Rotores 1 - Jul 11 1sb5r

ROTORES

Aula 1

Laércio

Programa de aulas • • • • •

Aula 1 – Aerodinâmica, controles de vôo, rotores principais e de cauda Aula 2 – Componentes de um helicóptero e efeitos de vôo Aula 3 – Pás, auto rotação, vibrações e balanceamento Aula 4 – Efeitos de vôo + Revisão Aula 5 – Video + Prova + Correção

Roteiro • • • • • •

História do helicóptero Perfil Aerodinâmico Forças atuantes em vôo Movimento em torno dos eixos Efeito torque e rotor de cauda Controles de vôo

Roteiro • • • • • •

História do helicóptero Perfil Aerodinâmico Forças atuantes em vôo Movimento em torno dos eixos Efeito torque e rotor de cauda Controles de vôo

A história do helicóptero O helicóptero foi idealizado pela primeira vez no século XV. Quem é considerado o inventor do helicóptero?

Leonardo da Vinci

A história do helicóptero 1842 - Inglaterra - Horace Philips construiu um modelo movido a vapor que pesava 9Kg, não chegou a voar.

A história do helicóptero 1859 - Inglaterra, Henry Bright foi o primeiro a registrar este tipo de invento em seu Pais.

A história do helicóptero

A história do helicóptero 1878 - Itália, Enrico Fanini construiu um modelo de 4Kg, que subiu 13 m, e permaneceu no ar por 20 s.

A história do helicóptero 1880 - USA, Thomas Edison demonstrou com alguns testes a inviabilidade do invento.

A história do helicóptero Inviabilidade do projeto devido :





Perfil aerodinâmico ineficiente; Relação peso x potência requerida; Problemas com efeito TORQUE.

A história do helicóptero

1919 a 1944 – Após diversas tentativas por parte de outros inventores, Igor Sikorsky retoma os estudos dos helicópteros e realiza em 1939 o primeiro vôo oficial de um helicóptero.

A história do helicóptero

Com o ar dos anos, os helicópteros continuaram a evoluir.

A história do helicóptero

A história do helicóptero Muitos anos se aram após o invento de Sikorsky, e o projeto dos helicópteros foi aprimorado, seu progresso foi marcado pelo surgimento de aeronaves como o Bell 47.

A história do helicóptero Bell 47

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Perfil aerodinâmico O que é aerofólio ?

Resp. : Aerofólio é uma superfície, que, ao ser submetida a um vento relativo, apresenta reações aerodinâmicas.

Perfil aerodinâmico Em um aerofólio, a sustentação ocorre devido ao diferencial de pressão entre o Extradorso e o intradorso.

Extradorso

Intradorso

Perfil aerodinâmico

Simétrico - Construção mais simples e barata - Manutenção mais fácil

Assimétrico - Maior eficiência

Perfil aerodinâmico O perfil simétrico foi escolhido para os helicópteros, por ter uma variação do centro de pressão muito pequena.

Perfil aerodinâmico No perfil assimétrico aumentamos a sustentação, através do aumento do vento relativo.

Perfil aerodinâmico No perfil simétrico, o aumento do vento relativo não gera sustentação.

Perfil aerodinâmico

Ângulo de incidência ou ângulo o da pá

Co r da

Plano de rotação

Perfil aerodinâmico

Ângulo de Ataque

Co r da

Vento relativo

Perfil aerodinâmico

Vento relativo Ângulo de Ataque

Co r da

Perfil aerodinâmico

Perfil aerodinâmico Qual a diferença entre rotor e hélice ? Rotor – Perfil simétrico, também conhecido como asa rotativa, por gerar sustentação. Hélice – Perfil assimétrico, tem a função de gerar apenas tração.

Perfil aerodinâmico Quando um rotor se encontra em movimento, ele a a ser denominado disco, em função das novas propriedades adquiridas

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Forças atuantes em vôo

Resultante

Resultante

Tração + Sustentação

Peso + Arrasto

Forças atuantes em vôo Resultante

Sustentação

Tração Arrasto

Peso

Resultante

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Movimentos em torno dos eixos

Eixo Vertical

Movimentos em torno dos eixos

Eixo longitudinal

Movimentos em torno dos eixos

Eixo lateral ou transversal

Movimentos em torno dos eixos

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Torque e rotor de cauda

TORQUE O torque é definido a partir da componente perpendicular ao eixo de rotação da força aplicada sobre um objeto que é efetivamente utilizada para fazer ele girar em torno de um eixo ou ponto central, conhecido como ponto pivô ou ponto de rotação

Torque e rotor de cauda

Torque e rotor de cauda

O efeito torque é anulado no helicóptero pelo rotor de cauda.

Torque e rotor de cauda A transmissão de rotação é feita através de um eixo acoplado a uma “caixa de 90°”

A mudança de o é controlada pelos pedais

Torque e rotor de cauda A caixa de 90°, transmite a rotação para acionar o rotor, e a variação de o das pás.

Torque e rotor de cauda O sentido de rotação do rotor principal, varia conforme o fabricante.

Torque e rotor de cauda

Torque e rotor de cauda

Torque e rotor de cauda

Outros dois tipos de sistema anti-torque, são : Rotor Fenestron Sistema NOTAR

Torque e rotor de cauda Rotor de cauda patenteado pela Eurocopter, com baixa emissão de ruído e baixo coeficiente de arrasto.

Torque e rotor de cauda

Torque e rotor de cauda

Torque e rotor de cauda Sigla para NO TAil Rotor. Sistema que utiliza ar direcionado da exaustão do motor para gerar a força anti-torque.

Torque e rotor de cauda Uma parte da força anti-torque vem do fluxo de ar, e a outra parte vem do princípio de bernoule.

Torque e rotor de cauda

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Temos 4 controles de vôo no helicóptero: Pedais – controle de guinada Cíclico – Aceleração e controle de atitude Coletivo – Controle de altitude Manete de potência - Motor

Controles de vôo

Controles de vôo

Os pedais dão o controle direcional do helicóptero, permitindo seu movimento em torno do eixo vertical

Controles de vôo

Ao acionar os pedais, mudamos o o das pás do rotor de cauda, aumentando ou diminuindo a força antitorque.

Controles de vôo

Controles de vôo Swashplate - prato oscilante Disco rotativo, que aplica ao rotor os comandos de cíclico e/ou coletivo. Está situado entre o mastro e o rotor principal.

Controles de vôo

Controles de vôo O Swash plate, consiste em 2 estrelas : • Estrela estacionária; • Estrela rotativa.

Controles de vôo Enquanto o prato fixo não possui movimento rotacional, o prato rotativo, gira juntamente com eixo do rotor.

Controles de vôo Ligadas às pontas das hastes do prato rotativo, temos as pás que mudam o o ciclicamente conforme o movimento transmitido.

Controles de vôo

Controles de vôo Antes do comando do cíclico e coletivo chegarem ao prato oscilante, eles am por um combinador mecânico.

Controles de vôo

Controles de vôo

Controles de vôo Controla a movimentação do helicóptero em torno dos eixos : - Lateral - Longitudinal

Controles de vôo

Controles de vôo

O comando cíclico, consegue controlar a movimentação do helicóptero, aumentando a sustentação do rotor em um único ponto do disco de rotação, e diminuindo a sustentação no ponto oposto (180°)

+ Sustentação

- Sustentação Deslocamento

Controles de vôo

Controles de vôo

- Sustentação

+ Sustentação

Deslocamento

Controles de vôo

Ângulo máximo Maior sustentação

Ângulo mínimo Menor sustentação

Controles de vôo O comando cíclico, trabalha através de hastes de comando, atuando diretamente no prato oscilante

Controles de vôo

Controles de vôo

Controles de vôo Aumenta ou diminui a força de sustentação no helicóptero, possibilitando que o mesmo suba ou desça

Controles de vôo + Sustentação O comando coletivo, aumenta a sustentação, aumentando o ângulo de ataque de todas as pás do rotor principal uniformemente (coletivamente)

+ Ângulo de ataque

Controles de vôo

Controles de vôo O comando coletivo, trabalha através de hastes de comando, atuando diretamente no prato oscilante. Os comandos são combinados com o movimento do cíclico.

Controles de vôo

Controles de vôo

Controles de vôo Permite o ajuste de potência do motor, pode ter vários formatos, e localizações

Controles de vôo

Alguns modelos multimotores possuem as manetes no “overhead ”

Controles de vôo

Diferente das outras aeronaves, a potência do motor do helicópteros é ajustada para trabalhar a 100% de rotação.

Controles de vôo

Sempre que o o do rotor é aumentado pelo comando do coletivo, a rotação tende a diminuir em função do aumento do ângulo de ataque (arrasto).

Controles de vôo

Os pilotos monitoram a rotação do motor e rotor através de um tacômetro duplo.

Revisão • • • • • •

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“Se voar é sobrehumano, pairar é divino”