Fundamentos de Engenharia Aeronáutica - Volume único

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Figura 5.8 – Estabilidade dinâmica neutra de uma aeronave.
Pela análise realizada, é muito importante observar que um avião pode ser
estaticamente estável, porém dinamicamente instável, e assim, uma análise pura de
estabilidade estática não garante a estabilidade dinâmica da aeronave. Dessa forma, um avião
estaticamente estável pode não ser dinamicamente estável, mas com certeza um avião
dinamicamente estável será estaticamente estável.
Uma redução da perturbação em função do tempo indica que existe resistência ao
movimento do corpo e conseqüentemente energia está sendo dissipada. Quando ocorrer
dissipação de energia, o movimento é caracterizado por um amortecimento positivo e quando
mais energia for adicionada ao sistema (aumento de amplitude), o amortecimento é
considerado negativo.
Particularmente um ponto muito importante para o projeto de um avião é a definição
do grau de estabilidade dinâmica, que geralmente é representado pelo tempo necessário para
que o distúrbio sofrido seja completamente amortecido.
Para o propósito da competição AeroDesign, uma análise bem feita dos critérios de
estabilidade estática garantem excelentes resultados operacionais para a aeronave. Como o
estudo da estabilidade (estática e dinâmica) envolve uma álgebra mais pesada, é aconselhável
que as equipes iniciantes na competição estejam atentas apenas aos critérios de estabilidade
estática, deixando a pesquisa mais avançada de estabilidade dinâmica para as equipes que já
possuem experiência no projeto.
5.3 – Determinação da posição do centro de gravidade
Para se iniciar os estudos de estabilidade, peso e balanceamento de uma aeronave é
muito importante a determinação prévia da posição do centro de gravidade da aeronave e o
passeio do mesmo para condições de peso mínimo e máximo. Nesta seção do presente
capítulo é apresentado um modelo analítico que permite realizar o cálculo da posição do CG
de um avião. O CG de uma aeronave pode ser definido através do cálculo analítico das
condições de balanceamento de momentos, ou seja, considere um ponto imaginário no qual a
soma dos momentos no nariz da aeronave (sentido anti-horário – negativo) em relação ao CG
possuem a mesma intensidade da soma dos momentos de cauda (sentido horário – positivo).
Nessas condições, pode-se dizer que a aeronave está em equilíbrio quando suspensa pelo CG,
ou seja, não existe nenhuma tendência de rotação em qualquer direção, quer seja nariz para
cima ou nariz para baixo, e, portanto, em uma situação prática pode-se considerar que todo o
peso da aeronave está concentrado no centro de gravidade. Normalmente a posição do CG de
uma aeronave é apresentada na literatura aeronáutica com relação à porcentagem da corda e
sua localização é obtida com a aplicação da Equação (5.1) que relaciona os momentos gerados
por cada componente da aeronave com o peso total da mesma.
∑
∑
W ⋅ d
x CG
=
(5.1)
W