1) O documento discute o desempenho de aeronaves, apresentando os parâmetros fundamentais de voo como desempenho de decolagem, subida, cruzeiro, descida, curva e pouso. 2) É explicado como se calcula a velocidade de estol e a velocidade de decolagem de uma aeronave para oferecer segurança sobre a velocidade de estol. 3) O diagrama polar é importante para medir o desempenho de uma aeronave porque mostra toda a informação aerodinâmica necessária para anál

1. INSTITUTO MAUÁ DE TECNOLOGIA
PAE MC2019
Aerodinâmica e Voo
Projeto T5: Seminário
Desempenho de Aeronaves
Profº. Joseph Y. Saab Jr.
Equipe: Manicaca
• Euller Feliciano de Bittencourt RA: 08.00209-6
São Caetano do Sul - 2017

2. Introdução
A maneira correta de operar qualquer avião vem definida em seu Manual
de Operação e, é baseada em dados de computador e voos de teste efetuados
pelos pilotos e engenheiros de fábrica.

3. Sumário
1) O que é desempenho de aeronaves?
2) Cite exemplos de manobras em regime permanente onde o desempenho é
importante.
3) Cite exemplos de manobras em regime transitório onde o desempenho é
importante.
4) Como se calcula o desempenho de uma aeronave na sua decolagem?
5) Qual a relação entre inclinação de uma aeronave em uma curva e a força “g”
que sente o piloto e a sua estrutura?
6) Como se calcula a velocidade de estol e qual deve ser a velocidade de
decolagem para oferecer alguma segurança sobre a velocidade de estol?
7) Por que o diagrama polar é importante para medir o desempenho de uma
aeronave?

4. O desempenho de uma aeronave é apresentar os parâmetros
fundamentais de voo, tais como:
 Desempenho de Decolagem
 Desempenho de Subida
 Desempenho de Cruzeiro
 Desempenho de Descida
 Desempenho de Curva
 Desempenho de Pouso
Desempenho de aeronaves

5. O desempenho de uma aeronave é apresentar os parâmetros
fundamentais de voo, tais como:
 Desempenho de Decolagem - TRANSITÓRIO
 Desempenho de Subida - TRANSITÓRIO
 Desempenho de Cruzeiro - PERMANENTE
 Desempenho de Descida - TRANSITÓRIO
 Desempenho de Curva – TRANSITÓRIO - PERMANENTE
 Desempenho de Pouso - TRANSITÓRIO - PERMANENTE
Desempenho de aeronaves

6. Decolagem –TRANSITÓRIO.
Nesta operação o avião deve ser levado até o alinhamento com a pista
em velocidade de táxi, sem parada.
Vista frontal de uma aeronave - Boeing 747-400
Figura: 1

7. A decolagem é o processo em que a aeronave acelera, no solo, até
atingir uma velocidade em que o voo é possível
Decolagem com Vento Cruzado
Figura: 2

8. Na corrida de decolagem, realiza-se a seguintes manobras em solo:
 Potência Máxima
 Manche Nivelado
 Controle Direcional com os pedais.
 Vento Cruzado
 Pista molhada (contaminada)
Figura: 3
Efeito das Condições da Pista

9. Subida – Regime Transitório.
Ao atingir a V 𝑅, ou Velocidade de Iniciar a Rotação para decolar, o piloto
exerce pressão no comando do profundor para trás e inicia a rotação, que deve
ser suave e contínua.
Figura: 4
Perfis Típicos de Subida Inicial

10. A manobra realizada nesta etapa do voo, chama-se Cabragem,
realizada em Voo Ascendente, que consiste numa subida com velocidade
constante, mediante aumento da velocidade do motor.
Figura: 5
Máximo Ângulo de Subida

11. Cruzeiro – Permanente
O voo em Regime de Cruzeiro, com velocidade constante implica em
dizer que a aeronave está em equilíbrio. Deve ser efetuado sempre um pouco
abaixo da altitude limitada pela tração máxima de cruzeiro. Isto permite que haja,
uma margem de tração disponível na eventualidade de manobras ou cargas
dinâmicas.
Figura: 6
Plataformas de Cruzeiro

12. Em regime de Cruzeiro, o comandos são compensados, para reduzir o
arrasto parasita, com consequentemente consumo de combustível.
Figura: 7 Figura: 8
Aeronave estável Aeronave instável

13. Descida – Transitório
A descida em rota é feita, normalmente, seguindo um procedimento que
se situa entre o de alta velocidade e o planeio máximo. Neste procedimento, os
motores são reduzido para a marcha lenta e a descida é efetuada, inicialmente
mantendo o número Mach de cruzeiro, até que a velocidade indicada atinja o
valor especificado no manual de operação do avião.
Figura: 9
Perfis de descida

14. Os vários fatores que influem no cálculo de descida, são:
 Ventos nos diversos níveis
 A razão de descida
 A velocidade aerodinâmica
A manobra utilizada para a descida, chama-se Tangagem, que pode
consistir também em um voo planado sem potência.
Figura: 10
Forças na razão de descida

15. Curvas – Transitório e Permanente
As curvas são manobras realizadas durante toda etapa de voo, subida,
cruzeiro, descida, procedimento de espera (quando prolongado) e também no
pouso.
Figura: 11
Forças em uma curva

16. As curvas envolvem coordenação perfeita dos três controles de voo:
aileron, profundor e leme.
De acordo com a inclinação se dividem em: pequena, média e grande.
Figura: 12
Forças em uma curva

17. Pouso – Transitório e Permanente
Uma boa aproximação, seja ela de que tipo for, deve terminar sobre a
cabeceira da pista, alinhada com seu eixo, na altura correta e na velocidade
prevista.
Figura: 13
Efeito do gradiente da pista

18. No pouso, a potência será reduzida e o nariz do avião mantido numa
atitude de voo descendente e estabilizado nessa posição.
A mudança de trajetória para suavizar o toque no solo, efetuada pelo
piloto, é chamada de flare na terminologia inglesa e “arredondamento” na gíria da
aviação em português.
Figura: 14
Altura do trem no Cruzamento da Cabeceira

19. Após o pouso, durante a corrida no solo, o avião sobre duas tendências:
uma de aproar o vento e, a outra que é a de levantar a asa do lado do vento, que
é mais acentuada nos aviões com asas enflechadas.
Figura: 15
Correção do vento Cruzado no Pouso

20. Cálculo de desempenho de uma aeronave na decolagem.
Figura: 16
Mecânica de decolagem de uma aeronave
Durante a corrida de decolagem, o grupo motorpropulsor fornece tração
necessária para vencer o arrasto e o atrito das rodas.

21. As forças que atuam na aeronave durante a corrida da decolagem,
podem ser associadas através da seguinte equação:
 A tração do grupo motorpropulsor varia durante a corrida da decolagem.
 O arrasto também aumenta na corrida de decolagem.
 A aceleração varia à medida que ela ganha velocidade.

22. Outro fator que deve ser levado em consideração na análise das forças
que atuam durante a decolagem é a sustentação gerada pelas asas.
Quando a velocidade aumenta, a sustentação vai aumentando até que a
aeronave tenha condições de alçar voo.

23. A classificação das aeronave se baseiam em: Pequeno porte e Grande
porte. Adotaremos uma aeronave de grande porte, multimotor pertencente a
categoria “Transporte”, de acordo com o requisito de homologação FAR 25.Peso
máximo de decolagem acima de 19.000 libras e capacidade maior que 19
passageiros.
Figura: 17
Regulamentação Aeronáutica Norte Americana

24. Figura: 18
Definições de velocidades de decolagem

25. Figura: 19
Distâncias de Decolagem

26. As velocidades empregadas no dimensionamento da decolagem de uma
aeronave de grande porte são todas velocidades indicadas.
 VMCG - Minimum Control Speed on the Ground: esta é a menor velocidade, com o motor crítico
inoperante.
 VEF - Engine Fail Speed: velocidade assumida nos cálculo de decolagem em que ocorre a falha do
motor crítico.
 V1 - First Action Speed: velocidade de tomada de decisão de abortar a decolagem após a falha do
motor crítico.
 VR - Rotation Speed: é a velocidade limitante superior a V1 , não podendo ser menor que 1,05*VMCA
 VMCA – Minimum Control Speed on the Air: velocidade mínima em que é possível o controle da
aeronave quando o motor crítico é desligado.
 V2 - Takeoff Climb Speed: velocidade alcançada a uma altura de 35 pés em relação à pista com um
motor inoperante.

27. Velocidade de decolagem de um Boeing 747-200

28. Podemos usar como exemplo a Quantidade de Movimento ou
Momento Linear que é o deslocamento de um corpo multiplicado pela sua
velocidade.
Dados:
- Boeing 747- 400
 Peso de decolagem: 381.350 kg * 9,81 m/𝑠2
= 3.741.044 N
 Massa = 840.000 lb ~ 840.000 lb; 1 lb = 0,454 kg
 Velocidade: 172 kt (VR) = 318,5 km/h = 88 m/s ; 1kt = 1.852 m = 1NM
 Assim: p= m*v = 381.350 * 88 = 33.558.800 kg*m/s

29. Qual a relação entre inclinação de uma aeronave em uma curva
e a força “g” que sente o piloto e a sua estrutura?
Um corpo em movimento tende a se deslocar em linha reta com
velocidade constante, para mudar esse movimento, deverá ser exercida
uma força sobre o corpo (2ª Lei de Newton).
Para girar o avião, deve ser gerada uma força no sentido do
centro da curva
Figura: 20
Forças numa curva

30. Para efetuar uma curva, o piloto moverá o manche para trás e
para o lado, acionando os ailerons e o profundor, os pedais, deslocando o
leme de direção e, finalmente, dando mais potência ao motor para
compensar o aumento de arrasto.
Figura: 20
Inclinação lateral

31. Então, surge uma limitação para a execução de uma curva em
função da velocidade.
Figura: 21
Aeronave em curva

32. Durante a execução de uma curva sustentada, a aeronave muda
de direção constantemente.

33. Velocidade angular em uma curva em função da velocidade: Cessna C172R Skyhawk

34.  Curva sustentada com uma velocidade aproximada de 50 KIAS
 Velocidade baixa, iminência de estol
 A medida que a velocidade aumenta , o piloto pode solicitar uma curva com um
fator de carga maior.
 O maior valor, ocorre com velocidade angular de 60 KIAS, valendo 16º/s.
 Depois desse valor, o piloto deve inclinar mais as asas e isso exige sustentação
mais alta.
 Se a capacidade de tracionar a aeronave chegou ao valor máximo, então a
aeronave não consegue mais manter a velocidade angular desejada.
 O “Envelope da Curva Sustentada”, apresenta uma tendência de queda a partir
de 60 KIAS.
 A curva com o rótulo de n=3,8 – representa o limite estrutural da aeronave.

35. Figura: 22

36. Como se calcula a velocidade de estol e qual deve ser a
velocidade de decolagem para oferecer alguma segurança sobre a
velocidade de estol?
A velocidade de estol, calcula-se utilizando os seguintes dados:
- Aeronave: Boeing 747 - 400
 W = peso da aeronave = 3.741.044 N
 ρ = densidade ao nível médio do mar – MSL= 1,225 kg/m³
 S = Área da asa = 541,2 m²
 CLmáx = 5,5 (flap extendido)
vestol =
2∗3.741.044
1,225∗541,2∗5,5
Vestol = 45,3 m/s
Vestol = 163,1 km/h Vestol = 88,1 kt
VTO = 88,1*1,2c VTO = 105,7 kt

37. Por que o diagrama polar é importante para medir o desempenho de
uma aeronave?
O diagrama polar é importante para analisar e comparar a forma
aerodinâmica em movimento através do ar, entre o Coeficiente de Arrasto CD e
Coeficiente de Sustentação CL.
A polar de arrasto mostra toda informação aerodinâmica necessária para
uma análise de desempenho da aeronave.

39. Referência Bibliográfica
 JUNIOR, Luiz Pradines de Menezes – Fundamentos de Teoria de Voo, 2004 –
1ª Ediçao – Editora Edições Inteligentes.
 RODRIGUES, Luis Eduardo Miranda José – Fundamentos da Engenharia
Aeronáutica, 2013 – 1ª Edição – Editora Cengage Learning.
 SAINTIVE, Newton Soler – Aerodinâmica de Alta Velocidade, 2006 – 8ª Edição
– Editora Asa.
 SAINTIVE, Newton Soler – Teoria de Voo, Introdução à Aerodinâmica 2010 –
5ª Edição – Editora Asa
 SEARS e ZEMANSKY, Física I 2010 – 10ª Edição – Mecânica, Editora
Pearson