Classificação e Estrutura dos Helicópteros

0 helicoptero o Objetivos de aprendizagem Compreender a classificagao geral das aeronaves quanto a sua sustentaao tipo de decolagem e dos helicépteros além da classificacao quanto aos rotores m Compreender a construcgao da fuselagem e tipos de estruturas dos helicépteros m Conhecer a divisdo classica do helicdptero suas partes componentes e sistemas m Saber diferenciar manutencdo preventiva da manutengao corretiva Bey Secdes de estudo Secao1 Classificacao geral das aeronaves de acordo com a distancia de pouso e de decolagem Secao 2 Helicdpteros classificagdo quanto aos rotores Secao 3 Construcao dos helicdpteros fuselagem e tipos de estruturas Secao 4 O helicdptero e suas secdes partes componentes e sistemas Segao5 Manutencao e operacao 34 Universidade do Sul de Santa Catarina Para início de estudo O helicóptero é uma máquina de voar ou seja uma aeronave constituída por uma estrutura na qual são montados uma cabine um motor rotores transmissões e os necessários comandos de voo Constituise num tipo de aeronave que obtém sustentação e tração do torque de um ou mais rotores As pás do rotor principal constituemse nas suas asas rotativas que ao girarem criam sustentação da mesma forma como as asas de um avião conforme vimos anteriormente Nesta Unidade aprofundaremos nossos conhecimentos iniciando o estudo pelas diferentes classificações que dizem respeito ao helicóptero e os tipos de estruturas Abordaremos de uma forma pormenorizada os sistemas partes e componentes do helicóptero desde a seção dianteira até chegarmos ao final do cone de cauda localizado no final da seção traseira Seção 1 Classificação geral das aeronaves de acordo com a distância de pouso e de decolagem As aeronaves de uma forma geral se classificam em aeróstatos e aeródinos Aeróstatos são as aeronaves mais leves que o ar construídas baseadas no princípio de Arquimedes o qual afirma que todo corpo mergulhado num fluido recebe um empuxo para cima igual ao peso do fluido deslocado Os balões e dirigíveis são aeróstatos Nesses veículos o empuxo é controlado pelo piloto podendo ser igual maior ou menor do que seu peso sendo a direção do voo controlada somente no dirigível que possui sistemas de propulsão e superfícies de controle destinadas para esse fim Observe a Figura 21 conhecimentogeraldoshelicopterosindb 34 030613 1215 35 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 Figura 21 Exemplo de aeróstatos Fonte HOMA 2002 Adaptada pelos autores Aeródinos são aeronaves mais pesadas que o ar baseadas na Lei da Ação e Reação 3ª Lei de Newton a toda ação corresponde uma reação de igual intensidade e direção porém em sentido contrário como os aviões planadores autogiros e helicópteros Figura 22 Exemplos de aeródinos Fonte HOMA 2002 Adaptada pelos autores conhecimentogeraldoshelicopterosindb 35 030613 1215 36 Universidade do Sul de Santa Catarina Já que nosso estudo é voltado às aeronaves de asas rotativas comentaremos sobre o autogiro que foi parte contribuinte na história do desenvolvimento do helicóptero Veja a Figura 23 Figura 23 Girocóptero Fonte HOMA 2002 Adaptada pelos autores Tanto o helicóptero quanto o autogiro são aeródinos de asas rotativas As pás do rotor giram criando sustentação porém no girocóptero ou giroplano o rotor principal não é acionado pelo motor bem como esse não cria a força de tração que é fornecida por uma hélice na parte traseira do motor No helicóptero o rotor principal além de fornecer sustentação oferece tração permitindo fazer o voo para frente para os lados e para trás além de sua característica principal que é o voo pairado conforme vimos anteriormente Em virtude destas características o helicóptero é uma aeronave de asas rotativas que pode ser classificada como do tipo VSTOL ou seja aeronave com capacidade de decolar e pousar na vertical VTOL Vertical Takeoff and Landing e que também pode utilizarse de pistas curtas para realizar tais tarefas STOL Short Takeoff and Landing em operações conhecidas como decolagem e pouso curtos As aeronaves do tipo VTOL englobam desde helicópteros até veículos lançadores Dessas apenas o helicóptero tem sido extensivamente utilizado na condição de voo pairado condição de voo em que a aeronave não possui velocidade relativa à massa de ar seja vertical ou horizontal Os aviões de uma forma geral classificamse como aeronaves do tipo CTOL CTOL Conventional Takeoff and Landing ou Decolagem e Pouso Convencionais Existem aviões com capacidade de decolagem e pouso STOL e VTOL ou conhecimentogeraldoshelicopterosindb 36 030613 1215 37 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 combinação de ambas VSTOL constituindose em exceções dentro da categoria de aeronaves de asa fixa Figura 24 Exemplo de avião STOLVTOL de origem inglesa atualmente fabricado pela americana Boeing AV8B Harrier II Plus Fonte Boeing 2011 Seção 2 Helicópteros classificação quanto aos rotores Os helicópteros são classificados de acordo com o tipo e configuração dos seus rotores e projetados em razão de sua utilidade em conformidade com o desempenho e qualidade de voo desejados Os rotores são sistemas mecânicos complexos com múltiplas articulações e movimentos variados que possibilitam o deslocamento do helicóptero no ar compensando as forças aerodinâmicas que atuam sobre ele Podendo ser de diferentes formas contendo características próprias que serão comentadas a seguir Rotor Simples Configuração Simples ou Básica é o tipo mais utilizado atualmente por sua eficiência e pela simplicidade na construção É composto por dois rotores um principal na horizontal e um de cauda na vertical que tem a função de anular o torque A grande vantagem desse tipo de helicóptero é seu baixo custo de produção em relação aos demais conhecimentogeraldoshelicopterosindb 37 030613 1215 38 Universidade do Sul de Santa Catarina Figura 25 Exemplo helicóptero rotor simples Fonte Nomenclatura de Helicópteros 2009 Tandem em linha configuração na qual os rotores principais são colocados em linha sendo a configuração mais utilizada um rotor na parte dianteira e outro na traseira do helicóptero onde o rotor dianteiro é colocado em um plano inferior ao traseiro neste tipo de configuração o torque é anulado pela contrariedade de rotação dos rotores Como os rotores ficam instalados em mastros distintos permite possuir também uma grande área livre para carga Possui uma enorme área de disco o que permite um desempenho excelente no levantamento de peso porém como desvantagem apresenta um sistema mecânico bastante complexo Figura 2 6 Exemplo de helicóptero rotor em tandem Fonte Nomenclatura de Helicópteros 2009 ContraRotativo tipo duplo lado a lado sincronizado é composto de dois rotores principais independentes entre si e dois mastroseixos de acionamentos cujas rotações em sentidos opostos anulam o efeito de torque não necessitando do rotor de cauda direcionando a potência consumida por esse para os rotores principais Sua desvantagem é a construção muito complexa devido à contrariedade de rotação e a sincronização das pás É um rotor que suporta grandes esforços pois tem uma área de disco bem grande sua principal vantagem é a fácil manobrabilidade lateral ideal para o emprego em grandes construções de prédios e torres conhecimentogeraldoshelicopterosindb 38 030613 1215 39 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 Figura 27 Exemplo de helicóptero rotor contrarrotativo lado a lado sincronizado Fonte Nomenclatura de Helicópteros 2009 Tipo Duplo Coaxial São dois rotores principais em um só eixo mastro em alguns casos com dimensões diferentes girando em sentidos opostos anulando o torque e consequentemente dispensando o uso do rotor de cauda A sua desvantagem é que a construção e a manutenção são muito complexas sendo também um rotor com peso muito elevado porém com grande eficiência no transporte de cargas por meio do cargo hook guincho de carga Figura 28 Exemplo de helicóptero rotor tipo duplo coaxial Fonte Nomenclatura de helicópteros 2009 Jato O rotor principal é acionado por um jato de ar com saídas direcionadas nas pontas das pás eliminando dessa forma o torque Tem uma construção bastante simples porém apresenta altíssimo consumo de combustível Figura 29 Exemplo de rotor tipo jato Fonte I Look Forward to 2010 Adaptada pelos autores conhecimentogeraldoshelicopterosindb 39 030613 1215 40 Universidade do Sul de Santa Catarina Tipo Duplo Lado a Lado Não Sincronizado girando em sentido contrário sua principal vantagem fica pela facilidade de transportar grande peso e possuir grande área de fuselagem disponível As desvantagens desta configuração são a complexidade mecânica do conjunto alto peso e grande arrasto parasita resistência ao deslocamento Figura 210 Exemplo de rotor tipo duplo lado a lado não sincronizado Helicóptero russo Mil Mi 12 Fonte Gigantes do Mundo 2011 Tipo Configuração Variável Convertiplano Tiltrotor O tiltrotor tratase de uma aeronave VTOL do tipo rotor com inclinação da tração thrusttilting O BellBoeing V22 Osprey única aeronave convertiplano em linha de produção atualmente é um exemplo desta configuração Esta capacidade do V22 em operar como um helicóptero e como um avião em função da inclinação de seus rotores atribuilhe o nome de convertiplano Outra terminologia utilizada para o Osprey é o de helicóptero composto ou seja um helicóptero que utiliza um dispositivo auxiliar de sustentação a asa liftcompound e um sistema auxiliar de propulsão dois rotores thrustcompound O conceito tiltrotor tem como objetivo aliar o bom desempenho em voo pairado e a eficiência em voo de cruzeiro valendose dessas características tanto em missões curtas quanto nas de médio alcance O helicóptero é mais eficiente no voo pairado entretanto a velocidade à frente é limitada em virtude do conflito de requisitos gerados pelos efeitos de compressibilidade na pá que avança e de estol na pá que recua conhecimentogeraldoshelicopterosindb 40 030613 1215 41 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 Figura 211 Rotor de configuração variável Fonte Target Lock 2012 Adaptada pelos autores X WING este conceito já foi explorado pela Nasa em conjunto com a empresa Sikorsky Americana utilizando motores a jato e agora a fabricante de helicópteros Eurocopter está combinando a tecnologia de um avião turboélice com a engenharia de aeronaves de asa rotativa tradicionais utilizando concepção semelhante A aeronave é equipada com dois motores turbohélice instalados no espaço curto de asas fixas e um rotor principal de cinco pás Com capacidade de pouso e decolagem vertical o helicóptero ultrapassou a velocidade de cruzeiro de 180 nós Construído para a velocidade o Helicóptero RollsRoyce Eurocopter X3 é construído em torno da estrutura do Eurocopter Dauphin e pretende quebrar um recorde de velocidade de 250 nós Figura 212 XWing da NASA Fonte Military Photos 2011 Figura 213 Eurocopter X3 Fonte Notícias Aero 2010 conhecimentogeraldoshelicopterosindb 41 030613 1215 42 Universidade do Sul de Santa Catarina Seção 3 Construção dos helicópteros fuselagem e tipos de estruturas Vimos basicamente como voa um helicóptero e quais são as vantagens na utilização deste tipo de aeronave Agora precisamos entender de uma forma mais completa essa intrigante máquina feita pelo homem inicialmente compreendendo como são construídas a fuselagem e os diferentes tipos de estruturas que nada mais são do que o corpo do helicóptero onde são anexadas as demais partes componentes e sistemas Fuselagem A fuselagem serve como plataforma aos sistemas do helicóptero à tripulação e aos passageiros e ainda à carga A forma exterior da fuselagem é condicionada à missão para que o helicóptero foi desenhado Durante o vôo a fuselagem é suportada pelo rotor principal e quando o helicóptero está no chão é o trem de aterragem que a suporta Figura 214 Exemplo de fuselagem de helicóptero Fonte Aviastar 2011 conhecimentogeraldoshelicopterosindb 42 030613 1215 43 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 Toda fuselagem deve ter o máximo de forma aerodinâmica para uma melhor relação sustentaçãovelocidade Além de ser o mais leve possível A estrutura também deve ser de fácil acesso para os reparos inspeções e manutenção porém tem que resistir aos esforços específicos em função da performance para qual foi projetada São empregados na construção das aeronaves vários materiais a saber alumínio aço inoxidável colmeia de alumínio honeycomb fibra de vidro liga de alumínio duralumínio e materiais compostos como o Kevlar e o Makrolon No helicóptero às vezes o fabricante sacrifica o fator velocidade para uma melhor relação entre sustentaçãocarga Nas aeronaves de asa rotativa a velocidade não é o mais importante mas sim a capacidade de transportar carga para locais de difícil acesso Os materiais utilizados na estrutura devem resistir a diversos esforços durante a operação do helicóptero e devem ser leves e resistentes Os principais tipos de esforços estão ilustrados abaixo Figura 215 Exemplos de esforços a que está sujeita a estrutura da aeronave Fonte Células de aeronaves 2002 Adaptada pelos autores conhecimentogeraldoshelicopterosindb 43 030613 1215 44 Universidade do Sul de Santa Catarina Os membros estruturais do helicóptero são dimensionados para resistir a um determinado tipo de esforço ou uma combinação de esforços estruturais São geralmente combinados a uma treliça que suporta as cargas finais Na maioria dos casos é preferível que os membros estruturais suportem esforços de tensão ou compressão ao invés de flexão Os membros não estruturais que não são removíveis do helicóptero geralmente são fixados por rebitagem ou por soldagem a ponto As partes removíveis da estrutura são geralmente parafusadas A fibra de vidro e outros materiais mais modernos baseados na fibra de carbono denominada composite também são utilizados como substitutos para certas partes metálicas face ao alto índice de resistência à corrosão e baixo peso Tipos de Estruturas São três os tipos básicos de estrutura Monocoque Semimonocoque e tubular Monocoque É formada por armações de alumínio cavernas que darão o formato à fuselagem sendo revestidas com chapas de alumínio rebitadas Características baixo peso estrutural resistente a pequenos esforços toda janela de inspeção é estrutural em caso de falha em uma a estrutura estará comprometida os rebites devem ser inspecionados com certa frequência se frouxos podem provocar deformação na estrutura Figura 216 Exemplo de estrutura monocoque Fonte Células de aeronaves 2002 Adaptada pelos autores conhecimentogeraldoshelicopterosindb 44 030613 1215 45 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 Semimonocoque É semelhante à monocoque Porém as cavernas são interligadas por longarinas e revestidas por chapas de alumínio rebitadas Características peso estrutural maior que a monocoque suporta grandes esforços as janelas de inspeção não fazem parte da estrutura e sim do revestimento os rebites podem ser inspecionados com menor frequência pois as longarinas é que suportam maior esforço Figura 217 Exemplo de estrutura semimonocoque Fonte Células de aeronaves 2002 Adaptada pelos autores Tubular É construída por tubos de aço cromomolibidênio O seu interior é preenchido durante sua fabricação por um produto anticorrosivo e corante para que em caso de rachadura seja prontamente identificada facilitando sua inspeção Características alto peso estrutural maior que a monocoque e semimonocoque é de fácil inspeção componentes e sistemas por não possuir revestimento externo apresenta menor resistência aos ventos de través e do rotor principal expõe muito os sistemas ao tempo poeira ou água Figura 218 Exemplo de estrutura tubular Fonte Células de aeronaves 2002 Adaptada pelos autores conhecimentogeraldoshelicopterosindb 45 030613 1215 46 Universidade do Sul de Santa Catarina Seção 4 O helicóptero e suas seções partes componentes e sistemas Agora que compreendemos como e de que forma é construída a fuselagem e os diferentes tipos de estrutura do helicóptero passaremos a estudálo detalhadamente Para uma melhor compreensão desta máquina de asas rotativas aproveitaremos a divisão classicamente estabelecida em seções dianteira central e traseira para apresentar as partes componentes e sistemas de cada seção de uma forma mais detalhada concluindo o estudo ao chegarmos ao final do cone de cauda entendendo mecanicamente como funciona o helicóptero Vamos então iniciar nosso passeio por meio das seções dianteira central e traseira 1 Seção dianteira Figura 219 Seção dianteira do helicóptero Fonte Defense Industry Daily 2011 Adaptada pelos autores Na seção dianteira sobre a estrutura está localizada a cabine de pilotagem Nos aparelhos pequenos é nesta seção que também estão acomodados os passageiros ou carga É construída para funcionar como fuselagem A sua estrutura serve para apoiar e montar os vidros e as portas conhecimentogeraldoshelicopterosindb 46 030613 1215 47 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 As cabines podem ser construídas de alumínio aço inoxidável liga de alumínio com colmeia interna honeycomb fornecendo grande resistência ao material com mínimo peso Na cabine além dos assentos estão localizados todos os comandos de voo cíclico coletivo manete e os pedais que são acionados por hastes cabos de comando e links cujos movimentos devem ser mantidos livres e sem folgas com tensão correta para que cada comando possa ser correspondido adequadamente Portanto não deverão ter folgas além das previstas pelo fabricante Figura 220 Exemplo da disposição dos comandos numa cabine de helicóptero Fonte Police Helicopter Pilot 2012 Adaptada pelos autores conhecimentogeraldoshelicopterosindb 47 030613 1215 48 Universidade do Sul de Santa Catarina Em seguida vamos comentar sobre os comandos de voo que fornecem controlabilidade ao helicóptero de uma forma mais completa e pormenorizada Alguns conceitos estão ligados a teoria de voo e que em caso de dúvida devem ser consultados em virtude de no momento estarmos tratando especificamente sobre o conhecimento geral de aeronaves de asas rotativas Cíclico É uma alavanca vertical localizada na frente e no centro do assento do piloto entre as pernas Tem por finalidade mudar o plano de rotação do rotor principal permitindo as manobras de deslocamento na horizontal criando a força de tração que é composição das forças de sustentação sempre perpendicular ao plano de rotação e o peso ação da força gravitacional Recebe este nome por alterar o passo das pás do rotor principal em determinados setores do plano de rotação aumentando o passo num setor maior sustentação e diminuindo no setor diametralmente oposto menor sustentação fazendo com que o plano de rotação se incline na direção desejada batimento para baixo Esta mudança automática se repete a cada volta das pás mudança de passo cíclica não dependendo de qualquer ação do piloto a não ser inclinar o comando na direção desejada dentro dos 360º fato que ocasiona uma inclinação na unidade misturadora swash plate na estrela estacionária inclinando o plano de rotação Dessa forma no voo pairado sem vento e com cíclico em neutro o ângulo de ataque das pás do rotor principal será igual em todos os setores do plano de rotação Esse assunto será discorrido de forma mais elucidativa quando tratarmos sobre a teoria de voo conhecimentogeraldoshelicopterosindb 48 030613 1215 49 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 Comanda os movimentos em torno dos eixos longitudinal e transversal da aeronave bem como das pás Em deslocamento comanda os movimentos em torno dos eixos longitudinal e transversal do helicóptero e do rotor provocando os movimentos de arfagem picar e cabrar e rolamento direita e esquerda e nas pás o movimento de mudança de passo e batimento Coletivo É o controle vertical do helicóptero responsável por alterar o ângulo de ataque de todas as pás do rotor principal independente do setor do plano de rotação em que se encontre e de forma igual ou seja mesmo ângulo para todas as pás É uma alavanca instalada na horizontal ao lado esquerdo do assento do piloto devendo ser operado conjuntamente com o manete de RPM Rotações por Minuto para que essa permaneça constante em todas as fases do voo Está ligada à unidade misturadora por meio de hastes de comando de tal forma que qualquer movimento desse comando implicará um movimento correspondente à estrela estacionária comandando a rotativa para cima ou para baixo e desta para as pás do rotor principal obtendo assim maior ângulo de ataque em todas as pás maior sustentação coletivo para cima ou menor ângulo de ataque menor sustentação coletivo para baixo Figura 221 Comando cíclico Fonte Nomenclatura de Helicópteros 2009 Adaptada pelos autores conhecimentogeraldoshelicopterosindb 49 030613 1215 50 Universidade do Sul de Santa Catarina Manete de RPM É um dos mais importantes comandos de voo pois todos os comandos do helicóptero dependem da RPM do rotor principal O manete é do tipo empunhadura instalada no extremo do coletivo assemelhandose ao punho de aceleração de uma motocicleta controlando a quantidade de combustível admitida É necessária aos helicópteros que não tenham um dispositivo automático de correção de RPM governador para mantêla constante devido à resistência aerodinâmica arrasto da pá pois ao elevarmos o coletivo para cima aumentamos o arrasto necessitando dessa forma de uma maior abertura do manete Girandose a manete de RPM na direção do piloto sentido antihorário temse o fechamento da borboleta e uma menor RPM A mesma possui um curso de 180º onde os primeiros 30º correspondem à marcha lenta engrazamento do motor A partir dos 30º age conjugada com o coletivo Ao colocarmos o coletivo para cima ou para baixo o manete abre ou fecha automaticamente sendo necessário do piloto apenas um ajuste fino para manter a RPM desejada Figura 222 Comando coletivo Fonte Nomenclatura de Helicópteros 2009 Adaptada pelos autores conhecimentogeraldoshelicopterosindb 50 030613 1215 51 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 Abaixo vemos um quadro que demonstra as ações corretivas com a correspondente resposta nas indicações de PA pressão de admissão e de RPM ao atuarmos nos comandos de manete e coletivo Situação Ação Resposta PA baixa RPM baixa Abrir manete PA subirá RPM aumentará PA alta RPM alta Fechar manete PA diminuirá RPM diminuirá PA alta RPM baixa Baixar coletivo PA diminuirá RPM aumentará PA baixa RPM alta Puxar coletivo PA subirá RPM diminuirá Quadro 21 Resposta dos comandos de acordo com a PA e RPM do helicóptero Fonte Mankel 1997 Pedais São os pedais que controlam o ângulo de ataque das pás do rotor de cauda pedal esquerdo exemplo rotor principal antihorário aumenta o ângulo aumentando a tração do rotor de cauda fazendo a fuselagem girar para a esquerda pedal direito diminui o ângulo de ataque diminuindo a tração fazendo a fuselagem girar para a direita Figura 223 Manete de RPM Fonte Nomenclatura de Helicópteros 2009 Adaptada pelos autores conhecimentogeraldoshelicopterosindb 51 030613 1215 52 Universidade do Sul de Santa Catarina Estando os pedais em neutro centralizados o ângulo de ataque do rotor de cauda é positivo Em qualquer situação dos pedais o ângulo de ataque do rotor de cauda nos helicópteros será sempre positivo considerando que a rotação do rotor principal estará sempre gerando um torque que precisa ser neutralizado O uso do pedal causa uma alteração na RPM do rotor principal podendo consumir até 8 10 da potência no voo pairado e até 3 4 no voo com deslocamento regime de cruzeiro pois o rotor de cauda tende a ganhar eficiência com a velocidade de deslocamento do helicóptero devido ao vento relativo que atua alinhando a fuselagem com o deslocamento devido principalmente à deriva vertical instalada na seção traseira da aeronave Figura 224 Comando de pedais do helicóptero Fonte Nomenclatura de Helicópteros 2009 Adaptada pelos autores Após demonstrar para que serve os comandos de voo iremos verificar no quadro abaixo quais são as ações primárias e secundárias relativas a atuações desses comandos Comando Ação Atuação Cíclico Primário Direção e velocidade Secundário Altitude em velocidade conhecimentogeraldoshelicopterosindb 52 030613 1215 Conhecimento Geral dos Helicopteros Comando Ado Atuagao Pedais Quadro 22 Atuacdo primaria e secundaria dos comandos de véo Fonte Mankel 1997 Complementando nosso entendimento sobre 0 voo do helicéptero e como ele se movimenta no ar veremos a seguir os eixos de manobras desta maquina Eixo longitudinal cixo imaginario da proa até a cauda por meio do qual a aeronave faz o movimento de rolamento para a esquerda e direita executado pelo comando ciclico é responsavel pela estabilidade lateral Eixo lateral ou transversal cixo imaginario que atravessa a aeronave da esquerda para direita pr6ximo ao mastro e ao centro da fuselagem pelo qual a aeronave faz o movimento de arfagem ou tangagem Esse movimento faz a aeronave picar ou seja descer o nariz empurrandose o ciclico ou levantar a proa cabrandoa quando puxa o comando ciclico para tras é responsavel pela estabilidade longitudinal a Eixo vertical eixo imagindrio que atravessa a aeronave de cima para baixo proxima ao mastro pelo qual a aeronave faz o movimento de giro ou guinada por meio dos pedais comando do rotor de cauda é responsavel pela estabilidade direcional O ponto onde esses trés eixos se cruzam na aeronave chamase centro de gravidade da aeronave E deve estar localizado 0 mais préximo do mastro possivel Unidade 2 53 54 Universidade do Sul de Santa Catarina Figura 225 Eixos de manobras do helicóptero Fonte Westwindhelicopters 2011 Adaptada pelos autores Ainda sobre os comandos agora saindo da parte de teoria de voo e de sua atuação no voo da máquina veremos que eles mecanicamente possuem algumas características que merecem nossa atenção Os comandos do rotor principal se constituem de um sistema de hastes interligadas por pequenos rolamentos que distribuem o esforço reduzindo atritos e vibrações Alguns helicópteros possuem um sistema de hastes que atua por servos hidráulicos deixando os comandos mais leves e amortecendo as vibrações Alguns helicópteros mais sofisticados possuem sistemas de piloto automático que atuam nos comandos por meio de servos elétricos Todos os helicópteros possuem sistema de fixação dos comandos travamento que deve ser aplicado quando o helicóptero estiver fora de funcionamento O comando dos pedais que atuam na mudança de passo do rotor de cauda nos helicópteros de configuração simples ou básica é feito com hastes servos roldanas e cabos de comando até atingir o tambor de mudança de passo o qual está ligado a um eixo com rosca sem fim Ao atravessar o eixo do rotor de cauda muda igualmente por meio de hastes o passo das pás do rotor de cauda Nos helicópteros de porte médio para cima o tambor de mudança de passo é substituído por uma roda dentada que é comandada em seu estágio final por uma corrente conhecimentogeraldoshelicopterosindb 54 030613 1215 Conhecimento Geral dos Helicopteros Continuando nosso passeio vemos que a frente dos comandos encontramos o painel de instrumentos cheio de componentes que possibilitam ao piloto o total monitoramento do voo e dos sistemas do helicéptero Os instrumentos possuem marcacées nas cores amarela verde e vermelha A amarela indica operacio com restrigao de tempo ou de atitude a verde operacéo normal e a vermelha operac4o incorreta ou limites ultrapassados Os instrumentos se dividem em Instrumentos de motor exemplo termémetro do d6leo manémetro do d6leo manémetro do combustivel contagiros manémetro de pressao de admissao PA manifold pressure s Instrumentos de navegacao exemplo bussola ADF VOR GPS etc Instrumentos de voo exemplo altimetro velocimetro horizonte artificial climé etc senate a aa ca Nae eae ae ae od i oon Ree Bais AS m4 i g oa a voor 4 H Cs f BE eee way ai ff nae oe tele e bs whe hme o A Ory BS i pa ee y ce Le 4 een eles s3222131 ep 4 ae Figura 226 Painel de Helicoptero modelo HB 350 Esquilo Fonte Helibras 2011 Instrumentos da aeronave exemplo liquid6metro indicador de combustivel temperatura do ar externo etc Unidade 2 55 56 Universidade do Sul de Santa Catarina Na cabine se localizam ainda os equipamentos de rádio e os cintos de segurança que devem estar presos à estrutura e seu dispositivo de travar e destravar com funcionamento perfeito Os parabrisas devem ser de material que não distorça a visão do piloto além de estarem sempre limpos bem como toda a aeronave As portas podem ser de abertura e fechamento normal corrediço e em alguns casos possuírem dispositivos de alijamento de emergência Encerramos nossa visita na seção dianteira iremos prosseguir até a seção central seguindo a sequência assim chegaremos ao final do cone de cauda onde encerraremos nosso estudo Dessa forma conheceremos esta fascinante máquina que é o helicóptero 2 Seção Central Figura 228 Seção central do Helicóptero Fonte Westwindhelicopters 2011 Adaptada pelos autores A estrutura central é a parte da fuselagem que tem a função de suportar toda a carga que o sistema do rotor principal transmite por meio da transmissão principal e as cargas que os motores o trem de aterragem e a cauda causam Figura 227 Cabine do Schweizer 300 Fonte Finescale 2009 conhecimentogeraldoshelicopterosindb 56 030613 1215 57 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 Na seção central ou intermediária concentramse a maioria dos componentes do helicóptero que são motor transmissão principal roda livre rotor principal servos hidráulicos sistemas de lubrificação sistemas de refrigeração hastes e cabos de comandos e trens de pouso Motor são utilizados dois tipos de motores nas aeronaves de asa rotativa O motor a pistão convencional explosão interna similar ao utilizado em veículos automotivos porém com modificações que atendem ao uso aeronáutico E o motor à reação do tipo turboeixo tipo axial de turbina livre semelhante a um motor turbohélice mas que porta uma turbina livre cuja finalidade é acionar dispositivos que não sejam hélices no caso a transmissão principal que aciona as pás do rotor principal e o rotor de cauda por meio da caixa de acessórios de uma aeronave de asa rotativa Sendo o mais utilizado atualmente em helicópteros de médio e grande porte Os primeiros helicópteros utilizavam motores a pistão grandes e pesados Os motores à turbina muito mais apropriados tiveram progressos decisivos e atualmente são utilizados na maioria dos helicópteros O Alouette II foi o primeiro helicóptero com turbo motor do mundo a ser fabricado em série Figura 229 Exemplos de motores à reação e pistão Fonte Helicopterparts 2011 Na seção de saída de força da turbina há uma caixa de redução cuja finalidade é reduzir as altas rotações RPM da turbina para valores compatíveis com os parâmetros acessórios O motor é preso a um suporte que se chama berço do motor Esse é preso à estrutura do helicóptero por meio de amortecedores geralmente confeccionados em borracha especial conhecimentogeraldoshelicopterosindb 57 030613 1215 Universidade do Sul de Santa Catarina elastémeros cuja finalidade é amortecer as vibracées naturais do motor evitando danos a estrutura Sobre os motores recomendamos aos alunos complementarem seus estudos sobre o funcionamento e componentes por meio da leitura das seguintes obras PALHARINI Marcos J A Motores a Reacao 7 Ed ASA Sao Paulo 1997 HOMA Jorge M Aeronaves e Motores 29 Ed ASA Sao Paulo 2009 Sistema do rotor principal tem como finalidade transformar a poténcia do motor em sustentaao e tracéo Sendo o sistema de maior importancia pois toda a sustentaao do helicdptero é obtida por ele em que as respostas de todos os comandos dependem da RPM do rotor principal E também responsavel em sua grande maioria pela estabilidade e diregao do helicdptero 3 Y Poa i ee x SS eS eorrertFEFRS JOBE a s f rm v3 I uN f q ae J h ha assd Figura 230 Sistema do Rotor Principal Fonte Helicopterparts 2011 Adaptada pelos autores Os componentes do rotor principal sao s Painicialmente construida de madeira atualmente fabricada com ligas de aco honeycomb materiais compostos como fibras de vidro e de carbono com 58 59 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 reforço de aço no bordo de ataque bordo de fuga em alumínio alguns casos uma longarina que age como reforço interno É responsável pela sustentação do helicóptero devendo ser corretamente alinhada e balanceada tanto estática quanto dinamicamente quando instalada A pá possui TABs ou compensadores que são instalados próximo à linha do bordo de fuga da pá próximo a sua ponta utilizados para ajustarem o tracking permitindo o equilíbrio dinâmico do rotor E geralmente nas pontas e nas raízes são instalados pesos para ajustes de peso e balanceamento Figura 231 Pá de helicóptero e localização dos TABs Fonte Prepra PLS Anglais 2010 Adaptada pelos autores Nos helicópteros os tipos de pás mais usados são os de perfil simétrico e assimétrico De tal forma que o rotor principal utiliza o perfil simétrico e o rotor de cauda o assimétrico embora o uso do assimétrico no rotor principal venha crescendo muito ultimamente Devido ao desenvolvimento de novas ligas e materiais compostos está permitindo aumentar a resistência estrutural das pás sem comprometer o seu peso possibilitando ampliar o emprego deste tipo de aerofólio Figura 232 Exemplos de perfis das pás de helicóptero Fonte Helicopterparts 2011 Adaptada pelos autores conhecimentogeraldoshelicopterosindb 59 030613 1215 Universidade do Sul de Santa Catarina Partes do aerofolio CORDA Bordo Fo rdo de fuga ey de ataque Figura 233 Partes do aerofdlio Fonte Sérvulo e Saba 2009 Adaptada pelos autores Bordo de ataque parte frontal do aerofolio Bordo de fuga parte traseira do aerofolio Cambra superior da pa extradorso ou dorso parte superior do aerofolio por onde os filetes de ar normalmente passam com maior velocidade por causa da maior curvatura Cambra inferior da pa intradorso ou ventre parte inferior do aerofdlio normalmente com menor curvatura por onde os filetes de ar passam com maior uniformidade Corda do aerofolio linha imaginaria que vai do bordo de ataque ao bordo de fuga Representa o comprimento do aerofolio Linha de curvatura média linha imaginaria equidistante do extradorso e intradorso do aerofolio Centro de Pressao CP ou centro aerodinamico ponto imaginario localizado na corda do aerofélio onde estao concentradas suas forcas aerodinamicas sustentagao e arrasto m Espessura do Perfil ponto maximo de separagao entre o extradorso e o intradorso m Envergadura distancia entre a raiz e a ponta da pa ENVERGADURA Ponta Raiz Figura 234 Envergadura raiz e ponta da pa Fonte Sérvulo e Saba 2009 Adaptada pelos autores Alongamento razdao de aspecto ou aspecto ratio Relagao entre envergadura e corda Quando maior 0 alongamento maior a sustentagao e menor 0 arrasto 60 61 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 Figura 235 Alongamento da pá Fonte Sérvulo e Saba 2009 Adaptada pelos autores Movimentos das pás As pás do helicóptero se movimentam sobre três eixos igualmente como o helicóptero Eixo longitudinal eixo imaginário que passa por meio da pá da sua raiz até a ponta pelo qual a pá faz o movimento de mudança de passo Figura 236 Eixo longitudinal da pá Fonte Helicopterparts 2011 Adaptada pelos autores Eixo lateral ou transversal eixo imaginário que atravessa a pá da esquerda para a direita ou viceversa próximo a sua raiz pelo qual a pá faz o movimento de batimento vertical Figura 237 Eixo lateral ou transversal da pá conhecimentogeraldoshelicopterosindb 61 030613 1215 Universidade do Sul de Santa Catarina Fonte Helicopterparts 2011 Adaptada pelos autores Eixo vertical eixo imagindrio que atravessa a pa de cima para baixo viceversa proximo a sua raiz pelo qual ele faz o movimento de avango e recuo Esse movimento é executado por uma forca chamada Efeito Coridlis SS a Figura 238 Eixo vertical da pa Fonte Helicopterparts 2011 Adaptada pelos autores 7 so S s oI wes c SS Figura 239 Os trés eixos da pd demonstrados em um rotor principal Fonte Helicopterparts 2011 Adaptada pelos autores Encerrado o assunto sobre as pas passaremos a comentar a respeito dos demais componentes do sistema do rotor principal A explicag4o que se segue pode ser encontrada em Chediac 1989 m Cubo fabricado em aco especial tem como finalidade ligar o rotor principal ao mastro Ver Figura 241 Punhos ou garras possuem a finalidade de ligar as pas ao cubo nos rotores rigidos e semirrigidos chamados punhos e nos articulados garras Ver Figura 241 62 Conhecimento Geral dos Helicopteros Pinos de fixacao das pas ou grampos fixadores fabricados em aco possuem a finalidade de fixar a pa ao punho Alguns modelos de helicéptero possuem pinos ocos que auxiliam no processo de balanceamento das pas por meio da adicdo e retirada de pesos do seu interior Ver Figura 241 Braco de arrasto normalmente construido em aco tem a finalidade de fixar as pas aos punhos impedindo o movimento de avano e recuo nos rotores semirrigidos Nos rotores articulados o braco de arrasto é substituido por amortecedores ou dampers que permitem esse movimento em torno do eixo vertical Ver Figura 241 u Limitadores de queda dropstop limita o batimento da pa podendo ser de dois tipos estatico ou dinamico estatico instalado entre o munhdo e o anel universal entrando em fungao quando houver algum problema com o dinamico que é composto por cabos de aco que ligam o anel universal a barra estabilizadora Ver Figura 241 Mastro eixo instalado na vertical que recebe o movimento giratdorio da transmissao principal levando ao rotor principal E 0 eixo de acionamento do rotor Ver Figura 241 Barra estabilizadora Método BELL é um dos sistemas de estabilizagao do helicéptero tendo como funcao atenuar o Efeito Pendular criando um novo plano de rotacao que tende a manterse sempre na horizontal para a prova permanece paralelo ao plano de rotacao Esta instalada no mastro do rotor principal logo abaixo desse ficando defasada em 90 com as pas girando com a mesma velocidade delas OBS Nem todo helicéptero possui a barra estabilizadora que é uma solucao da fabricante BELL conhecido como método Bell Rotores independentes do mastro também atenuam o Efeito Pendular Observe a figura a seguir Ss Barra Estabilizadora Se Método BELL tes RS An PSSA ON IS ue he Ra se why res wes I mn Bas Oy NT CE a ae wk ae etx oe se a 47 Sac Fema 5 tn i Bae A Jt Weor gy Dampers Le Figura 240 Método BELL Barra Estabilizadora Fonte Helicopterparts 2011 Adaptada pelos autores Unidade 2 63 Universidade do Sul de Santa Catarina Unidade misturadora SwashPlate conjunto de estrelas pratos plat6 ou disco esta instalada no mastro do rotor principal prdximo a sua base tendo como finalidade levar os movimentos do ciclico e coletivo por meio de hastes para as pas do rotor principal Sendo inclinada por uma acao do ciclico angulo diferente das pas para cada setor do plano de rotagao maior na pa que recua e menor na que avanga subindo ou descendo por uma acao do coletivo angulo igual para todas as pas em todos os setores do plano de rotaao E composto basicamente por uma estrela estacionaria inferior que recebe os movimentos do ciclico e do coletivo e uma rotativa superior que gira com o rotor principal transmitindo os movimentos para as pas Figura 241 Nem todo helicdptero possui a unidade misturadora O neste caso a interconexao do ciclico e coletivo com as pas é feita mecanicamente m Haste de comando leva os comandos da unidade misturadora até as pas do rotor principal Observe a Figura 241 Chifre de mudanga de passo recebe 0 movimento das hastes transmitindo para as pas Figura 241 A S I Se KES Sy ae me Hin F Sean my ERRQ OF gow 4 hg SS EE CZF ce a Hee AIG co PTY eee sae se Figura 241 Sistema do Rotor Principal e suas partes Fonte Helicopterparts 2011 Adaptada pelos autores 64 65 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 Vejamos a seguir uma explicação sucinta acerca dos rotores Rotores dos helicópteros quanto às articulações Os rotores de helicópteros são classificados em três tipos quanto às articulações isto é quanto aos movimentos que as pás podem executar em relação à cabeça onde elas são fixadas a saber rígido semirrígido e articulado Vejamos a seguir as características de cada um deles Rotores Rígidos Neste tipo de rotor a cabeça é rigidamente fixada ao mastro não havendo nenhuma espécie de articulação entre eles e as pás só possuem movimento de troca de passo em relação à cabeça No rotor rígido devido à ausência de articulação de batimento as pás devem ser mais flexíveis para absorver este movimento Rotores semirrígidos Esses rotores possuem além do movimento de troca de passo dos rotores rígidos uma articulação que permite o batimento das pás É utilizado normalmente nos rotores de duas pás empregando o sistema em que as pás rigidamente ligadas à cabeça executam um movimento de gangorra tendo o mastro como centro de apoio por meio de um componente chamado trunnion Nesse sistema portanto as pás não têm movimento de abano independente Para limitar a amplitude do batimento são instalados esbarros estáticos que estabelecem o limite máximo de abano chamado DROP STOP ou DROP RESTRAINERS atuando durante o corte ou a partida de motor portanto em baixas rotações protegendo o cone de cauda contra abanos excessivos das pás Rotores articulados Utilizado só em rotores com mais de duas pás em que cada uma possui articulações individuais que permitem os movimentos de batimento troca de passo avanço e recuo Esses rotores são de construção muito complexa e devido aos movimentos independentes executados pelas pás oscilam bastante provocando muita vibração Para reduzir essa vibração são instalados limitadores ou amortecedores nas articulações de avanço e recuo que procuram manter a relação geométrica das pás no plano do rotor São instalados também limitadores de abano nos mesmos moldes dos empregados em rotores semirrígidos Fonte História do Helicóptero Portal São Francisco 2012 conhecimentogeraldoshelicopterosindb 65 030613 1215 66 Universidade do Sul de Santa Catarina Tipos de Rotores Mudança de passo Batimento AvançoRecuo Rígido Sim Não Não Semirígido Sim Sim Não Articulado Sim Sim Sim Quadro 23 Tipos de rotores e os movimentos de mudança das pás Fonte Mankel 1997 Adaptado pelos autores Ainda dentro da seção central e com relação ao sistema de rotor principal encontramos o freio do rotor Alguns helicópteros possuem este tipo de dispositivo destinado a parar o rotor após o corte dos motores O sistema utilizado pode ser do tipo a disco ou a tambor com acionamento hidráulico ou simples mecânico Sistema da transmissão principal tem a função de reduzir a RPM e transmitir a força do motor para os rotores O motor pode ser acoplado à transmissão principal sob diversas formas Figura 242 Transmissão principal Fonte Kempley Helicopters 2012 Adaptada pelos autores conhecimentogeraldoshelicopterosindb 66 030613 1215 67 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 Por embreagem centrífuga neste caso ao girar o motor o rotor não está acoplado ao motor o que facilita a partida do motor sem a carga representada pelo peso do rotor principal Depois de o motor estar acionado pela força centrífuga por meio de sapatas tipo lona de freio de aplicação automotiva a transmissão é engrasada ao motor e os rotores são acionados Por correias neste caso a partida do motor é feita completamente independente do rotor principal Somente com a atuação do comando de engrasamento das correias é que os rotores são acionados Por processo direto um eixo com um sistema especial de amortecimento de choque liga diretamente a saída de força do motor à transmissão principal Unidade de roda livre é este sistema que vai intermediar o motor e a transmissão principal liberando a transmissão principal do motor em caso de falha deste É a roda livre que possibilita a autorrotação permitindo que o rotor principal continue girando por efeito da inércia e pela ação do vento Nos helicópteros equipados com mais de um motor ambos acionam o mesmo sistema de transmissão tendo cada um o seu sistema de roda livre Conjunto planetário de redução caixa redutora é o conjunto de engrenagens que fazem as devidas reduções e ampliações da RPM do motor para os diversos acessórios Servos hidráulicos dos comandos de voo possuem a finalidade de eliminar os esforços e a transmissão de vibrações dos componentes dinâmicos aos comandos de voo cíclico coletivo e pedais Sistema de lubrificação do motor sendo o motor pistão ou reação composto por peças móveis é necessária a lubrificação entre suas partes a fim de evitar e diminuir o desgaste dos componentes A lubrificação acionada por meio de bomba pode ser feita internamente por salpique pressão ou pulverização A especificação do óleo a ser utilizado e intervalo de trocas devem ser tratados dentro das normas prescritas pelo fabricante do motor Entenda como conectada Porém é importante que você se ambientalize com o termo aeronauticamente pronunciado que é engrasar momento em que a transmissão conectase à força motrix do grupo moto propulsor conhecimentogeraldoshelicopterosindb 67 030613 1215 68 Universidade do Sul de Santa Catarina Sistema de lubrificação da transmissão principal igualmente devido às mesmas características apresentadas pelo motor as peças componentes deste sistema também devem ser lubrificadas Nesse caso quem define a especificação e o tipo de óleo a ser utilizado é o fabricante do helicóptero O óleo poderá ser o mesmo utilizado no motor em alguns casos Sistemas de refrigeração dos óleos do motor e da transmissão principal com a finalidade de manter a viscosidade e temperatura certa para eficiente lubrificação os óleos necessitam de resfriamento adequado obtido por meio de radiadores que recebem fluxo de ar de ventiladores Esses ventiladores podem ser acionados por correias acionado pela transmissão ou por meio de motores elétricos Tanques de combustíveis localizados geralmente na seção central do helicóptero podem ser visíveis ou embutidos na fuselagem São construídos com materiais metálicos ou com ligas de plástico resistente a impactos Existem configurações de helicópteros que podem transportar tanques de combustível em suportes laterais sob pods tiptank Note as Figuras 243 e 244 Trem de pouso finalidade de apoiar o helicóptero absorver impactos com o solo e permitir manobras taxiamento Variam de acordo com a configuração objetivo do trabalho e tipo de terreno onde se pretende pousar Tipo skydesqui ideal para solo firme e pode ser baixo médio e alto Figura 244 Tanque sob suportes laterais Fonte ScaleRotors 2011 Figura 243 Tanque de combustível visível Fonte Airfliteok 2011 conhecimentogeraldoshelicopterosindb 68 030613 1215 69 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 Figura 245 Exemplo de esqui Fonte Helicopter parts 2011 Adaptada pelos autores Tipo de rodas possui a capacidade de taxiar como os aviões bem como correr até atingir a sustentação efetiva Pode recolher o trem de pouso diminuindo assim a resistência ao avanço durante seu voo Sofrem mais com os efeitos de ressonância com o solo devendo sempre ter seus amortecedores bem regulados assim como seus pneus corretamente calibrados Podendo ser do tipo retrátil ou escamoteável Figura 246 Helicóptero com rodas Fonte Plane News Aviation 2011 Para pouso na água podem ser instalados flutuadores que podem ser acionados por comando do piloto ou automaticamente Figura 247 Existem ainda helicópteros que possuem fuselagem desenhada para pouso na água possuindo igualmente trem de aterragem para pouso em terra portanto classificando se como aeronaves anfíbias Figura 248 Há dispositivos especiais que podem ser instalados permitindo operações no gelo e na neve conhecimentogeraldoshelicopterosindb 69 030613 1215 70 Universidade do Sul de Santa Catarina Figura 247 Exemplo de helicóptero equipado com flutuadores Fonte Helicópteros 2011 3 Seção traseira Figura 250 Seção traseira Fonte Westwindhelicopters 2011 Adaptado pelo autor Figura 248 Helicóptero anfíbio Sea King Fonte US Navy 2007 Figura 249 Helicóptero anfíbio Sea King Fonte Infoglobo 2011 conhecimentogeraldoshelicopterosindb 70 030613 1215 71 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 A seção traseira compreende basicamente o cone e o rotor de cauda Cone de cauda ocupa toda seção traseira do helicóptero onde estão instalados o sistema de transmissão e de comando do rotor de cauda os estabilizadores horizontal e vertical luzes de navegação esqui de cauda e outros acessórios Rotor de cauda possui a finalidade de contrariar o torque provocado pelo motor por meio do rotor principal consumindo 8 a 10 da potência no voo pairado e 3 a 4 no voo em deslocamento e possibilitar giros em torno do eixo vertical do helicóptero por meio do comando de pedais Funciona conjugado com o rotor principal sua rotação representa 15 em relação à do rotor principal A construção movimentos e componentes do funcionamento do rotor de cauda quase sempre são semelhantes aos do rotor principal Está instalado na cauda na posição vertical junto à caixa de transmissão de 90º do lado direito ou esquerdo dependendo do sentido de rotação sendo em sua maioria do tipo semirrígido O problema da dissimetria de sustentação do rotor de cauda também é resolvido com o batimento Esse também deverá estar corretamente balanceado estática e dinamicamente a fim de evitar os problemas relacionados as vibrações que nesse caso manifestamse por meio do formigamento dos pedais durante a execução do voo Nos helicópteros com mais de um rotor principal não existe a necessidade do rotor de cauda pois o torque é anulado pela contrariedade de rotação dos rotores principais que se inclina para lados opostos quando o aparelho necessita girar em torno de seu eixo Nos helicópteros que utilizam o sistema NOTAR um jato de ar direcionado produzirá o mesmo resultado de um rotor de cauda comum O sistema FENESTRON possui as mesmas características de um rotor do tipo simples porém não realiza os movimentos de batimento para corrigir dissimetria de sustentação somente de mudança de passo conhecimentogeraldoshelicopterosindb 71 030613 1215 Universidade do Sul de Santa Catarina Sistema de transmissao do rotor de cauda 0 sistema mecanico acoplado 4 transmiss4o principal que transfere a rotacao do motor ao rotor de cauda Caixa de acionamento do rotor de cauda caixa de 90 caixa de engrenagens que modifica em 90 o sentido de acionamento do eixo que vem da transmissao principal Possui lubrificacao a qual deve ser mantida no nivel apropriado lida na parte média da caixa por meio de uma janela de visualizacao de acordo com o fabricante do helicéptero sendo abastecida quando necessario por meio de sua parte superior A leitura eletromagnética de limalha no éleo neste tipo de caixa é feita pela sua parte inferior Eixo de acionamento Eixo que transmite o movimento da transmisso principal para a junta universal Podem existir trés tipos de acionamento Processo Direto Junta Universal e Caixa Intermediaria Processo Direto O eixo de acionamento sai diretamente da transmissao principal para a de cauda por meio de rolamentos nao havendo qualquer angulacao do rotor com o eixo de acionamento portanto nao existindo junta universal ou caixa de engrenagem a Junta Universal E um tipo de junta homocinética simplificada tendo a fungao de permitir uma determinada angulac4o entre o eixo de acionamento e a caixa de transmissao de caudaLigando esses dois eixos temos uma junta chamada universal tendo como outra funado mover o rotor de cauda Nos helicdpteros de médio e grande porte é substituida por uma caixa de engrenagens ou caixa intermediaria a Caixa intermediaria neste caso uma caixa de engrenagens com Angulo previsto pelo fabricante é instalada para fazer o trabalho da junta universal Essa caixa intermedidria possui lubrificacao que deve ser mantida no nivel proprio 72 73 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 Mecanismos de mudança de passo do rotor de cauda É um sistema composto basicamente por um eixo dentado pinhão e uma rosca sem fim cremalheira acionado por um tambor de mudança de passo que é acionado por cabos de aço alterando o passo das pás sempre conjuntamente sendo que esse ângulo sempre será positivo independentemente da situação dos pedais Nos helicópteros de médio e grande porte esse tambor é substituído por uma roda dentada que é acionada em seu estágio final por uma corrente como uma coroa de bicicleta Figura 251 Exemplo de transmissão do rotor de cauda Fonte Mankel 1997 Adaptada pelos autores Pás do rotor de cauda seguem as mesmas características de construção das pás do rotor principal e no helicóptero na maioria dos casos são do tipo assimétrico Tipos de rotor de cauda Convencional ou exposto é um rotor semelhante ao rotor principal possuindo as mesmas características de construção e funcionamento Sofre muita influência do ar turbilhonado advindo da fuselagem e do rotor principal conhecimentogeraldoshelicopterosindb 73 030613 1215 74 Universidade do Sul de Santa Catarina Figura 252 Rotor de cauda do tipo convencional ou exposto Fonte CAVOK Asas da Informação 2010 Fenestron desenvolvido pela empresa francesa Aerospatiale hoje pertencente ao grupo Eurocopter O sistema é uma configuração de rotor de cauda totalmente carenado faninfin oferecendo maior segurança aos seus operadores Por estarem envolvidas pela carenagem as pás de um rotor desse tipo possuem apenas o comando de mudança de passo e não realizam batimento como os rotores convencionais pois não ocorre a dissimetria de sustentação A disposição das pás e as instalações de defletores guias distribuem o ruído em diferentes frequências Isso faz com que o sistema seja mais silencioso e tenha uma performance melhor Figura 254 Rotor de cauda do tipo Fenestron Fonte Wikipedia 2011 Sistema notar No Tail Rotor esse conceito foi desenvolvido pela McDonnell Douglas Helicopter Company na década de 1980 e teve como objetivo eliminar o rotor de cauda em helicópteros de configuração básica ou simples por meio da utilização na construção do cone de cauda e seus componentes do efeito Coanda que é responsável por 6065 da força antitorque num voo pairado por exemplo O sistema NOTAR é composto por quatro componentes cone de cauda de seção circular pressurizado à baixa pressão duas fendas longitudinais no cone de cauda gerador de fluxo fan com passo variável para manter a pressão constante dentro do cone de cauda e um direcionador de fluxo posicionado na extremidade do cone de Figura 253 Rotor de cauda do tipo convencional ou exposto Fonte HowStuffWorks Brasil 2012 Efeito Coanda O efeito Coanda é a tendência de um filete de um fluido permanecer unido a uma superfície curva adjacente O nome homenageia o romeno Henri Coandă que foi o primeiro a reconhecer a aplicação prática do fenômeno no desenvolvimento de aeronaves Esse efeito é estudado em mecânica dos fluidos de modo a expressar as forças que se originam devido à viscosidade dos fluidos conhecimentogeraldoshelicopterosindb 74 030613 1215 75 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 cauda acionado pelos pedais permitindo assim o controle direcional do helicóptero O sistema reduz os níveis de vibração e de ruído é praticamente livre de danos e não sofre a influência de turbilhonamentos Figura 255 Rotor de cauda do tipo NOTAR Fonte Wikipédia 2011 Estabilizadores derivas horizontal e vertical São superfícies aerodinâmicas móveis ou fixas que tem a função de proporcionar mais estabilidade ao helicóptero podendo ter perfil tal como uma asa assimétrico ou simétrico Estabilizador horizontal está instalado na cauda do helicóptero horizontalmente estabilizandoo em torno dos eixos longitudinal e transversal Tem uma sustentação negativa forçando a cauda para baixo em alguns modelos é móvel sendo sua ação conjugada com o cíclico Figura 256 Exemplo de estabilizador horizontal e vertical Fonte Wikipedia 2011 conhecimentogeraldoshelicopterosindb 75 030613 1215 76 Universidade do Sul de Santa Catarina Estabilizador vertical instalado na cauda verticalmente estabilizandoo em torno do eixo vertical diminuindo a tendência de guinada Os dois estabilizadores têm a sua eficiência aumentada com a velocidade de deslocamento do helicóptero Dessa forma encerramos o nosso passeio por essa máquina Esperamos que você tenha compreendido como funcionam os diversos sistemas partes e componentes que contribuem para que o helicóptero possa alçar voo Estudamos como foi seu desenvolvimento e os acertos que foram necessários para que o desenvolvimento do helicóptero alcançasse o sucesso e a versatilidade que verificamos hoje O funcionamento dos comandos combinados com a atuação no deslocamento das aeronaves de asas rotativas serão estudados nas próximas seções Bons Voos Seção 5 Manutenção e operação Todo helicóptero tem o seu manual de voo específico elaborado pelo fabricante onde o piloto encontra todas as informações de performance e limitações do aparelho Todo comandante deve realizar a inspeção prévoo conforme o procedimento orientado pelo fabricante da aeronave ainda que essa inspeção já tenha sido realizada pelo pessoal da manutenção Classes de manutenção Manutenção preventiva deverá ser realizada segundo as determinações do fabricante para se evitar a possível ocorrência de uma pane conhecimentogeraldoshelicopterosindb 76 030613 1215 77 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 Manutenção corretiva serve para corrigir uma pane que tenha ocorrido durante o funcionamento da aeronave entre as manutenções preventivas determinadas Nesse caso é o operador que deve relatar a anormalidade constatada para a equipe de manutenção Figura 257 Hangar de manutenção do Batalhão de Aviação do Exército Brasileiro Fonte Antigoscpvaj 2011 A manutenção deve ser feita em oficinas homologadas e por mecânicos credenciados para cada tipo de helicóptero ou de motor e anotada nas cadernetas de manutenção do motor da célula ou dos componentes Essas cadernetas fazem parte da documentação da aeronave e deverão estar de acordo com as normas estabelecidas pela ANAC Agência Nacional de Aviação Civil e pelo fabricante do helicóptero conhecimentogeraldoshelicopterosindb 77 030613 1215 78 Universidade do Sul de Santa Catarina Síntese Nesta Unidade iniciamos nosso estudo pela classificação geral das aeronaves quanto à sustentação tipo de decolagem e especificamente na classificação dos helicópteros quanto aos rotores Essas definições iniciais auxiliam no entendimento do voo das aeronaves de asas rotativas apresentando as diversas disposições de aplicação de rotores que fazem o aluno compreender os diferentes projetos de helicópteros levando em consideração sua utilidade em conformidade com o desenvolvimento e qualidade de voo desejados Dentro deste contexto igualmente verificamos o nascimento do girocóptero autogiro que auxiliou no desenvolvimento da aviação de asas rotativas tal como concebemos hoje em dia Por meio da divisão clássica do helicóptero em seções dianteira central e traseira antecedida pelo estudo da fuselagem e os tipos de estruturas iniciamos um passeio conhecendo pormenorizadamente os sistemas e componentes de cada seção de modo que o aluno ao final do cone de cauda compreendesse o funcionamento do helicóptero e a nomenclatura geral de suas partes Ao final em conexão com o estudo de conhecimentos técnicos de helicópteros foram abordados os diferentes tipos de classes de manutenção e a importância da realização do prévoo por parte do comandante da aeronave Esperamos ter despertado o interesse por estas máquinas por meio do entendimento de seu funcionamento doravante trataremos especificamente do voo e seus efeitos Dessa forma convidamos o aluno a embarcar conosco nesta nova etapa Bons estudos e bons voos conhecimentogeraldoshelicopterosindb 78 030613 1215 79 Conhecimento Geral dos Helicópteros Unidade 2 Atividades de autoavaliação 1 Relate quais são os tipos básicos de estrutura de helicópteros e comente sobre suas principais características 2 De acordo com o que foi estudado nesta unidade descreva os rotores dos helicópteros quanto às articulações e suas características conhecimentogeraldoshelicopterosindb 79 030613 1215 80 Universidade do Sul de Santa Catarina Saiba mais O aluno poderá complementar sua leitura e ter uma compreensão melhor do conteúdo estudado lendo as seguintes obras recomendadas BATISTA Ugo Sá Nogueira Teoria de voo de helicóptero Ed EAPAC Rio de Janeiro 1992 CHEDIAC Dirceu A Peres O helicóptero para pilotos e mecânicos Teoria de Voo conhecimentos técnicos Rio de Janeiro 1989 DA SILVA Paulo Rodrigues Helicóptero conhecimentos técnicos noções fundamentais Ed ASA São Paulo 2006 JOFFILY Kleber Aerodinâmica do helicóptero teoria do voo conhecimentos técnicos Curitiba KJoffily 2000 MANKEL Roberto O helicóptero sem segredos Teoria de voo conhecimentos técnicos específicos de helicóptero e emergências 2 ed Rio de Janeiro 1997 ROCHA Ivan Freire Brito Teoria de voo para helicópteros São Paulo Título Independente 2009 SÉRVULO Paulo SABA Nicolau Apostila de helicóptero Conhecimentos Técnicos São Paulo 2009 VIEIRA Boanerges SERAPIÃO Antônio Carlos Aerodinâmica de helicópteros Rio de Janeiro Reditora Rio 2003 conhecimentogeraldoshelicopterosindb 80 030613 1215