterando seu prprio formato - eles so chamados de avies morfolgicos (morphing planes). Por exemplo, um avio precisa de grande sustentao nas baixas velocidades de decolagem e pouso, mas isso compromete sua aerodinmica para o voo em alta velocidade. Hoje, esse equilbrio obtido cedendo-se dos dois lados, o que significa que os avies no so timos em nenhuma das duas situaes. Alguns sistemas de asas mveis tentam contornar esse compromisso, mas com um custo e uma complexidade elevados demais para serem usados em aplicaes teis - na aviao civil, por 31

exemplo. Mas esses materiais adaptativos so promissores para inmeras outras aplicaes, de stents e implantes mdicos a automveis e telescpios.

Do nano ao macroOs maiores entraves ao uso desses materiais inovadores esto nas restries de temperatura e no fato de que os prottipos at agora desenvolvidos suportam poucos ciclos de funcionamento - o que significa que eles perdem sua capacidade de se "transformar" com o uso. Os pesquisadores descobriram que a sada pode estar no uso de nano tubos de carbono no meio dos chamados nanocompsitos polimricos eletrorrestritivos (PNC: Electrostrictive Polymer Nanocomposites). De forma surpreendente, os pesquisadores descobriram que as nanopartculas so essenciais para a construo dos materiais eletroativos, mas a capacidade final do material para mudar de forma depende das suas caractersticas finais em macroescala. Os resultados mostraram que a atuao eletrotermal do nanocompsito no depende da composio do material que preenche a matriz de polmero, mas apenas da condutividade final do material pronto - da a importncia dos nanotubos de carbono, com sua excepcional condutividade. O trabalho estabelece um novo patamar para as pesquisas, permitindo que os cientistas selecionem os melhores materiais de preenchimento, calculem sua quantidade tima e descubram novas tcnicas de processamento - tudo para otimizar o comportamento morfolgico final do material.

9.8 Avio solarUm avio experimental movido totalmente a energia solar realizou seu primeiro voo internacional nesta sexta-feira. O aparelho chamado Solar Impulse ("Impulso Solar", em ingls) saiu do aeroporto de Payerne, na Sua, em direo a Bruxelas, na Blgica. A viagem de doze horas um teste para a capacidade do Solar Impulse de fazer percursos usados por avies comerciais. No ano passado, a aeronave j bateu o recorde de maior tempo de voo obtido por um avio movido a energia solar, ficando no ar por 26 horas, 10 minutos e 19 segundos. O primeiro voo do avio solar foi realizado em Abril de 2010. 32

O Solar Impulse, que tem capacidade para apenas um tripulante, j realizou diversos voos dentro da Sua - como entre os aeroportos de Genebra e Zurique, por exemplo. "Pilotar uma aeronave como a Solar Impulse pelo espao areo europeu e pousar em um aeroporto internacional um desafio incrvel para todos ns, e o sucesso disso depende do apoio das autoridades", diz o piloto e cocriador do avio, Andre Borschberg. Em um prazo de at trs anos, a equipe do Solar Impulse planeja realizar voos transatlnticos e completar uma volta ao mundo, sempre em misses tripuladas.

Capitulo 10 - O Impacto socioeconmico e Ambiental do Transporte AreoNa primeira dcada do sculo XXI, a aviao comercial uma das atividades mais importantes para o desenvolvimento da sociedade. As contribuies para o desenvolvimento econmico, para a comunicao entre povos e culturas, para a integrao da sociedade global e para o bem estar da populao so benefcios reconhecidos por todos. Segundo dados do Air Transport Action Group (ATAG),coalizo de especialistas da industria da aviao que focam no desenvolvimento sustentvel, o sistema de transporte areo mundial move 2,4 milhes de passageiros por ano, incluindo 40% de turismo internacional; transporta 35% do comrcio internacional; cria aproximadamente 32 milhes de postos de trabalho; e gera impacto econmico anual de 3,56 milhes de dlares, o que equivale a 7,5% da riqueza mundial. Em contrapartida, podemos destacar consequncias negativas, causadas pelo transporte areo: Rudo nas adjacncias dos aeroportos- efeito que apenas recentemente tem sido preocupao primordial das autoridades aeronuticas, fabricantes de aeronaves, operadores aeroporturios, companhias areas e, evidentemente, das comunidades residentes no entorno.Rudos superiores a 90 dB agem de forma traumatizantes no ouvido humano,sendo que o rudo do avio a jato na decolagem pode chegar a mais de 140 dB. As emisses que prejudicam a qualidade do ar- combustvel mais utilizado na aviao comercial, o querosene, produz, devido a sua combusto, uma srie de produtos que podem deteriorar-se em alta concentrao, a qualidade do ar, tornando-o perigoso para os seres vivos. Os principais elementos nocivos so o monxido de carbono, os hidrocarbonetos gasosos no queimados, os xidos de nitrognio e as partculas slidas. consumo de matrias-primas no-renovveis- dentre as quais se destacam os derivados do petrleo empregados como combustveis (querosene e gasolina de aviao),atualmente a aviao consome 12% do combustvel destinado aos transportes e alguns metais importantes para a indstria aeronutica, como o alumnio e titnio. A operao aeroporturia incompatvel com alguns tipos de fauna, em particular aves que podem ser sugadas pelos motores das aeronaves. O afastamento das aves pode ser feito de diversas formas, mas necessrio que se evite, sobretudo, o crescimento de vegetao que favorea a construo de ninhos e alimentao,ou possa abrigar as aves durante perodos de migrao 33

ConclusoApesar dos crescentes problemas enfrentados pela aviao em geral, acredita- se que o sculo XXI ser de avanos para aviao. Avies e foguetes oferecem capacidades nicas em termos de velocidade e de capacidade de passageiros e de carga que no devem ser subestimados. Na medida em que pessoas possuem a necessidade de comover-se de um ponto ao outro rapidamente, a aviao sempre necessria. .

Referencias:Museu do ar:Nas asas da memria. Hyundai News,2011,p.45. Bibliografia: Metcalf,Jonathan.flight:100 years of Aviation. Milbrooke,Anne Marie. Aviation History Thurston,David B.The Worlds Most Significant and Magnificent Aircraft:Evolution of the Modern Airplane. Costa,fernado Hipplyto da.Santos Dumont ,Histria e Iconografia. Costa,Ferdinando Hipollyto da. Sintese Cronologica da Aeronutica brasileira(1685-1941). Fonte: Institudo de Fsica da UFRGS Fonte: Arturo Benito,O impacto Ambiental do transporte Areo,abril 2009 Fonte:Revista Epoca,n588,24 de agosto de 2009 Fonte:The Company:Profile:embraer.com http://www.plastval.pt/index.asp?info=plastico/aplicacoes http://egom.com.br/release.asp?rel=4219 http://www.vetorial.net/~hammes/boero.html http://pt.wikipedia.org/wiki/Airbus_A380 http://pt.wikipedia.org/wiki/Airbus_A320 http://www.portalbrasil.net/airbus_380.htm --> capacidade de combustvel http://pt.wikipedia.org/wiki/GLARE http://pt.wikipedia.org/wiki/Fibra_de_carbono http://pt.wikipedia.org/wiki/Combust%C3%ADvel_de_jato

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