Fundamentos de Engenharia Aeronáutica - Volume único

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A estrutura de uma aeronave sofre diversos tipos de esforços durante sua operação,
nesta seção do presente capítulo, são apresentados de maneira simples e objetiva os principais
tipos de esforços atuantes e suas principais características. Os esforços solicitantes em uma
estrutura são classificados basicamente de acordo com o tipo de carregamento e com o modo
no qual a estrutura se deforma, para o projeto AeroDesign, os esforços mais importantes são:
tração e compressão (esforços normais), cisalhamento, torção e flexão.
Cada um dos componentes da aeronave sofre um tipo característico de esforço que
também podem aparecer de forma combinada, o correto dimensionamento estrutural dos
componentes é essencial para se garantir a segurança da estrutura seguindo as normas
regulamentadoras utilizadas na indústria aeronáutica. Basicamente os requisitos estruturais
estão fundamentados na norma FAR part 23.
Para que o leitor se familiarize com os principais tipos de esforços atuantes nas
estruturas mecânicas, é apresentado a seguir um breve resumo das características de cada um
desses tipos de esforços, sendo que um estudo mais avançado pode ser encontrado em livros
destinados ao estudo da resistência dos materiais.
Esforço de tração: ocorre quando forças normais estão presentes na estrutura e possui
a tendência de aumentar o comprimento do componente causando deformação permanente ou
ruptura do material.
Esforço de compressão: ocorre quando forças normais estão presentes na estrutura e
possui a tendência de reduzir o comprimento do componente causando deformação
permanente ou ruptura do material.
Esforço de cisalhamento: ocorre quando forças transversais estão presentes na
estrutura e possui a tendência de cortar o componente causando ruptura do material.
Esforço de torção: ocorre quando momentos de torção (torque) estão presentes na
estrutura e possui a tendência de torcer componente causando deformação permanente ou
ruptura do material.
Esforço de flexão: ocorre quando transversais estão presentes na estrutura e possui a
tendência provocar a flexão do componente causando deformação permanente ou ruptura do
material.
Para efeito de cálculo estrutural de aeronaves, o dimensionamento é realizado pela
aplicação dos fundamentos da resistência dos materiais, assim, no presente livro, serão
apresentados apenas os conceitos e tipos de esforços atuantes nos componentes de uma
aeronave bem como as técnicas de determinação desses esforços, porém a metodologia do
cálculo estrutural não será apresentada, pois cada projeto possui características diferentes e
portanto técnicas de solução de dimensionamento diferentes deverão ser aplicadas.
Dessa forma, aconselha-se ao leitor, que, uma vez determinados os esforços atuantes,
que o dimensionamento estrutural seja realizado seguindo a formulação matemática e as
teorias presentes nos livros de Resistência dos Materiais.
6.2.1 – Estrutura de uma aeronave de asa fixa
Os principais componentes de uma aeronave monomotora à hélice são mostrados na
Figura 6.4 e os componentes estruturais de uma aeronave a jato na Figura 6.5.