materiais para avião

UnilesteMG - Centro Universitaacuterio do Leste de Minas Gerais

Curso de Engenharia de Materiais

Projeto de Pesquisa do Programa Interdisciplinar ndash PI

ldquoAviaccedilatildeordquo

ADRIANO ALEX ALMEIDA AMOacuteS MAGALHAtildeES SOUZA IGOR

ALAN GOMES SOARES (PIMPA) CIRO BARAK FILHO

Coronel Fabriciano 21 de novembro de 2009


Adriano Alex de Almeida Amoacutes Magalhatildees Souza Igor Alan

Gomes Soares Ciro Baraky Filho


Relatoacuterio apresentado ao curso de

Engenharia de Materiais do Centro

Universitaacuterio do Leste de Minas Gerais

Aacuterea de concentraccedilatildeo Ciecircncias Exatas

Orientador Prof Tarciacutesio


SUMAacuteRIO

RESUMOiv

1 ndash INTRODUCcedilAtildeO 1

2 - OBJETIVO 2

3 - DESENVOLVIMENTO8

31 ndash Aerodinacircmica8

32 - Componentes baacutesicos

33 - Tipos de aviotildees

34 ndash Seleccedilatildeo de Materiais13

341 - Fator fadiga13

342 - Resistecircncia a oxidaccedilatildeo

343 - Resistecircncia mecacircnica e peso 15

35 - Composiccedilatildeo dos aviotildees

36 ndash Tendecircncia em materias15

4 - CONCIDERACcedilOtildeES FINAIS 17

5 - REFEREcircNCIAS 18

RESUMO

A aerodinacircmica eacute uma das ciecircncias mais importantes para um aviatildeo Uma aeronave

para voar precisa necessariamente de um fluxo constante de ar pelas asas para a sua

sustentaccedilatildeo Este estaacute sujeito a quatro forccedilas baacutesicas peso sustentaccedilatildeo arraste e

empuxo Satildeo classificados quanto ao seu tipo de equipamento para proporcionar

empuxo dividindo em monomotores bimotores turbo-heacutelices a jato e supersocircnicos

Para a escolha de materiais para se fabricar um aviatildeo (seleccedilatildeo de materiais) haacute uma

responsabilidade enorme por se tratar de um meio de transporte Hoje a maior parte da

estrutura deles eacute construiacuteda com titacircnio accedilo e alumiacutenio mas a grande tendecircncia eacute

utilizar materiais ainda mais leve como plaacutesticos e compoacutesitos sem deixar o fator

seguranccedila de lado Para seleccedilatildeo de novos materiais os criteacuterios principais satildeo

resistecircncia a fadiga resistecircncia a corrosatildeo pesos e resistecircncia mecacircnica

Projetistas e engenheiros procuram insistentemente formas de utilizar cada vez

menos recursos para obter melhor desempenho Isto requer o desenvolvimento de novos

materiais e novos modos de combinaccedilatildeo de materiais para obter melhores produtos

resultando em diversos benefiacutecios atraveacutes de inuacutemeras aplicaccedilotildees diferentes Os

materiais compoacutesitos estatildeo se destacando pelo seu conjunto de propriedades tendo uma

uniatildeo do que cada material oriundo tem pra oferecer de melhor tendo no final um

material com propriedades fantaacutesticas

1 ndash INTRODUCcedilAtildeO

Desde quando aviotildees comerciais com tempo de uso ainda na meacutedia do que eles

aguumlentariam comeccedilaram a partir no ar comeccedilou um estudo para se obter as causas de

tamanhos desastres Foi entatildeo descoberto o mal que assombrava os aviotildees chamado

pelos engenheiros de fadiga Entatildeo os engenheiros desenvolver teste e criteacuterios mais

minuciosos o possiacutevel para barrar tamanhas falhas e comeccedilaram a buscar por novos

mateacuterias cada vez mais resistentes e leves tendo assim no final ganhos com relaccedilatildeo a

consumo jaacute que um aeronave mas leve teria uma maior autonomia de vocirco

2 - OBJETIVO

Este estudo tem como objetivo a busca de conhecimento em seleccedilatildeo de mateacuterias na

industria aeronaacuteutica correlacionando seguranccedila resistecircncia gastos e a seleccedilatildeo de

materiais

iii

3 ndash DESENVOLVIMENTO

31- Aerodinacircmica

Duas caracteriacutesticas comuns a todos os aviotildees satildeo a necessidade de um fluxo

constante de ar pelas asas para a sustentaccedilatildeo da aeronave e a necessidade de uma aacuterea

plana e livre de obstaacuteculos onde eles possam alcanccedilar a velocidade necessaacuteria para

decolar e alccedilar vocirco ou diminuiacute-la no caso de uma operaccedilatildeo de pouso

Eacute importante compreender as quatro forccedilas baacutesicas da aerodinacircmica

sustentaccedilatildeo peso empuxo e arrasto

Fonte httpwwwportalsaofranciscocombralfacomo-funciona-o-aviaocomo-funciona-o-aviao-1php

Para um aviatildeo voar em linha reta e nivelado as seguintes relaccedilotildees devem ser

verdadeiras

Empuxo = Arrasto

Sustentaccedilatildeo = Peso

Se o arrasto superar o empuxo o aviatildeo vai perder velocidade Se o empuxo

aumentar e superar a forccedila de arrasto o aviatildeo vai acelerar

Da mesma forma se a sustentaccedilatildeo for menor que o peso do aviatildeo o aviatildeo

desceraacute Ao aumentar a sustentaccedilatildeo o piloto faz o aviatildeo subir

Sustentaccedilatildeo eacute a forccedila aerodinacircmica que manteacutem um aviatildeo no ar Nos aviotildees

grande parte da sustentaccedilatildeo necessaacuteria para manter o aviatildeo no ar eacute criada pelas asas A

iv

forccedila em uma asa (ou qualquer outro objeto soacutelido) imersa em um fluido em

movimento e atua de forma perpendicular ao fluxo do fluido (arrasto eacute a mesma coisa

soacute que atua paralelamente agrave direccedilatildeo do fluxo de fluido) A forccedila liacutequida eacute criada por

diferenccedilas de pressatildeo geradas por variaccedilotildees na velocidade do ar em todos os pontos ao

redor da asa Essas variaccedilotildees de pressatildeo satildeo causadas pela interrupccedilatildeo e pelo desvio do

fluxo de ar que passa pela asa A distribuiccedilatildeo de pressatildeo medida em asas tradicionais se

assemelha ao seguinte diagrama


Formato da asa

O formato de aerofoacutelio padratildeo que explicamos acima natildeo eacute o uacutenico formato

para uma asa Por exemplo os aviotildees de acrobacias (aqueles que voam de cabeccedila para

baixo por longos periacuteodos em demonstraccedilotildees aeacutereas) e aeronaves supersocircnicas tecircm

perfis de asa que satildeo um pouco diferentes do esperado

Fontehttpwwwportalsaofranciscocombralfacomo-funciona-o-aviaocomo-funciona-o-aviao-2php

O aerofoacutelio superior eacute comum para um aviatildeo de acrobacias e o aerofoacutelio inferior

eacute comum para caccedilas supersocircnicos Observe que ambos satildeo simeacutetricos tanto na parte

v

superior quanto na inferior Aviotildees de acrobacias e jatos supersocircnicos obtecircm sua

sustentaccedilatildeo exclusivamente do acircngulo de ataque da asa

Acircngulo de ataque

O acircngulo de ataque eacute o acircngulo da asa em relaccedilatildeo ao ar que se aproxima - eacute ele

que determina a espessura da fatia de ar que a asa estaacute atravessando Por determinar essa

fatia o acircngulo de ataque tambeacutem dita agrave sustentaccedilatildeo que a asa gera (embora este natildeo seja

o uacutenico fator)



Partes fixas

A presenccedila de asa(s) o que parece ser um par de asas eacute na verdade uma

estrutura uacutenica rigidamente conectada com a fuselagem da aeronave Os aviotildees podem

ser monoplanos (uma asa) biplanos (duas asas) ou triplanos (trecircs asas) A maioria dos

aviotildees satildeo monoplanos A asa eacute tambeacutem onde geralmente se armazena o combustiacutevel da

aeronave

A presenccedila de uma fuselagem ou corpo principal em aeronaves menores o

combustiacutevel eacute estocado na parte traseira do seu corpo principal

Um motor (grupo moto propulsor) que serve para o empuxo da aeronave tanto no solo

quanto no ar Um motor pode ser uma turbina a jato (motor a reaccedilatildeo) um turbo-heacutelice

ou a pistatildeo O(s) motor(es) podem estar localizados sob ou sobre as asas eou na parte

traseira ou frontal da fuselagem

vi


Partes moacuteveis

Ailerons Estatildeo localizados na asa da aeronave Atuam sempre ao mesmo tempomas

em direccedilatildeo inversa alterando a sustentaccedilatildeo nas pontas da asa para que assim o aviatildeo

possa rolar em torno do seu eixo longitudinal (bancagem)

Leme Que se situa na maioria dos aviotildees na parte traseira da aeronave que tambeacutem

conhecida como cauda ou empenagem eacute uma parte moacutevel da aeronave que permite que

a mesma gire em torno de seu eixo vertical (guinada)

Profundores Estatildeo localizados em um aerofoacutelio de perfil simeacutetrico (estabilizador

horizontal) A funccedilatildeo dos elevadores eacute de basicamente alterar a estabilidade da asa para

que a aeronave possa rolar em torno do eixo lateral (subir e abaixar o nariz ou picar e

cabrar)

vii

Compensadores Superfiacutecies que tem como finalidade diminuir a forca necessaacuteria a ser

exercida pelo piloto durante as manobras de rolagem (bancagem) guinada e

picadascabradas assim como neutralizar a tendecircncia de movimento da aeronave (como

por exemplo na perda de um dos motores) Normalmente satildeo pequenas aletas na parte

mais interna dos ailerons e profundores No leme podem ser localizados na parte mais

baixa do mesmo mais junto ao charuto

Estabilizador vertical Eacute um aerofoacutelio de perfil simeacutetrico que tem como finalidade

evitar que a aeronave glisse ou derrape durante uma curva (embora sozinho natildeo seja

capaz de evitar que esses efeitos ocorram) aleacutem de ser suporte do leme direcional

responsaacutevel pela guinada

Estabilizador horizontal Eacute um aerofoacutelio de perfil simeacutetrico que estaacute localizado na

empenagem da aeronave contra-balanceando a instabilidade da asa (que eacute gerada pela

sustentaccedilatildeo) para que a aeronave possa manter uma atitude em vocirco suficiente para

poder subir eou voar em uma altitude de cruzeiro e descer Assim como o estabilizador

vertical eacute uma superfiacutecie vital na aeronave para que ela possa ser voaacutevel Em algumas

aeronaves de grande velocidade (alguns jatos comerciais ou turbo-heacutelices) o mesmo

serve como compensador sendo chamado tambeacutem de stab trim ou simplesmente trim

Trem de pouso ou trem de aterrissagem Permitem que o aviatildeo transite em solo

Flaps Eacute um dispositivo hipersustentador Mudam o perfil da asa do aviatildeo ajudando na

sustentabilidade e no controle da velocidade da aeronave no ar ambas em operaccedilotildees de

baixa velocidade - especialmente importantes nas operaccedilotildees de pouso e

decolagemAtualmente os mais utilizados satildeo os flaps Fowler que aleacutem de aumentar a

curvatura da asas aumenta tambeacutem a aacuterea desta aumentando assim a sustentaccedilatildeo

viii


Aviotildees monomotores bimotores e turbo-heacutelices

Os aviotildees monomotores bimotores e turbo-heacutelices fazem uso de um motor que

faz girar uma heacutelice criando o empuxo necessaacuterio para a movimentaccedilatildeo da aeronave

para frente Em particular os turbo-heacutelices satildeo motores agrave reaccedilatildeo (jato) que impulsionam

uma heacuteliceSatildeo relativamente silenciosos mas possuem velocidades capacidade de

carga e alcance menores do que os similares a jato Poreacutem satildeo sensivelmente mais

baratos e econocircmicos do que os aviotildees a jato o que os torna a melhor opccedilatildeo para

pessoas que desejem possuir um aviatildeo proacuteprio ou para pequenas companhias de

transporte de passageiros eou carga

Aviotildees a jato

Aviotildees a jato fazem uso de turbinas para a criaccedilatildeo da forccedila necessaacuteria para a

movimentaccedilatildeo da aeronave para frente Aviotildees a jato possuem muito mais forccedila e criam

um empuxo muito maior do que aviotildees que fazem uso de turbo-heacutelices Como

consequumlecircncia podem carregar muito mais peso e possuem maior velocidade do que

turbo-heacutelices Um poreacutem eacute a grande quantidade de som criada por uma turbina isto

torna aviotildees a jato uma fonte de poluiccedilatildeo sonora

Aviotildees a jato possuem altas velocidades de cruzeiro (700 a 900 kmh) e velocidades de

decolagem e pouso (150 a 250 kmh)

Numa operaccedilatildeo de aterrissagem devido agrave alta velocidade o aviatildeo a jato faz

grande uso dos flaps para permitir uma aproximaccedilatildeo em velocidade mais baixa (pois

estes aumentam a superfiacutecie das asas e consequumlentemente a sustentaccedilatildeo) e do reverso (a

ix

turbina gera um fluxo de ar para frente e natildeo para traacutes) com o intuito de diminuir a

velocidade da aeronave apoacutes tocar o solo

Aviotildees supersocircnicos

Os Aviotildees supersocircnicos como o Concorde e caccedilas militares fazem uso de

turbinas especiais que geram a maior potecircncia necessaacuteria para o vocirco mais raacutepido que a

velocidade do som Aleacutem disso o desenho do aviatildeo supersocircnico apresenta certas

diferenccedilas com o desenho em aviotildees subsocircnicos tudo de modo a superar do modo mais

faacutecil possiacutevel o atrito do aparelho com o ar

Nos caccedilas a aacuterea quadrada da asa eacute reduzida visando o menor atrito com o ar

(que permite alcanccedilar velocidades extremas) necessitando de uma velocidade muito

grande para compensar essa caracteriacutestica A velocidade de lanccedilamento de certos caccedilas

chega a 300 kmh outros precisam de mais velocidade Por isso vocecirc jamais vai ouvir

que um caccedila fez um pouso forccedilado pois na ausecircncia de altas velocidades essa aeronave

natildeo plana

O vocirco em velocidade supersocircnica cria muito mais poluiccedilatildeo sonora do que o vocirco

em velocidades subsocircnicas Isto limita os vocircos supersocircnicos a aacutereas de baixiacutessima ou

nenhuma densidade populacional Quando passam em uma aacuterea de maior densidade

populacional os aviotildees supersocircnicos satildeo obrigados a voar em velocidade subsocircnica

Algumas aeronaves satildeo capazes de voarem em velocidades hipersocircnicas

geralmente velocidades que superam cinco vezes a velocidade do som

x

34 - Seleccedilatildeo de Materiais

Os criteacuterios de seleccedilatildeo de materiais satildeo muito importantes na fabricaccedilatildeo dos

meios de transporte e na induacutestria aeronaacuteutica torna-se mais importante ainda pois no

caso de um acidente o risco de mortalidade eacute extremamente alto erros miacutenimos eou

tempo adverso podem causar seacuterios acidentes

Hoje a maior parte da estrutura deles eacute construiacuteda com titacircnio accedilo e alumiacutenio

Mas as faacutebricas jaacute utilizam outros materiais agrave base de plaacutestico e fibra de carbono para

deixar as aeronaves comerciais mais leves Essas combinaccedilotildees de plaacutesticos e fibra de

carbono satildeo chamadas de materiais compoacutesitos de menor peso e grande resistecircncia

Na fabricaccedilatildeo de aviotildees alguns criterios de escolha de materias satildeo

extremamente importante As fabricantes de aviotildees querem materiais mais leves para

que consumam menos combustiacutevel pois aleacutem de reduzir custos na operaccedilatildeo diminui as

emissotildees de gases do efeito estufa Mas esse desejo natildeo pode afetar a seguranccedila da

aeronave e para atingir estes objetivos realizam frequumlentemente estudos buscando

desenvolver novos materiais ou melhorar os jaacute existentes os criteacuterios mais

representativos na aeronaacuteutica satildeo resistecircncia mecacircnica resistecircncia a oxidaccedilatildeo

resistecircncia a fadiga e peso

341- Fator Fadiga

Nas aeronaves ocorrem repetitivas cargas ciacuteclicas satildeo cargas que acontecem no

regime elaacutestico ou seja o material se alongar de forma imperceptiacutevel ao aliviada a

carga a peccedila volta a seu comprimento original Em um aviatildeo isso acontece em

diferentes fases do vocirco desde a decolagem ateacute a aterrissagem passando pela subida

cruzeiro turbulecircncias e curvas mesmo sendo cargas baixas acabam provocando

deformaccedilotildees permanentes trincas e ateacute colapso do material Eacute o que chamamos de

fadiga

A vida uacutetil de um aviatildeo eacute o numero de ciclos que a estrutura pode suportar

selecionar um material de alta resistecircncia a fadiga eacute proporcionar uma maior vida uacutetil

para uma aeronave

xi


Os aviotildees estatildeo frequumlentemente em contato coma atmosfera por isso eacute

necessaacuterio selecionar materiais com resistecircncia a oxidaccedilatildeo caso contrario o preccedilo de

manutenccedilatildeo seria inviaacutevel porque em materiais sem resistecircncia a oxidaccedilatildeo haacute uma

constante perda de aacutetomos para a formaccedilatildeo de oacutexidos com isso seria necessaacuterio trocar

determinadas peccedilas ou pintaacute-las em determinado tempo

343 - Resistecircncia mecacircnica e peso

Na construccedilatildeo de meios de transportes levam em consideraccedilatildeo diversos

requisitos haacute uma busca de materiais com maior resistecircncia com menor peso na

induacutestria aeronaacuteutica estes dois requisitos satildeo muito importantes

Eacute necessaacuterio escolher materiais resistentes para construccedilatildeo dos aviotildees pois eles

passam por diversos esforccedilos durante a utilizaccedilatildeo mesmo tempo a uma necessidade de

materiais leves para reduzir o consumo

A partir da deacutecada de 30 com o desenvolvimento das chapas de alumiacutenio o

metal tornou-se componente obrigatoacuterio do revestimento dos aviotildees

xii


A maior parte da estrutura dos aviotildees eacute construiacuteda com titacircnio accedilo e alumiacutenio




Estudos mostram que no Boeing 777 por exemplo 70 do peso eacute alumiacutenio 11 accedilo

7 titacircnio e 11 satildeo materiais compoacutesitos No Airbus A-380 o maior aviatildeo de

passageiros do mundo com trecircs andares e capacidade para 555 pessoas 61 do peso eacute

alumiacutenio 3 accedilo 7 titacircnio e 25 satildeo compoacutesitos Jaacute no Embraer 170 com

capacidade para 70 a 80 assentos a proporccedilatildeo de alumiacutenio no peso eacute maior do que nos

aviotildees dos concorrentes mdash 81 mdash enquanto a proporccedilatildeo de compoacutesitos eacute menor 13

O alumiacutenio apresenta diversas propriedades algumas delas faz do alumiacutenio o

metal mais utilizado na induacutestria aeronaacuteutica como

Baixo peso O alumiacutenio apresenta densidade de 27 gcm3 aproximadamente 13

da densidade do accedilo

Excelente condutividades eleacutetrica e teacutermica (de 50 a 60 da condutividade do

cobre

Resistente agrave corrosatildeo atmosfeacuterica agrave corrosatildeo em meio aquoso

(inclusive aacutegua salgada) agrave oacuteleos e diversos produtos solventes

Ductilidade elevada (estrutura CFC) permitindo conformaccedilatildeo de

componentes com elevados valores de deformaccedilatildeo

Natildeo eacute ferromagneacutetico (caracteriacutestica importante para aplicaccedilotildees

eletroeletrocircnicas)

A resistecircncia mecacircnica do alumiacutenio puro eacute baixa (~90MPa) entretanto

nele podem ser empregados mecanismos de endurecimento

Segundo a EMBRAER ndash Empresa Brasileira de Aeronaacuteutica considerada a

quarta maior empresa de aviaccedilatildeo civil no mundo as ligas de alumiacutenio satildeo aplicadas em

cerca de 70 dos componentes estruturais dos aviotildees

Na aeronaacuteutica as ligas da famiacutelia 2XXX e 7XXX tratadas termicamente por

precipitaccedilatildeo satildeo as mais utilizadas

xiii

Na serie 2XXX o cobre eacute o elemento de liga principal e na maioria das ligas o

Mg eacute o elemento de liga secundaacuterio Satildeo ligas trataacuteveis termicamente podendo apoacutes os

tratamentos atingir-se a resistecircncia de accedilo baixo carbono (450 MPa) A resistecircncia agrave

corrosatildeo das ligas da seacuterie 2xxx eacute inferior a de outras ligas de alumiacutenio Sob certas

condiccedilotildees estas pode apresentar corrosatildeo intergranular As ligas desta seacuterie apresentam

boa usinabilidade e caracteriacutesticas de soldagem limitadas (exceto a liga 2219)

Aplicaccedilotildees

1048707 componentes com elevada relaccedilatildeo resistecircnciapeso sujeitos a temperaturas inferiores

agrave 130ordmC

1048707 rodas forjadas para a induacutestria aeronaacuteutica e de caminhotildees

1048707 fuselagem e componentes estruturais de aeronaves (vide figura)

1048707 componentes de suspensatildeo de automoacuteveis

Na serie 7XXX o zinco eacute o elemento de liga principal adicionado em

quantidades entre 1 e 8 Adiccedilotildees em conjunto com Mg resultam em ligas trataacuteveis

termicamente com resistecircncia mecacircnica elevada Normalmente Cu e Cr tambeacutem satildeo

adicionados em pequenas quantidades Satildeo empregadas em uma seacuterie de aplicaccedilotildees

como nos revestimentos da fuselagem e asas cavernas usinadas e conformadas

longarinas nervuras diversos perfis estruturais reforccediladores etc

xiv

33- Tendecircncia em mateacuterias




resultando em diversos benefiacutecios atraveacutes de inuacutemeras aplicaccedilotildees diferentes Na

aviaccedilatildeo os materiais mais leves permitem que por exemplo os aviotildees utilizem menos

combustiacutevel entre vaacuterios benefiacutecios os materiais com grande desempenho

possibilitaram o alcance de novos recordes mundiais Para alcanccedilar tais objetivos os

materiais compoacutesitos avanccedilados estatildeo em alta Compoacutesitos satildeo obtidos pela

combinaccedilatildeo em escala macroscoacutepica de materiais distintos Em escala macroscoacutepica

quer dizer sem que a combinaccedilatildeo mude a estrutura molecular e caracteriacutesticas dos

produtos originais Compoacutesitos jaacute estatildeo nos aviotildees da Embraer da Boeing da Airbus O

desafio atual de todas as grandes companhias eacute usar compoacutesitos nas maiores estruturas

do aviatildeo que satildeo as asas e a fuselagem

Nos aviotildees o compoacutesito eacute formado pela junccedilatildeo de carbono epoacutexi uma matriz de

resina e fibra de carbono combinaccedilatildeo cujo resultado final lembra o plaacutestico A resina eacute

compactada para eliminaccedilatildeo de espaccedilos vazios que poderiam causar defeitos estruturais

na peccedila que for fabricada com o compoacutesito Esse procedimento eacute interessante porque

confere flexibilidade bastante grande em termos de processos de fabricaccedilatildeo E embora

o material seja bastante caro eacute possiacutevel fazer peccedila de material compoacutesito mais leve

mais resistente e mais barata do que a que usa o componente metaacutelico por conta desse

processo de fabricaccedilatildeo Nem todas as caracteriacutesticas dos compoacutesitos fazem deles

preferiacuteveis aos materiais metaacutelicos O compoacutesito eacute totalmente despedaccedilado em casos de

impacto ao contraacuterio do material metaacutelico feito para absorver impactos Eacute um aspecto

muito importante para o setor automobiliacutestico por exemplo O uso de compoacutesito no

setor aeronaacuteutico enfrenta um problema bastante prosaico mas importante O compoacutesito

tem condutividade eleacutetrica e teacutermica muito baixa o que causa problema com raios Por

causa dessas caracteriacutesticas quando um raio atinge um material compoacutesito haacute uma

concentraccedilatildeo de energia e ele queima o local provocando um furo Pode ateacute explodir o

xv

aviatildeo dependendo de onde o raio atingi-lo jaacute que os tanques de combustiacutevel ficam nas

asas A metalizaccedilatildeo surge como medida paliativa pela instalaccedilatildeo de uma tela de

proteccedilatildeo de alumiacutenio ou cobre esta uacuteltima a mais comum Por outro lado o cobre eacute

pesado (sua densidade eacute seis vezes maior do que a do compoacutesito) e caro Hoje estaacute se

falando bastante no uso de nanotubos Eacute um avanccedilo importante em termos eleacutetricos

porque seu uso aumenta muito a condutividade eleacutetrica Soacute que esses desenvolvimentos

estatildeo em andamento natildeo estatildeo disponiacuteveis em escala comercial O preccedilo tambeacutem eacute

empecilho para o uso de nanotubos

Os materiais metaacutelicos levam vantagem ainda na questatildeo da proteccedilatildeo da

instrumentaccedilatildeo eletrocircnica Quando um raio atinge um aviatildeo o que ocorre com bastante

frequumlecircncia apesar de os passageiros natildeo notarem porque os materiais metaacutelicos agem

como isolante eleacutetrico haacute uma perturbaccedilatildeo bastante severa no campo magneacutetico que

eventualmente pode interferir nos comandos de vocirco e na instrumentaccedilatildeo do aparelho

Como o compoacutesito tem baixa condutividade eleacutetrica ele natildeo funcionaria da mesma

forma que os materiais metaacutelicos quando se trata do isolamento eleacutetrico Todo o

desenvolvimento dessa tecnologia depende basicamente da determinaccedilatildeo do niacutevel de

seguranccedila de projeto de quanto dano a estrutura pode suportar sem arriscar integridade

da aeronave

Quando uma empresa determina natildeo tolerar nenhuma falha nem mesmo na

matriz o material composto fica mais caro e pesado que o metaacutelico O desafio para a

competitividade comercial do compoacutesito eacute adquirir um niacutevel de conhecimento tal que

permita usar niacuteveis de coeficientes de seguranccedila mais baixos sem afetar a integridade da

aeronave detalha Se forem usados niacuteveis muito altos a aeronave natildeo vai cair mas natildeo

voa de tatildeo pesada que fica O principal desafio eacute nesse sentido peso resistecircncia e

seguranccedila

Aleacutem dos materiais compoacutesitos existem outros materiais ligas avanccediladas ceracircmicos

como a zircocircnia que estaacute em faze de teste como falso diamante que ira revestir as

turbinas

xvi

4 ndash CONSIDERACcedilAtildeOS FINAIS

Sabendo-se que a grande tendecircncia dos aviotildees satildeo uma maior autonomia assim

consequentemente os materiais seratildeo o mais leve possiacutevel os compoacutesitos avanccedilados

estatildeo se destacando sendo utilizados em maior porcentagem seja ele na estrutura ou na

fuselagem ou ainda junto de outros materiais metaacutelicos para se garantir uma maior

resistecircncia estes satildeo obtidos pela combinaccedilatildeo de materiais com diferentes

caracteriacutesticas fiacutesico-quiacutemicas e mecacircnicas e pela utilizaccedilatildeo de diferentes processos de

manufatura necessitando esses desempenhar funccedilotildees estruturais cada vez mais

exigentes os trabalhos de pesquisa e desenvolvimento nesta aacuterea satildeo cada vez mais

importantes A crescente utilizaccedilatildeo dos compoacutesitos estruturais tem estimulado a

formaccedilatildeo de recursos humanos cada vez mais capacitados de modo a atingir com ecircxito

os desafios da obtenccedilatildeo de componentes com funccedilotildees muacuteltiplas atendendo requisitos de

utilizaccedilatildeo como menor peso maior desempenho mecacircnico transparecircncia agrave radiaccedilatildeo

resistecircncia agrave erosatildeo entre outras

xvii

5 ndash REFEREcircNCIAS

Caracterizaccedilatildeo do Fechamento de Trinca de Fadiga numa Liga Al 7475 Preacute-deformada e com Shot Peening TGVIANAsup1 LBGODEFROIDsup1 EKLBARROSOsup2 KSAL-RUBAIEsup2

UOL Como tudo funciona Disponiacutevel em lt httpviagemhswuolcombrairbus-

a3803htmgt Acesso em 21 de novembro 2009

UNICAMP Boletim dedicado agrave inovaccedilatildeo tecnoloacutegica Disponiacutevel em

lthttpwwwapgitacombrNovo_SiteNoticiasEmbraer20e20o20ITA

5B15Dpdfgt Acessado em 22 de novembro 2009

PORTAL SAtildeO FRASCISCO Como funciona o aviatildeo Disponiacutevel emlt

httpwwwportalsaofranciscocombralfacomo-funciona-o-aviaocomo-funciona-o-

aviao-1phpgt Acessado em 22 de novembro 2009

MANUTENCcedilAtildeO DE AVIOacuteES Disponiacutevel

emlthttpwwwmanutencaodeaeronavesengbrprincipalasppage=4amparticle=19gt

Acessado em 23 de novembro 2009

xviii

Adriano Alex de Almeida Amoacutes Magalhatildees Souza Igor Alan Gomes Soares Ciro Baraky Filho

SUMAacuteRIO


Para um aviatildeo voar em linha reta e nivelado as seguintes relaccedilotildees devem ser verdadeiras


Formato da asa




Partes fixas

Partes moacuteveis

Ailerons Estatildeo localizados na asa da aeronave Atuam sempre ao mesmo tempomas em direccedilatildeo inversa alterando a sustentaccedilatildeo nas pontas da asa para que assim o aviatildeo possa rolar em torno do seu eixo longitudinal (bancagem)

Leme Que se situa na maioria dos aviotildees na parte traseira da aeronave que tambeacutem conhecida como cauda ou empenagem eacute uma parte moacutevel da aeronave que permite que a mesma gire em torno de seu eixo vertical (guinada)

Profundores Estatildeo localizados em um aerofoacutelio de perfil simeacutetrico (estabilizador horizontal) A funccedilatildeo dos elevadores eacute de basicamente alterar a estabilidade da asa para que a aeronave possa rolar em torno do eixo lateral (subir e abaixar o nariz ou picar e cabrar)

Compensadores Superfiacutecies que tem como finalidade diminuir a forca necessaacuteria a ser exercida pelo piloto durante as manobras de rolagem (bancagem) guinada e picadascabradas assim como neutralizar a tendecircncia de movimento da aeronave (como por exemplo na perda de um dos motores) Normalmente satildeo pequenas aletas na parte mais interna dos ailerons e profundores No leme podem ser localizados na parte mais baixa do mesmo mais junto ao charuto

Estabilizador vertical Eacute um aerofoacutelio de perfil simeacutetrico que tem como finalidade evitar que a aeronave glisse ou derrape durante uma curva (embora sozinho natildeo seja capaz de evitar que esses efeitos ocorram) aleacutem de ser suporte do leme direcional responsaacutevel pela guinada

Estabilizador horizontal Eacute um aerofoacutelio de perfil simeacutetrico que estaacute localizado na empenagem da aeronave contra-balanceando a instabilidade da asa (que eacute gerada pela sustentaccedilatildeo) para que a aeronave possa manter uma atitude em vocirco suficiente para poder subir eou voar em uma altitude de cruzeiro e descer Assim como o estabilizador vertical eacute uma superfiacutecie vital na aeronave para que ela possa ser voaacutevel Em algumas aeronaves de grande velocidade (alguns jatos comerciais ou turbo-heacutelices) o mesmo serve como compensador sendo chamado tambeacutem de stab trim ou simplesmente trim

Flaps Eacute um dispositivo hipersustentador Mudam o perfil da asa do aviatildeo ajudando na sustentabilidade e no controle da velocidade da aeronave no ar ambas em operaccedilotildees de baixa velocidade - especialmente importantes nas operaccedilotildees de pouso e decolagemAtualmente os mais utilizados satildeo os flaps Fowler que aleacutem de aumentar a curvatura da asas aumenta tambeacutem a aacuterea desta aumentando assim a sustentaccedilatildeo



Aviotildees a jato



Adriano Alex de Almeida Amoacutes Magalhatildees Souza Igor Alan

Gomes Soares Ciro Baraky Filho


Relatoacuterio apresentado ao curso de

Engenharia de Materiais do Centro

Universitaacuterio do Leste de Minas Gerais

Aacuterea de concentraccedilatildeo Ciecircncias Exatas

Orientador Prof Tarciacutesio


SUMAacuteRIO

RESUMOiv


2 - OBJETIVO 2













RESUMO



























2 - OBJETIVO



materiais

iii











verdadeiras

Empuxo = Arrasto








iv









Formato da asa








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o uacutenico fator)



Partes fixas





aeronave







vi


Partes moacuteveis










cabrar)

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Aviotildees a jato












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natildeo plana







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341- Fator Fadiga







fadiga



para uma aeronave

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cobre














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agrave 130ordmC










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da aeronave







seguranccedila



turbinas

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Formato da asa




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2 - OBJETIVO 2













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Empuxo = Arrasto








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Formato da asa








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Partes fixas





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para uma aeronave

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Formato da asa








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Formato da asa








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materiais para avião

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