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Generalidades
A Engenharia Aeronáutica está presente para explicar o vôo das
mais facinantes aeronaves já construídas pelo homem, as Aeronaves
de Asas Rotativas -
Helicópteros.
Generalidades de uma Aeronave de Asas Rotativas
Definições:
As definições abaixo relacionadas devem
ser conhecidas pelos profissionais que lidam com aeronaves de asas rotativas.
Ângulo de ataque de um
perfil:
Ângulo entre o vento relativo
e a corda do perfil
Ângulo de ataque da
fuselagem:
Ângulo entre o vento relativo
e o eixo longitudinal X da fuselagem
Ângulo de ataque de rotor:
Ângulo entre o vento relativo
e o plano de rotação do rotor
Ângulo de avanço e recuo:
Ângulo entre a projeção do
eixo longitudinal da pá no plano de impulsão e o eixo radial da pá
Ângulo de azimute:
Ângulo entre o eixo radial da
pá e o eixo longitudinal X da fuselagem
Ângulo de batimento:
Ângulo entre o eixo radial da
pá e o plano de impulsão
Ângulo de cone ou Conicidade:
É igual ao ângulo de
batimento no vôo pairado
Arrasto:
Componente da força
aerodinâmica na mesma direção e no mesmo sentido do vento relativo
Basculamento lateral:
Ângulo entre o eixo de
rotação e o de impulsão no sentido longitudinal
Basculamento longitudinal:
Ângulo entre o eixo de
rotação e o de impulsão no sentido longitudinal
Eixo de impulsão:
Eixo perpendicular ao plano de
impulsão. Coincide com o mastro
Eixo de rotação:
Eixo perpendicular ao plano de
rotação
Elemento de pá:
É uma fatia transversal muito
pequena da pá
Excentricidade:
Distância ente o centro da
cabeça do rotor e os eixos das articulações de batimento e de arrasto
Força Aerodinâmica:
Força que aparece em uma
superfície aerodinâmica, quando um escoamento de ar incidi nesta superfície com um
determinado ângulo de ataque
Passo coletivo:
É a média aritmética do
passo de todas as pás em um instante
Passo da pá:
É o valor do passo do
elemento de pá escolhido como referência. Normalmente se usa o passo da elemento da raiz
Passo de um elemento
de pá:
É o ângulo entre a corda do
elemento de pá e o plano de impulsão
Perfil aerodinâmico
(ou
aerofólio):
Seção de uma asa ou pá
capaz de produzir sustentação gerando o menor arrasto possível, quando exposta a um
vento relativo
Plano de impulsão:
Plano que passa pela cabeça
do rotor e é perpendicular ao mastro
Plano de rotação do rotor:
Plano que contém as
extremidades das pás
Superfície aerodinâmica:
Qualquer superfície capaz de
gerar uma força aerodinâmica. As superfícies otimizadas aerodinamicamente possuem
curvaturas em forma de perfis aerodinâmicos.
Sustentação:
Componente da força
aerodinâmica perpendicular ao vento relativo
Torção da pá:
É a diferença entre os
valores do passo na raiz e na extremidade da pá
1. Tipos de Aeronaves de Asas Rotativas
A Federação Aeronáutica Internacional
(FAI) estabeleceu uma classificação oficial para os engenhos voadores, incluindo também
os satélites artificiais, baseando-se na forma como são obtidas a sustentação e a
tração.
Desta forma, as aeronaves são
classificadas em mais leves, tais como os balões e os dirigíveis, e mais pesadas que o
ar, tais como foguetes, aeronaves de asas fixas e aeronaves de asas rotativas.
De acordo com a FAI, tem-se os seguintes
tipos de aeronaves de asas rotativas (figura 1-1):
a. Autogiro ou Giroplano
Nos
autogiros o rotor produz apenas a sustentação. Para que o rotor gire, é necessário que
a aeronave esteja em translação.
A tração é obtida por um outro meio,
normalmente uma hélice propulsada por um motor alternativo.
O autogiro não possui asas.
Desta forma, o escoamento de ar, ao passar
pelo rotor, fornece a energia necessária à rotação, produzindo sustentação.
b.
Combinado
O tipo
combinado é uma aeronave intermediária entre o helicóptero e um avião.
O rotor e a asa geram a sustentação
necessária ao vôo da aeronave.
A tração é obtida por uma hélice, que
é propulsada por um motor.
O escoamento de ar, ao passar pelo rotor,
fornece a energia necessária à rotação, produzindo sustentação.
c. Helicóptero
Nos
helicópteros o rotor (ou rotores) produz ao mesmo tempo a sustentação e a tração.
A potência é fornecida ao rotor através
de uma caixa de transmissão, gerando uma força aerodinâmica R que é perpendicular ao
plano de rotação do disco do rotor.
A inclinação desta força R produz duas
componentes: a sustentação, que procura equilibrar o força peso, e a tração, que
está na direção do vetor velocidade e que impulsiona o helicóptero.
O motor, ao fornecer potência ao rotor,
gera um torque de reação que deve ser equilibrado pelo rotor de cauda.
d. Convertiplano
No
convertiplano os rotores, apesar de possuírem diâmetros menores do que um rotor normal
de helicóptero, geram a sustentação necessária à decolagem e ao pouso vertical da
aeronave.
Após a decolagem no modo helicóptero
(ângulo de 90o), os rotores, que são fixados à extremidade de uma asa fixa,
gradativamente se inclinam (modo conversão) até um ângulo de 0o para a
frente, funcionando a partir desta posição como uma hélice de um avião (modo
turboélice), gerando a tração necessária ao deslocamento horizontal.
Durante a fase de transição do vôo
pairado para o translado, a sustentação passa pouco a pouco a ser gerada pela asa, à
medida que se ganha velocidade.
