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Spoiler, flape e manche: você conhece essas e outras partes de um avião?
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É bastante comum as pessoas chamarem o motor do avião de turbina, mas especialistas em aviação, especialmente os mecânicos, ficam de cabelo em pé quando ouvem isso. É que a turbina é apenas uma parte de todo o motor do avião. É mais ou menos como se alguém chamasse o motor do carro de cilindro ou de pistão.

O mesmo acontece com outras partes do avião. Flapes e ailerons, por exemplo, ficam na parte traseira da asa, o bordo de fuga. Mas você sabe o que são eles e a qual a função de cada um? E a diferença entre trem de pouso convencional e triciclo?

O Todos a Bordo preparou um pequeno manual para explicar como funcionam as principais estruturas do avião.

Motor de avião do tipo turbofan, o mais usado em aviões comerciais (Foto: Divulgação)

Motor – Os aviões podem ter quatro tipos de motores: a pistão, turbojato, turbofan ou turboélice. Os motores a pistão são utilizados em aviões de pequeno porte e têm a estrutura semelhante aos motores de carros.

Os turbojatos são indicados para aviões supersônicos. Neles, todo o ar que entra no motor é comprimido, aquecido e impulsionado na saída em alta velocidade.

A maioria dos aviões comerciais utiliza o motor turbofan. Ele é formado por um motor turbojato modificado no qual é acrescentado um grande fan (ventilador) na entrada de ar para criar um fluxo de ar frio que se mistura com os gases quentes internos. Essa composição permite economia de combustível, aumento da tração e diminuição do barulho.

Já os aviões comerciais que necessitam de menos velocidade utilizam os motores turboélice. Eles também têm uma composição interna semelhante à dos turbojatos, mas utilizam a força da turbina para girar a hélice na parte frontal.

Turbina formada pelos discos traseiros na parte interna do motor (Imagem: Divulgação/Rolls-Royce)

Turbina – Muita gente costuma chamar os motores dos aviões comerciais de turbina. O problema é que, na realidade, a turbina é apenas uma parte interna dos motores turbojato, turbofan e turboélice. O núcleo desses motores é formado, basicamente, pelos compressores, câmara de combustão, turbina e bocal propulsor.

Leia mais: Você sabe como funciona um motor de avião a jato?

Asa – É a responsável por dar a sustentação ao voo. Costuma ser mais reta na parte inferior (intradorso) e mais curvada na parte superior (extradorso). Assim, o ar passa mais rápido acima da asa do que embaixo dela, gerando uma diferença de pressão que garante a sustentação ao voo.

Bordo de ataque – A parte frontal da asa que recebe o primeiro impacto do ar durante o deslocamento.

Bordo de fuga – A parte traseira da asa, por onde o ar escoa.

Fuselagem – É o corpo do avião, que abriga as cabines de comando e de passageiros. Nela, são fixadas a asa, a empenagem, o trem de pouso e alguns sistemas do avião.

Estrutura horizontal e vertical na cauda do avião forma a empenagem (foto: Divulgação)

Empenagem – Localizada na cauda do avião, é o conjunto de superfícies composto pelo estabilizador horizontal, profundor, estabilizador vertical e leme de direção.

Estabilizador horizontal – É a superfície horizontal semelhante a uma pequena asa. Serve para dar estabilidade aos movimento de subir, descer ou manter o voo nivelado.

Profundor – Localizado na parte traseira do estabilizador horizontal, é uma superfície móvel que se movimenta para cima e para baixo. Quando acionado pelo manche do piloto, faz o avião levantar ou abaixar o nariz.

Estabilizador vertical – É a superfície vertical presente na empenagem e serve para dar a estabilidade de direção do avião, evitando desvios para direita ou esquerda.

Leme de direção – Fica na parte traseira do estabilizador vertical. É uma superfície móvel que se movimenta para a esquerda e para a direita, permitindo que o nariz do avião vire para os lados.

Aileron fica próximo à ponta da asa (foto: iStock)

Aileron – Presente no bordo de fuga (parte traseira da asa) e próximo à ponta da asa, é uma superfície móvel que se movimenta para cima e para baixo. Quando o aileron esquerdo sobe, o direito desce. Esse sistema permite que o avião incline as asas para o lado.

Para realizar uma curva, é necessário coordenar as ações do aileron e do leme de direção. Para virar à esquerda durante o voo, o piloto inclina o avião (baixa a asa esquerda) com o aileron e utiliza o leme de direção para movimentar o nariz do avião. Para isso, são utilizados os manches e os pedais.

Manche de avião do tipo de volante (Divulgação/Honeywell)

Manche – É o volante do avião e atua sobre dois sistemas. Quando o piloto puxa o manche, ele movimenta o profundor e o avião levanta o nariz. Ao movimentar o manche para a direita, ele aciona o aileron e o avião inclina para direita (baixa a asa direita).

Existem três tipos de manche, que cumprem a mesma função. O manche do tipo volante é o mais utilizado e, como o próprio nome diz, lembra o formato de um volante de carro. O manche bastão é uma alavanca localizada entre as pernas do piloto, enquanto o sidestick lembra um joystick de videogame e fica ao lado do piloto.

Pedais – Assim como o manche, os pedais também têm dupla função no avião. A primeira é movimentar o leme de direção, que vira o nariz do avião para direita ou esquerda. Nesse caso, os dois pedais do avião trabalham em conjunto (ao empurrar o pedal esquerdo, o pedal direito recua e o nariz do avião vira para a esquerda)

Os mesmos pedais também são utilizados para acionar os freios dos aviões. A diferença é que é necessário pressionar somente a parte superior do pedal para acionar o freio. Para parar totalmente o avião, os dois pedais precisam ser pressionados. No entanto, os freios também são usadas para manobras em solo. Para ajudar a fazer curvas, o piloto aciona o freio de somente um lado.

Spoiler (para cima) e flapes (para baixo) acionados durante o pouso (foto: iStock)

Flape – Também no bordo de fuga da asa, mas próximo à fuselagem, o flape é um dispositivo hipersustentador. Quando é estendido, ele aumenta a curvatura da asa, dando mais sustentação ao avião. O flape é utilizado somente durante pousos e decolagens, pois permite que o avião voe com velocidade mais baixa.

Slat – É outro dispositivo hipersustentador, porém localizado na parte da frente da asa (bordo de ataque). Quando é estendido, o slat altera o fluxo de ar sobre a asa, permitindo mais sustentação em baixa velocidade.

Spoiler – Fica na parte superior da asa (extradorso). Quando o avião pousa, uma placa se levanta no meio da asa. O spoiler é um freio aerodinâmico, que aumenta a resistência do ar. Durante o voo, também pode ser utilizado para auxiliar a ação do aileron.

Trem de pouso – É o conjunto de rodas que serve de apoio para o avião no solo. A parte que fica no meio do avião, geralmente embaixo da asa, é chamada de trem principal, enquanto a que fica na parte dianteira é o trem do nariz. Esse conjunto é chamado de trem de pouso triciclo.

Os aviões mais antigos tinham o trem principal e uma roda na traseira, chamada de bequilha. Esse padrão é conhecido como trem de pouso convencional. Atualmente, é mais comum encontrá-lo em aviões acrobáticos.

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Jatos comerciais têm motor escondido na traseira. Sabe para que ele serve?
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Motor auxiliar fica localizado no cauda do avião (Foto: Divulgação)

Por Vinícius Casagrande

Os grandes jatos comerciais têm um motor escondido na parte traseira do avião que é essencial para quando a aeronave está em terra. Chamado de APU (Auxiliar Power Unit, ou Unidade Auxiliar de Potência), esse motor serve para gerar energia para diversos sistemas do avião.

Apesar de ser um motor a turbina, a APU não gera empuxo para o deslocamento dos aviões. A sua função principal é auxiliar na partida dos motores principais do avião, geralmente instalados nas asas.

Para serem ligados, os grandes motores dos jatos precisam girar em alta velocidade e necessitam de uma grande quantidade de ar. É exatamente esse motor auxiliar que fornece toda a energia necessária para o acionamento dos motores principais do avião.

Alguns jatos de menor porte podem não contar com uma APU instalada. Mas, ainda assim, eles necessitam de uma fonte auxiliar de energia para a partida dos motores. Nesse caso, são utilizadas baterias externas chamadas de GPU (Ground Power Unit ou Unidade de Solo de Potência).

Funcionamento de outros sistemas do avião

Quando o avião está sendo preparado para o voo, a APU está sempre ligada. É que além da partida dos motores principais, a unidade de potência auxiliar também fornece energia para outros sistemas do avião, como a parte elétrica, pneumática e funcionamento do ar-condicionado.

Além de gerar mais conforto no embarque dos passageiros, a APU permite o funcionamento de sistemas para o abastecimento do avião e checagem dos pilotos de todos os sistemas do avião para a decolagem.

A APU funciona geralmente somente em solo, sendo desligada durante o voo. Depois de acionados, os motores principais passam a fornecer a energia necessária para o funcionamento de todos os sistemas do avião. No entanto, a APU também pode ser utilizada para aumentar a segurança do voo.

Em caso de falhas no fornecimento de energia a partir dos motores principais, a APU pode ser acionada, a qualquer momento, para fazer funcionar os sistemas que estão com problemas. Além da energia interna do avião, a APU pode ser essencial também para fazer funcionar os comandos de voo que permitem que o avião suba, desça ou faça curvas. Mas não tem força para sustentar o voo em caso de parada dos motores principais.

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Motores do tipo turbofan são os mais utilizados pelos aviões comerciais (Foto: Divulgação/Rolls-Royce)

Motores do tipo turbofan são os mais utilizados pelos aviões comerciais (Foto: Divulgação/Rolls-Royce)

Por Vinícius Casagrande

O motor de avião é um equipamento extremamente complexo. Produzido com peças de materiais nobres, como o titânio, somente um motor de um Airbus A320, por exemplo, pode custar cerca de US$ 10 milhões (R$ 32 milhões).

Os motores do tipo turbofan são os mais utilizados pelos grandes aviões comerciais e jatos executivos. Eles são formados por um turbojato com um enorme ventilador na parte frontral, que funciona como hélice, e são cobertos por uma grande carenagem. Muita gente costuma chamá-los de turbina, mas, na realidade, a turbina é apenas uma parte interna do motor.

As fases de funcionamento dos motores de avião são, basicamente:

  • Admissão do ar
  • Compressão
  • Queima
  • Escapamento

Pode até lembrar o mesmo princípio dos motores de carros, mas a grande diferença é como tudo isso ocorre dentro do motor.

Admissão do ar

A eficiência de um motor de avião está diretamente ligada ao tamanho de sua parte frontal. Quanto maior o ventilador, visível na parte dianteira do motor, mais ar ele será capaz de captar para gerar potência ao motor.

Motor na fábrica da Rolls-Royce; ventilador pode chegar a 3 metros (Foto: Divulgação)

Motor na fábrica da Rolls-Royce; ventilador pode chegar a 3 metros (Foto: Divulgação)

Segundo a fabricante Rolls-Royce, os maiores motores produzidos pela empresa contam com ventilador de até 3 metros de diâmetro, capaz de sugar até 1,2 tonelada de ar por segundo. É força suficiente para sugar com tranquilidade uma pessoa que esteja perto da entrada de ar do motor.

Apenas uma pequena quantidade desse ar, no entanto, será direcionada ao chamado núcleo do motor, formado pelos compressores, câmara de combustão, turbina e bocal propulsor.

A maior parte do ar, em torno de 80%, é direcionada por um fluxo bypass (desvio) ao redor do núcleo diretamente para a saída traseira do motor. Esse fluxo de ar pode ser responsável por até 85% da potência de um motor a jato do tipo turbofan.

Saída de ar de um motor de avião do tipo turbofan (Foto: Divulgação/Rolls-Royce)

Saída de ar de um motor de avião do tipo turbofan (Foto: Divulgação)

O ar que passa dentro do núcleo do motor é o que faz funcionar a turbina, que, por sua vez, gira os compressores e o grande ventilador frontal. Na hora de dar a partida, é utilizado um motor de arranque pneumático que aproveita o ar da APU (Unidade de Potência Auxiliar, na sigla em inglês) ou de uma fonte externa.

Compressão

O ar direcionado ao núcleo do motor passa primeiro pelos compressores de baixa pressão e, na sequência, pelos compressores de alta pressão. Eles são formados por diversas palhetas giratórias, que aumentam a pressão do ar conforme ele se desloca por elas.

A função principal dos compressores é deixar o ar mais condensado antes de ser direcionado para a câmara da combustão do motor. Depois de passar por esse processo, o ar que entrou no motor é reduzido a 20% do seu volume original. A compressão também aquece o ar e melhora a eficiência da queima.

Ilustração mostra como é um motor de avião por dentro (Imagem: Divulgação/Rolls-Royce)

Depois do ventilador, o primeiro estágio são os compressores internos do motor (Imagem: Divulgação)

Combustão

Ao chegar à câmara de combustão, o ar é misturado com o combustível (querosene de aviação) e queimado. Os gases de combustão gerados durante este processo expandem-se explosivamente na direção da turbina. A temperatura nesta parte do motor pode chegar a cerca de 2.000º C

Apenas cerca de 25% do ar que passou pelos compressores, no entanto, é utilizado efetivamente na queima dentro da câmara de combustão. O restante é usado para o seu resfriamento. Os materiais utilizados, como revestimentos cerâmicos isolantes, também ajudam o equipamento a suportar as altas temperaturas.

Ilustração mostra como é um motor de avião por dentro (Imagem: Divulgação/Rolls-Royce)

Os últimos discos do motor são as turbinas de alta e baixa pressão (Imagem: Divulgação)

Explosão

Os gases que saem da câmara de combustão são direcionados às turbinas de alta pressão e de baixa pressão, respectivamente. “As turbinas têm a finalidade de extrair energia cinética dos gases em expansão (energia gerada pelo movimento dos gases), que escoam da câmara de combustão, e transformá-la em energia mecânica (força gerada pelo movimento das peças do motor), conseguindo potência para acionar o compressor, os acessórios ou o fan (ventilador)”, afirma o professor Marcos Jesus Aparecido Palharini em seu livro Motores a Reação, da editora Bianchi Pilot Training.

Depois que passa pela turbina, o ar se expande novamente, esfria e sai pelo bocal propulsor, gerando o impulso adicional para o deslocamento do avião.

Nesse momento, esse ar é misturado com a grande massa de ar frio que passou em torno do núcleo do motor. É essa combinação que torna os motores do tipo turbofan mais silenciosos e econômicos do que os motores chamados de jato puro, normalmente utilizados por caças militares.

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