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PRAIA DA CLARIDADE

Figueira da Foz - Portugal

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28
Jul05

O Avião

Praia da Claridade

avião  é uma aeronave mais pesada que o ar. Uma aeronave é um avião quando possui asas fixas (mesmo que elas possuam partes móveis e/ou dobradiças).

Duas características comuns a todos os aviões são a necessidade de um fluxo constante de ar pelas asas para a sustentação da aeronave, e a necessidade de uma área plana e livre de obstáculos onde eles possam alcançar a velocidade necessária para descolar, ou diminuí-la, no caso de uma operação de pouso. A maioria dos aviões, porém, necessita de um aeroporto dispondo de uma boa infra-estrutura para receber adequada manutenção e reabastecimento, e para a deslocação de tripulantes, carga e passageiros, quando estes se apresentam em número razoável. Enquanto a grande maioria dos aviões pousa e descola em terra, alguns são capazes de fazer o mesmo em corpos de águas calmas.

O avião é actualmente o meio de transporte civil e militar mais rápido do planeta. Aviões a jacto comerciais podem alcançar até 875 km/h, e percorrer um quarto da esfera terrestre em questão de horas, e mesmo pequenos aviões mono-motores são capazes de alcançar facilmente 175 km/h ou mais de velocidade de cruzeiro. Já aviões supersónicos, que operam actualmente apenas para fins militares, podem alcançar velocidades que superam em várias vezes a velocidade do som.

Componentes básicos

Seja um pequeno Citation ou um gigantesco Airbus A380, qualquer avião possui algumas características em comum:

Partes fixas

  • A presença de asa(s):  o que parece ser um par de asas é, na verdade, uma estrutura única rigidamente conectada com a fuselagem da aeronave. Os aviões podem ser monoplanos (uma asa), biplanos (duas asas) ou triplanos (três asas). A maioria dos aviões são monoplanos. A asa é também onde geralmente se armazena o combustível necessário para o empuxo da aeronave. Não se deve confundir a asa com o aerofólio.
  • A presença de uma fuselagem (ou corpo principal):  em aeronaves menores, o combustível necessário para o empuxo da aeronave é acondicionado na parte traseira do seu corpo principal.
  • Um motor (propulsor) que serve para o empuxo da aeronave tanto no solo quanto no ar. Pode ser uma turbina ou um turbo-hélice. Os propulsores podem estar localizados sob ou sobre as asas e/ou na parte traseira ou frontal da fuselagem.
Partes móveis

  • Os ailerons estão localizados na asa da aeronave. Actuam sempre ao mesmo tempo, para inclinar o avião no seu eixo longitudinal, e assim o avião pode virar para esquerda ou para direita.
  • Leme: que se situa, na maioria dos aviões, na parte traseira da aeronave, também conhecida como cauda, é uma parte móvel da aeronave que serve, juntamente com os ailerons, para controlar a direcção da aeronave.
  • Os elevadores, por sua vez, estão localizados numa estrutura que parece um par de asas traseiras, mas que na verdade, possui a função oposta das asas. Esta estrutura, o aerofólio, serve como um contra-balanço da aeronave, dando equilíbrio à aeronave em voo.
  • Os profundores, localizados no aerofólio, permitem que o avião gire em seu eixo lateral, e assim possa subir ou descer.
  • Um trem de pouso (trem de aterragem, em Portugal) que permite que o avião transite em solo.
  • Flaps e alhetas, que mudam o perfil da asa do avião, ajudando na sustentabilidade e no controle da velocidade da aeronave no ar, ambas em operações de baixa velocidade (operações de pouso e descolagem, por exemplo).
Sustentação

Um avião alça voo devido a reacções aerodinâmicas que acontecem quando o ar passa em alta velocidade pela asa.

Quando o ar passa pela asa, é forçado a passar ou por baixo ou por cima desta. O comprimento da asa é maior na parte superior e, segundo as leis da aerodinâmica, o fluxo de ar torna-se mais rápido, para compensar a maior distância a ser tomada. Isto diminui sensivelmente a pressão do ar sobre a asa;  a diferença de pressão sob e sobre as asas cria a sustentação necessária para o voo.

Também actuam na sustentação, em muito menor escala, as leis da inércia, formuladas por Isaac Newton: uma força actuando numa dada direcção e num dado corpo tende a ser balanceado por outra força com mesma potência e de direcção oposta. Como as asas dos aviões tendem a fazer curva para baixo, é criado um fluxo de ar nesse sentido e, como consequência, o avião recebe um empuxo de mesma força no sentido oposto: para cima.

Os aviões necessitam de uma velocidade elevada para que a diferença entre a pressão do ar sob e sobre a asa seja suficiente para a sustentação da aeronave. Devido a essas altas velocidades, um avião precisa percorrer uma certa distância em solo, antes de alcançar a velocidade suficiente para a descolagem, o que justifica a necessidade de um terreno longo e plano para a atingir. Para aeronaves maiores e mais pesadas, maior terá de ser o comprimento da pista e a velocidade necessária para a descolagem, dado o maior esforço necessário.

Tipos de aviões

Aviões turbo-hélices

Os aviões turbo-hélices fazem uso de motores de combustão, que por sua vez, fazem girar uma hélice, que cria o empuxo necessário para a movimentação da aeronave para frente. São relativamente silenciosos, mas possuem velocidades, capacidade de carga e alcance menores do que os similares, a jacto.
Porém, são sensivelmente mais baratos e económicos do que os aviões a jacto, o que os torna a melhor opção para pessoas que desejem possuir um avião próprio ou para pequenas companhias de transporte de passageiros e/ou carga.

Aviões a jacto

Aviões a jacto fazem uso de turbinas para a criação da força necessária para a movimentação da aeronave para frente. Aviões a jacto possuem muito mais força e criam um empuxo muito maior do que aviões que fazem uso de turbo-hélices. Como consequência, podem carregar muito mais peso e possuem maior velocidade do que os turbo-hélices. Um problema, porém, é a grande quantidade de som criada por uma turbina; isto torna aviões a jacto uma fonte de poluição sonora.

Grandes widebodies ("corpos largos"), como o Airbus A340 e o Boeing 777, podem carregar centenas de passageiros e várias toneladas de carga, podendo percorrer uma distância de até 13 mil quilómetros - pouco mais que um quarto da circunferência terrestre.

Aviões a jacto possuem altas velocidades de cruzeiro (700 a 900 km/h) e velocidades de descolagem e pouso (150 a 250 km/h).
Numa operação de aterragem, devido à alta velocidade, o avião a jacto faz grande uso de flaps e alhetas nas asas para o controle de velocidade, e de reverse engine (a turbina gera um fluxo de ar para frente, e não para trás, como acontece habitualmente, com o intuito de diminuir a velocidade da aeronave) no pouso propriamente dito (aterragem).

Aviões super-sónicos

Aviões super-sónicos, como o Concorde  (que já não voa...)  e caças militares, fazem uso de turbinas especiais, que geram a maior potência necessária para o voo, mais rápido que a velocidade do som. Além disso, o desenho do avião super-sónico apresenta certas diferenças com o desenho em aviões sub-sónicos, tudo de modo a superar do modo mais fácil possível a barreira do som.

O voo em velocidade super-sónica cria muito mais poluição sonora do que o voo em velocidades sub-sónicas. Isto limita os voos super-sónicos a áreas de baixíssima ou nenhuma densidade populacional.
Quando passam em uma área de maior densidade populacional, os aviões super-sónicos são obrigados a voar em velocidade sub-sónica.

História

O sonho de voar remonta, para o Homem, desde a pré-história. Muitas lendas, crenças e mitos da antiguidade envolvem ou possuem factos relacionados com o voo, como a lenda grega de Ícaro. Leonardo da Vinci, entre outros inventores visionários, desenhou um avião, no século XV. Com o primeiro voo feito pelo homem (Francois Pilatre de Rozier e Francois d'Arlandes) numa aeronave mais leve que o ar, um balão, o maior desafio tornou-se na criação de uma máquina mais pesada do que o ar, capaz de alçar voo por meios próprios.

Anos de pesquisas por muitas pessoas ávidas do tão sonhado voo produziram resultados fracos e lentos, mas contínuos. Em 28 de Agosto de 1883, John J. Montgomery tornou-se a primeira pessoa a fazer um voo controlado em uma máquina mais pesada do que o ar, num planador. Outros aviadores que fizeram voos semelhantes naquela época foram Otto Lilienthal, Percy Pilcher e Octave Chanute.

No começo do século XX, o primeiro voo numa máquina mais pesada do que o ar, capaz de gerar a potência e sustentação necessária por si mesmo, foi realizada. Porém, isto é um facto polémico, em que um de dois aviadores são creditados:  o brasileiro Santos Dumont ou os irmãos norte-americanos Wilbur e Orville Wright.

Os irmãos Wright são creditados como os responsáveis pelo primeiro voo num avião, na maior parte do mundo, incluindo os Estados Unidos.
O primeiro voo dos irmãos foi realizado em 17 de Dezembro de 1903, em Kitty Hawk. Porém, críticos dos irmãos afirmam que este voo não teve testemunhas credíveis (4 salva-vidas e um garoto), dado o isolamento com que haviam sido feitos os testes. Outro facto mencionado é o uso de uma catapulta, para a descolagem da aeronave criada pelos irmãos, o Flyer.

Vários especialistas dão a Alberto Santos Dumont o crédito de ter sido a primeira pessoa a realizar um voo numa aeronave mais pesada do que o ar por meios próprios, dado que o Kitty Hawk dos irmãos Wright só deixou de necessitar de uma catapulta em 1908. O voo de Santos Dumont foi realizado no 14-Bis, em Paris, França. O voo não somente foi bem testemunhado por locais e pela imprensa, como foi verificado por vários aviadores e autoridades. Porém, Santos Dumont é creditado como a primeira pessoa a realizar um voo numa aeronave mais pesada do que o ar apenas no Brasil, e, em menor escala, na França e em Portugal, sendo isto matéria de debate até hoje.

Guerras na Europa, em especial, a primeira guerra mundial, serviram como palco de testes para o uso do avião como armamento. Primeiramente visto por generais e comandantes como um "brinquedo", o avião provou ser uma máquina de guerra capaz de causar sérios estragos nas linhas inimigas. Na primeira guerra, grandes ases surgiram, dos quais o maior foi o alemão Barão Vermelho. Do lado aliado, o ás com a maior quantidade de aeronaves abatidas foi René Fonck, da França.

Após a primeira guerra mundial, os aviões passaram por inúmeros avanços tecnológicos. Charles Lindbergh tornou-se a primeira pessoa a cruzar o Oceano Atlântico num voo solo sem escalas, em 20 de Maio de 1927. Os primeiros voos comerciais foram realizados entre os Estados Unidos e o Canadá, em 1919.
A turbina a jacto estava em desenvolvimento na década de 1930, sendo que aviões a jacto militares já estavam operacionais nos anos 40.

Os aviões desempenharam um papel fundamental na segunda guerra mundial, tendo presença, seja maioritária ou minoritária, em todas as batalhas mais importantes e conhecidas da guerra, especialmente no Ataque a Pearl Harbor, nas batalhas do Pacífico e no Dia D. Também constituíam parte essencial de várias das novas estratégias militares da época, como a Blitzkrieg alemã ou os Porta-aviões americanos e japoneses.

Em Outubro de 1947, Chuck Yeager, no seu Bell X-1, foi a primeira pessoa a ultrapassar a barreira do som. O recorde mundial de velocidade para um avião de asa fixa é de 7 297 km/h, Mach 6.1, da aeronave X-15.

Aviões, tanto militares quanto civis, continuaram a alimentar Berlim Ocidental com suprimentos, em 1948, quando o acesso a suprimentos via ferrovias e estradas à cidade, completamente cercada pela Alemanha Oriental, foi bloqueado, por ordem da União Soviética.

O primeiro jacto comercial, o De Havilland Comet, foi introduzido em 1952, e o primeiro jacto comercial de sucesso, o Boeing 707, ainda nos anos 50. O Boeing 707 iria desenvolver-se depois no Boeing 737, a linha de aviões de passageiros mais usada do mundo, no Boeing 727, outro avião de passageiros bastante usado, e no Boeing 747, o maior avião comercial do mundo até 2005, quando foi superado pelo Airbus A380.

Desenhando e construindo um avião

Pequenos aviões, para um ou no máximo dois passageiros, podem ser construídos em casa, por aviadores que possuem muito conhecimento técnico na área de física e aerodinâmica. Outros aviadores com menos conhecimentos fazem os seus aviões usando kits de pequenas aeronaves, com peças pré-fabricadas, e montando a aeronave em casa.

Aviões produzidos desta maneira, porém, são uma minoria. Dada a sua delicadeza, aviões que são construídos por companhias construtoras de aviões com o objectivo de os comercializar em quantidade para outros clientes precisam de passar por um processo minucioso e demorado de planeamento, por motivos de segurança impostos pela lei sobre a aviação do país da companhia construtora. Isto pode durar até 4 anos, em pequenos turbo-hélices, a 12 anos, em aviões com o porte do A380.

Neste processo, estabelecem-se em primeiro lugar os objectivos da aeronave. Uma vez completa, a empresa construtora usa um grande número de desenhos e equações, tudo calculado em teoria, estimando o comportamento da aeronave. Os computadores são actualmente muito utilizados por companhias construtoras de aviões como um meio de desenho e planeamento do avião. Pequenos protótipos, ou certas partes do avião são, então, testados em túneis de vento, para verificar a aerodinâmica da aeronave.

Quando o avião é aprovado neste processo, constrói-se um número limitado destes aviões, para a sua testagem como um todo no solo. Atenção especial é dada aos motores (ou turbinas) e às asas.

Depois de aprovado, pelo processo acima indicado, a companhia construtora é autorizada, por um órgão competente de aviação ou transportes em geral, a fazer um primeiro voo.
Quando o comportamento da aeronave não apresenta suspeitas de falhas, os voos-teste continuam até que o avião tenha cumprido todos os requisitos necessários. Então, o órgão público competente de aviação ou transportes do país, autoriza a companhia a produção em massa da aeronave.

Nos Estados Unidos, este órgão é a Federal Aviation Administration (FAA),  e na União Europeia, a Joint Aviation Authorities (JAA).  Estes dois são as companhias de regulamentação de aeronaves mais importantes do mundo. No Canadá, o órgão público encarregado de regulamentar e autorizar a produção em massa de aeronaves é o Departamento de Transportes do Canadá.

No caso do comércio internacional de aviões, uma licença do órgão público de aviação ou transportes do país onde a aeronave está a ser comercializada também é necessária. Por exemplo, aeronaves da Airbus precisam ser certificadas pela FAA para serem vendidas nos Estados Unidos e vice-versa, aeronaves da Boeing precisam ser aprovadas pela JAA para serem comercializadas na União Europeia.

Produção industrializada

São relativamente poucas as companhias que produzem aviões em larga escala. Porém, a produção de um avião por uma dada companhia é um processo que envolve outras dezenas, ou talvez centenas, de outras empresas e fábricas, que produzem partes determinadas da aeronave. Por exemplo, uma empresa pode ser responsável pela produção do trem de pouso, enquanto outra é responsável pelo radar. A produção de tais peças não se limita a apenas algumas cidades de um dado país; no caso de grandes companhias de fabricação de aeronaves, tais peças podem vir de diversas partes do mundo.

Uma vez fabricadas, as peças são enviadas para a fábrica principal da companhia aérea onde está localizada a linha de produção.  As diferentes peças juntam-se umas às outras, no final, produzindo a aeronave. No caso de grandes aviões, podem existir linhas de produção dedicadas especialmente à montagem de certas partes de grande porte da aeronave, como as asas e a fuselagem.

Quando pronto, um avião passa por uma rigorosa inspecção, em busca de falhas e defeitos e, sendo aprovado nesta inspecção, o avião é testado por um piloto, num voo-teste, de forma a assegurar que os controles da aeronave estão todos em ordem. Com este teste final, o avião está pronto para receber os "retoques finais" (configuração interna, pintura, etc.),  e pronto a ser enviado aos seus clientes.

Segurança

Estatísticas mostram que o risco de um acidente aéreo é muito pequeno. É mais provável sofrer um acidente indo até ao aeroporto de carro do que durante o voo. Por que, entretanto, tantas pessoas demonstram medo só de entrar num avião?  Talvez isso se deva ao facto de, no caso de um acidente, o risco de mortalidade em acidentes aéreos ser extremamente alto.

A maioria dos acidentes em aviões ocorre devido a falha humana, isto é, devido ao erro dos pilotos ou torre de controle. Em seguida, a falha mecânica é a maior causa de acidentes aéreos, que também pode envolver um componente humano (exemplo: negligência da companhia aérea em realizar a manutenção). Tempo adverso é a terceira maior causa de acidentes.
Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

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