Hélices de Aeronaves Vol.1

COMANDO DA AERONUTICAESCOLA DE ESPECIALISTAS DE AERONUTICA

HLICES DE AERONAVESVOLUME I

BMA

CFS

2011IMPRESSO NA SUBSEO GRFICA DA EEAR

MINISTRIO DA DEFESACOMANDO DA AERONUTICA

ESCOLA DE ESPECIALISTAS DE AERONUTICA

HLICES DE AERONAVESApostila da disciplina Hlices de Aeronaves I, daEspecialidade BMA, do Curso de Formao de Sargentos.

Elaborador: Amandio Jos Melo de Souza - SO BMA

GUARATINGUET, SP2011

2011 Escola de Especialistas de Aeronutica

proibida a reproduo total ou parcial deste documento, de qualquerforma ou meio eletrnico, mecnico, fotogrfico e gravao ou qualqueroutro, sem a permisso expressa e por escrito da Escola deEspecialistas de Aeronutica.

SUMRIOIntroduo..................................................................................................................................01TEXTO I AERODINMICA PARA HLICES ...................................................................031 TEORIA AERODINMICA PARA HLICES ....................................................................03

1.1 Conceito ...................................................................................................................03

1.2 Resistncia Aerodinmica ortogonal .......................................................................031.3 Resistncia sobre o plano oblquo ...........................................................................04

2 HLICES DE AVIAO......................................................................................................052.1 Conceito ...................................................................................................................052.2 Passo terico ............................................................................................................062.3 Passo efetivo ............................................................................................................062.4 Recuo .......................................................................................................................062.5 Hlice geomtrica ....................................................................................................07

3 NOMENCLATURA BSICA...............................................................................................103.1 Definies ................................................................................................................10

4 FORAS ATUANTES ..........................................................................................................174.1 Fora centrfuga .......................................................................................................17

4.2 Fora de flexo de empuxo......................................................................................174.3 Fora de flexo de toro.........................................................................................184.4 Momento aerodinmico de toro ...........................................................................184.5 Momento centrfugo de toro.................................................................................19

5 TIPOS DE HLICE ...............................................................................................................195.1 Hlices de ngulo fixo .............................................................................................195.2 Hlices de ngulo varivel.......................................................................................20

6 NGULOS DE OPERAO ................................................................................................216.1 ngulo mnimo........................................................................................................216.2 ngulo mximo .......................................................................................................226.3 ngulo nulo .............................................................................................................226.4 ngulo reverso.........................................................................................................236.5 ngulo bandeira.......................................................................................................23

TEXTO II REPARO DE PS DE HLICES METLICAS ................................................251 TIPOS DE LIGAS E CORTES EXISTENTES NAS PS ....................................................25

1.1 Liga ..........................................................................................................................251.2 Tipos de cortes .........................................................................................................26

2 CAUSAS QUE DETERMINAM REPAROS NAS PS.......................................................282.1 Esmerilhamento .......................................................................................................292.2 Reparo nos bordos ...................................................................................................302.3 Reparo nas faces ......................................................................................................31

3 INSPEES DIMENSIONAIS EXISTENTES NAS PS...................................................323.1 Inspeo dimensional...............................................................................................323.2 Tipos de inspees ...................................................................................................32

TEXTO III GOVERNADOR DE VELOCIDADE CONSTANTE .......................................371 GENERALIDADES...............................................................................................................37

1.1 Conceito ...................................................................................................................371.2 Princpio bsico .......................................................................................................381.3 Diviso.....................................................................................................................39

2 NOMENCLATURA, FUNCIONAMENTO E INSPEES................................................402.1 Nomenclatura...........................................................................................................402.2 Funcionamento ........................................................................................................44

2.3 Inspees das peas .................................................................................................47TEXTO IV HLICE SEM CONTRAPESO ..........................................................................481 GENERALIDADES...............................................................................................................48

1.1 Caractersticas..........................................................................................................48

1.2 Princpio bsico .......................................................................................................492 VERIFICAO DO NGULO DAS PS ...........................................................................51

2.1 Ajustagem dos ngulos ............................................................................................512.2 Ajuste do Batente mecnico ....................................................................................52

TEXTO V HLICE COM CONTRAPESO...........................................................................541 GENERALIDADES...............................................................................................................54

1.1 Caractersticas..........................................................................................................541.2 Princpio bsico .......................................................................................................56

2 VERIFICAO DO NGULO DAS PS ...........................................................................572.1 Ajustagem dos ngulos ............................................................................................572.2 Ajuste do Batente mecnico ....................................................................................57

Concluso ..................................................................................................................................60Referncias ................................................................................................................................61ANEXO A Auto-avaliao.....................................................................................................62ANEXO B Gabarito ...............................................................................................................64

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INTRODUO

Esta apostila tem a inteno de transmitir-lhe, de forma simples e clara, os primeirosconhecimentos de hlices de aviao.Voc ter, inicialmente, uma noo completa do que uma hlice em termos de aerodinmica,elementos bsicos de composio, servios e tipos de inspees, componentes essenciais e tiposde hlices.Esta apostila foi elaborada com a inteno de melhorar o processo ensino-aprendizagem. Durantenosso trabalho veremos que os elementos que constitutivos esto em linguagem coloquial etcnica, e que seu contedo est adequado e distribudo em textos e ilustraes de modo quefacilite a sua compreenso.

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TEXTO I AERODINMICA PARA HLICES

1 - TEORIA AERODINMICA DA HLICE

1.1 CONCEITO

A hlice um aparelho usado em navios ou avies para converter potncia desenvolvida pelomotor em uma fora til, chamada empuxo, a qual atua movendo um corpo atravs de um meiofluido, tal como a gua ou ar. Assim como o aeroflio, a hlice tem a sua teoria aerodinmicatambm baseada na terceira lei de NEWTON e no princpio de BERNOULLI, devido ao seuperfil e construo semelhante ao aeroflio.

Figura 01

1.2 RESISTNCIA AERODINMICA ORTOGONAL

a resistncia oferecida pelo ar passagem de uma superfcie em deslocamento na atmosfera,formando um ngulo de 0 ou 90 com a direo do vento relativo.A soma das presses na parte dianteira da superfcie com as depresses na parte traseira constituia resistncia aerodinmica ortogonal dessa superfcie, tendo sua intensidade dada em Kgf ou Lbf,a direo paralela trajetria e o sentido oposto mesma.

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Figura 02

1.3 RESISTNCIA SOBRE O PLANO OBLQUO

a resistncia oferecida pelo ar passagem de uma superfcie em deslocamento na atmosfera,formando um ngulo entre 0 e 90, exclusveis, com a direo do vento relativo.A soma das presses (P+) na parte inferior da superfcie com as depresses (P-) na parte superiorconstitui a resistncia aerodinmica sobre o plano oblquo. Essa resultante, agora, uma foratil capaz de elevar a superfcie. Sua intensidade dada em Kgf ou Lbf, a direo perpendicular superfcie e o sentido indicado por um vetor, que obtido atravs dascomponentes, sustentao e resistncia ao avano, construdo pela regra do paralelogramo deforas. Essas foras aerodinmicas agem sobre um ponto imaginrio chamado centro de presso.A componente sustentao (trao na hlice) a componente til. A resistncia ao avano(torque na hlice) a componente prejudicial.

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Figura 03

2 - HLICES DE AVIAO

2.1 CONCEITO

um componente mecnico usado para propiciar trao a aeronave, constituda de duas ou maisps, que so pequenos aeroflios irregulares, e tem o objetivo de transformar o movimento derotao do motor em translao (deslocamento) da aeronave atravs da massa de ar.Atravs dos estudos da aerodinmica, obteve-se uma hlice que fosse eficiente para os diversostipos de aeronaves existentes. As hlices possuem vrios tamanhos de acordo com o tipo deaeronave projetada com diferentes tipos de materiais compostos para obter melhor rendimento.

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Figura 04

2.2 PASSO TERICO OU GEOMTRICO DA HLICE

Comparando a hlice a um parafuso que possui seus fios de roscas determinados por construoe avanam igualmente a cada volta em um meio slido (madeira), a hlice girando na massa dear deveria avanar paralela ao eixo do motor, em cada volta completa a mesma distncia, semrecuo (360).

2.3 PASSO EFETIVO (OU REAL) DA HLICE

distncia que a hlice avana realmente, paralela ao eixo do motor em cada volta completa,levando consigo o avio. Devida massa de ar possuir diferentes densidades e poder sercomprimidas, faz com que a cada giro a hlice tenha uma perda na distncia percorrida.

2.4 RECUO DA HLICE

distncia que equivale a diferena entre o passo terico e o passo efetivo da hlicerespectivamente. As hlices mais eficientes so aquelas que possuem o mnimo de recuo. Se opasso efetivo for de 80% do passo geomtrico, a eficincia ser de 80%.

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Figura 05

2.5 HLICE GEOMTRICA OU TERICA

A hlice em seu deslocamento tendo como base o ponto de maior deslocamento de uma das ps,animados pelos movimentos de rotao (em torno de seu eixo) e o de translao (paralelo e aolongo de seu eixo), descreve atravs de sua trajetria helicoidal a figura de um cilindro.Observando-se o cilindro retificado e planificado, podemos notar que o movimento de rotao doponto de maior trajetria da p est representado pela hipotenusa de um dos tringulos edenomina-se TRAJETRIA da hlice. O movimento de translao est representado por umalinha reta paralela ao eixo do cilindro e chama-se PASSO da hlice, ou seja, distncia que ahlice avanou em uma volta completa.

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Figura 06

2.5.1 HLICE DE PASSO CONSTANTE

A p de uma hlice consiste em um nmero infinito de aeroflios irregulares justapostos, tendocada um determinado ngulo que propicia o mesmo avano em torno da extenso da p.Como asseces prximas da ponta da p (seco C) traam percursos maiores que as secesprximas do cubo, os ngulos so reduzidos de modo que todas as seces proporcionem omesmo avano.Em outras palavras, medida que as seces se aproximam da ponta da p, osngulos vo gradativamente diminuindo.A seco A com percurso menor precisa de umngulo maior, sendo que a seco C, com maior percurso, precisa de um ngulo menor para ter

o mesmo avano.Toda hlice de aviao de passo constante por construo.

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Figura 07

2.5.2 - HLICE GEOMTRICA DE PASSO CONSTANTE

A hlice geomtrica de passo constante nada mais do que a representao da hlice realizandoum passo, e demonstrada com o exemplo de dois cilindros concntricos com raios diferentes.Quando retificamos e planificamos esses dois cilindros, notamos que, independente docomprimento dos dois raios, representando dois pontos distintos de uma das ps, cada pontodescreve a sua trajetria diferente, porm o passo dado ser o mesmo.

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Figura 08

3 - NOMENCLATURA BSICA

3.1 DEFINIES

3.1.1 PERFIL DA P

a p vista em corte, do bordo de ataque ao bordo de fuga, mostrando a figura de um aeroflioassimtrico.

Figura 09

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3.1.2 BORDO DE ATAQUE

a parte dianteira do aeroflio da p que ataca a massa de ar.

Figura 10

3.1.3 BORDO DE FUGA

a parte traseira do aeroflio da p por onde fogem os filetes de ar.

Figura 11

3.1.4 CORDA DA P

a linha imaginria que une o bordo de ataque ao bordo de fuga, do aeroflio da p, em suamaior extenso.

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Figura 12

3.1.5 DORSO DA P (OU FACE DORSAL)

a parte mais curva do aeroflio da p, onde os filetes de ar se deslocam com maior velocidade.

3.1.6 FACE DA P (OU FACE VENTRAL)

a parte mais plana do aeroflio da p, onde os filetes de ar se deslocam com menor velocidade.

Figura 13

3.1.7 HASTE DA P

Parte arredondada da p prxima a sua base.

3.1.8 BASE DA P

Parte da p que se prende ao cubo da hlice e recebem os mancais de rolamentos.

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3.1.9 FACE DA BASE DA P

Parte plana da base da p.

Figura 13

3.1.10 LINHA BSICA DE REFERNCIA

uma linha imaginria que passa pelo eixo do motor (centro do cubo da hlice).Esta linha servede referncia para determinarmos as estaes da p, que definiremos abaixo.

Figura 14

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3.1.11 ESTAES DA P

So linhas paralelas sucessivas traadas a partir da linha bsica de referncia, com intervalos de6 (seis polegadas) at a extremidade da p. Para traa-las, utilizaremos um esquadro mvel embancada especial que deve ser especfico para cada tipo de hlice.

Figura 15

3.1.12 LINHA CENTRAL DA P

uma linha imaginria que parte do centro da face da base da p no sentido longitudinal, emtoda sua extenso. Ela serve como eixo de rotao nas mudanas angulares e na realizao demedies dimensionais da p.

Figura 16

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3.1.13 COMPRIMENTO DA P

a distncia medida da face da base da p at a sua ponta.

Figura 17

3.1.14 RAIO DA HLICE

a distncia medida da linha bsica de referncia da hlice at a ponta da p.

Figura 18

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3.1.15 NGULO DE ATAQUE

o ngulo formado entre a linha da corda da p, nas vrias estaes, e a linha vento relativo dahlice. O vento relativo da hlice paralelo trajetria da mesma, que helicoidal. O ngulo deataque considerado como o mais eficiente o de 2, aproximadamente.

Figura 19

3.1.16 NGULO DE INCIDNCIA

o ngulo formado entre a linha da corda da p, nas vrias estaes, e a linha do plano derotao da hlice (perpendicular ao eixo do motor). O ngulo de incidncia tambm chamadode ngulo passo.

Figura 20

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4 - FORAS ATUANTES NA HLICE EM MOVIMENTO4.1 FORA CENTRFUGA

a fora que ocorre quando a hlice est girando. Est presente tentando arrancar as ps do cuboou unidade central.

Figura 21

4.2 FORA DE FLEXO DE EMPUXO

a fora que tende a inclinar as pontas das ps para frente devido ao empuxo produzido pelasps. Esta fora se torna presente porque a hlice girando tende a se mover para frente no mesmosentido de voo. As pontas das ps, por serem mais finas, mais leves e estarem mais distantes doconjunto central, inclina-se para frente. A ao dessa fora pode ser vista se algum se colocarem linha com o plano de rotao da hlice no solo.

Figura 22

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4.3 FORA DE FLEXO DE TORO

a fora que atua em sentido oposto a toro ou fora provida pelo motor. Quando as pscomeam a girar, elas imediatamente encontram uma resistncia que resulta uma toro no eixoda hlice em sentido contrrio rotao (torque).

Figura 23

4.4 MOMENTO AERODINMICO DE TORO

a fora que tende a girar as ps no cubo, fazendo com que o ngulo seja aumentado. O pontona corda do aeroflio em que essa fora exercida mais fortemente conhecido como centro depresso. Sob condies normais, este centro est o mais prximo possvel do bordo de ataque dahlice, tentando girar as ps para um ngulo mais alto.

Figura 24

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4.5 MOMENTO CENTRFUGO DE TORO

a fora que age tentando girar as ps no cubo, para diminuir seus ngulos. Agindo tambm nocentro de presso, sob condies normais, este centro est o mais prximo possvel do bordo defuga da hlice, tentando girar as ps para um ngulo mais baixo. Em virtude da largura da p sermaior que a espessura, a p tende a alinhar com o plano de rotao.

Figura 25

5 - TIPOS DE HLICES

5.1 HLICE DE NGULO FIXO

a hlice de fabricao simples e conjunto inteirio, geralmente de madeira dura, fibra de vidroou alumnio, sem variao angular das ps. A hlice de ngulo fixo constitui um srio

problema para a vida til do motor, na qual depende da massa de ar para o seu melhorrendimento. Esta massa de ar varia constantemente devido a alguns fatores, como por exemplo:altitude, temperatura e presso. Alguns avies de pequeno porte ainda utilizam este tipo dehlice.

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Figura 26

5.2 HLICE DE NGULO VARIVEL

a hlice de fabricao mais complexa com diversas peas mveis que integram o seu conjunto,geralmente em liga de alumnio, so fabricadas com duas ou mais ps. A hlice de ngulo

varivel, por ter variao angular das ps, permite um melhor aproveitamento da potncia tildo motor, mantendo a velocidade constante. A maioria dos avies de pequeno e grande porteutiliza este tipo de hlice.

Figura 27

As hlices de ngulo varivel possuem sistemas prprios quanto operao e manuteno,

orientada pelo fabricante atravs de publicaes tcnicas. Dentre os sistemas de hlices, algumasutilizam o leo proveniente do motor em seu mecanismo de mudana angular durante todo ofuncionamento. As hlices hidromticas possuem reservatrios prprios e utilizam leohidrulico para efetuar o movimento angular de suas ps, independentemente do leo do motor.

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As hlices hidromticas obtm melhores performances principalmente em aeronaves de grandeporte, como por exemplo: C-115 e C-130, pelo fato de possurem maior nmero de ngulosoperacionais.

Figura 28

6 NGULOS DE OPERAO6.1 NGULO MNIMO

o ngulo utilizado na decolagem da aeronave, onde temos o mximo de empuxo produzidopela hlice e consequentemente maior velocidade da aeronave. Neste ngulo a massa de arproduzida pela hlice se desloca em sentido oposto ao deslocamento da aeronave.A aterrissagem feita com a hlice no ngulo mnimo por medida de segurana, pois, se o avionecessitar decolar novamente por qualquer emergncia (arremetida), a hlice j est na posiode decolagem sem necessitar de qualquer ajuste.

Figura 29

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6.2 NGULO MXIMO

o ngulo utilizado aps a decolagem e nivelamento da aeronave em voo. Ajustadoparalelamente com a rotao do motor, o ngulo mximo proporciona uma economia noconsumo de combustvel e maior conforto durante o voo cruzeiro.Em voo cruzeiro h pequenas variaes angulares que ocorrem em funo das massas de ar maisou menos densas, tendo valores e denominaes diferentes conforme o tipo de aeronave.

Figura 30

6.3 NGULO NULO OU ZERO

o ngulo utilizado aps a aterrissagem da aeronave no solo, agindo como um redutor develocidade. Um grande disco formado pela rotao da hlice, produzindo uma granderesistncia ao avano da aeronave, reduzindo a velocidade do avio no solo at o ponto em que opiloto possa controlar a aeronave pelos freios, nas que no possuem reverso angular. Nesse caso

a hlice age como um redutor de velocidade e no como freio aerodinmico.

Figura 31

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6.4 NGULO REVERSO

o ngulo utilizado como freio aerodinmico da aeronave no solo.O piloto aplica o nguloreverso nas hlices aps a aterrissagem da aeronave ao solo.Antes da aplicao do reverso e nosendo necessria uma arremetida, as ps que j se encontram em ngulo mnimo, passa emseguida pelo ngulo zero (nulo) e, continuando, movimenta as ps at o reverso.Nessa posio de ngulo negativo, a hlice passa a produzir trao negativa, fazendo com que amassa de ar produzida pela hlice seja deslocada no mesmo sentido do deslocamento daaeronave. O reverso tambm pode ser usado para fazer manobras nas pistas e reas deestacionamento, e nesta situao, com o avio parado, a massa de ar ter sentido oposto aodeslocamento.

Figura 32

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6.5 NGULO BANDEIRA

O ngulo bandeira uma posio em que as ps ficam aproximadamente 90 com o plano derotao da hlice. A hlice em ngulo bandeira, do motor em pane, causar menor esforo emenor resistncia ao avano (arrasto) da aeronave. A hlice poder ter pequena rotao que variade acordo com o tipo de aeronave e pela distribuio de foras aerodinmicas nas ps e estarotao denominada RPM de molinagem.O ngulo bandeira pode ser executado atravs de comando mecnico, eltrico ou automtico,sendo utilizado em instruo, voo de experincia e em emergncia, quando ocorrer pane em umdos motores (avio bimotor ou quadrimotor) o voo no comprometido, pois tal situao estprevista no manual de operao da aeronave, na qual os procedimentos so adotados at aaterrissagem da aeronave com segurana.

Figura 33

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TEXTO II - REPARO DE PS DE HLICES METLICAS

1 - TIPOS DE LIGAS E CORTES EXISTENTES EM UMA PVisando a durabilidade, condies de manuteno, reparos e maior eficcia de operacionalidade,os fabricantes de hlices investiram na pesquisa e desenvolvimento das hlices de ligas dealumnio.

1.1 - LIGA

o material metlico constitudo por dois ou mais metais, obtido pela fuso de seusconstituintes, e cujas propriedades so satisfatrias para determinados fins.

1.1.1 - LIGA DURA

composta de zinco e alumnio, apresenta caracterstica de possuir menor vibrao e grandefacilidade para a corroso.

Figura 01

1.1.2 - LIGA STANDARD

composta de cobre e alumnio, apresenta caracterstica de possuir baixo ndice de corroso, epequena vibrao que no chega a ser prejudicial.

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Figura 02

OBSERVAOUma mesma hlice no pode possuir ps de ligas diferentes instaladas no seu conjunto. Mas nomesmo avio, podemos instalar uma hlice equipada com ps de liga dura" e a outra hlicecom ps de liga "Standard".Esta observao vlida somente para hlices Hartzell.

1.2 TIPOS DE CORTES

Seja por dano ou determinao do fabricante, so feitos cortes nas ps das hlices, mantendo asua forma aerodinmica, prolongando sua vida til sem causar prejuzo no rendimento daaeronave durante sua utilizao. Dois tipos de cortes so efetuados que veremos a seguir:

1.2.1 CORTE RETO

O corte reto aquele em que se modifica somente a seo da p em que ocorreu dano ou reparo.Na execuo de um corte reto, deveremos usar um gabarito que nos proporcionar um corteidntico em todas as ps, porm poderemos utilizar um compasso ajustvel no lugar do gabarito,desde que o trabalho seja feito igualmente em todas as ps.Veja na figura abaixo, um exemplo de corte reto com a utilizao de um gabarito. Note quedevemos escolher uma estao de referncia para ajustarmos ao gabarito e veja tambm oacabamento da nova ponta. No corte reto apenas reduzida da hlice o que se necessita cortar,em relao p bsica.

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Figura 03

Figura 04

1.2.2 CORTE TELESCPICO

o corte em que o conjunto das ps de uma hlice sofre quando as pontas das ps devem sermenos largas que as do corte reto, e os bordos de ataque e de fuga so geralmente em linha reta.No corte telescpico a reduo feita desde o corte at a estao mais larga, em relao pbsica.

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Figura 05

OBSERVAOPara a execuo deste tipo de corte, alm do gabarito para o novo bordo de ataque, tambm utilizado um outro gabarito para conferir o corte e a forma das pontas das ps que devem ficardentro das tolerncias previstas em TO especfica. Aps a realizao dos cortes, as ps devemreceber polimento, pintura e ser balanceadas individualmente e no conjunto da hlice.

2 - CAUSAS QUE DETERMINAM REPAROS NAS PS

As ps esto sujeitas a reparos, devido aos danos causados pelo impacto de partculas emfuno do empuxo exercido pela hlice, causando mossas nos bordos das ps.

A corroso tambm determina reparo nas ps.

Quaisquer tipos de danos situados nas pontas das ps so extremamente crticos e devem sereliminados, por ser esta rea a de maior esforo da p. Conclumos que o reparo se faznecessrio, porque evitaremos fadiga e um possvel cisalhamento da p, aumentando sua vidatil.O micrmetro de profundidade ou deflectmetro utilizado na determinao da profundidadedos danos nos bordos e faces da hlice.

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Figura 06

2.1 - ESMERILHAMENTO DAS PS

a tcnica utilizada para remover os danos deixados em uma p de liga de alumnio, como:mossas, cortes, arranhes e etc., e tambm poderemos utilizar mquina de esmerilhamentoporttil no acabamento da nova ponta da p aps a execuo dos cortes reto ou telescpico.Feita a medida da profundidade do dano (mossa) com o deflectmetro devemos seguir o mtodode reparo nos bordos de ataque e fuga das ps. Para a execuo desse reparo, utilizaremos limase lixas d'gua.

Figura 07

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2.2 REPARO NOS BORDOS

O reparo executado nos bordos da p sendo (10) dez vezes maior que a profundidade do dano,reduz a largura da p na estao do reparo, por isso necessrio que se faa uma medio da ppara verificar os limites mnimos previstos na TO.As tolerncias permissveis variam de acordo com o tipo de hlice no que diz respeito a material,tamanho e o emprego utilizado.As consequncias j vista como corroso e mossas so as principais causas que determinam estestipos de reparo

Figura 08

Figura 09

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2.3 REPARO NAS FACES

Dando continuidade ao estudo de reparo de ps, veremos agora o mtodo de medio e reparonas faces das ps, mtodo este semelhante ao estudado anteriormente, distinguindo-se apenas novalor de "A", que deve ser 20 vezes a profundidade do dano. Alm das ferramentas utilizadas noitem anterior, podemos usar uma lima redonda adaptvel a uma furadeira porttil, facilitando oservio.

Os reparos nas faces so pouco comuns em Bases, sendo mais empregados em Parques.

Figura 10

Figura 11

OBSERVAOReparos formando uma linha contnua nas faces das ps no so aceitveis, devendo serrecolhida e condenada.

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3 - INSPEES DIMENSIONAIS EXISTENTES NAS PS3.1 INSPEO DIMENSIONAL

a inspeo realizada no final de cada reparo de p, quando verificamos se o trabalho executadoest dentro dos limites mnimos permissveis. Para isso verificaremos as seguintes dimenses:alinhamento de bordo; alinhamento de face; largura e espessura. Todas estas dimenses estoespecificadas em TO.

3.2 TIPOS DE INSPEES

3.2.1 ALINHAMENTO DA FACE

a distncia que vai da linha central da p face ventral . Esta dimenso medida aps reparosna face ventral da p, com o auxlio da carta heliogrfica, TO ou publicaes tcnicas fornecidaspelo fabricante.

Figura 12

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FERRAMENTAS UTILIZADAS:(a) - Bancada nivelada;(b) - Graminho com riscador;(c) - Nvel esquadro adaptado a uma rgua.

3.2.2 ALINHAMENTO DO BORDO

distncia que vai da linha central da p ao ponto mais extenso do bordo de ataque, na estaoem estudo. Devemos verificar sempre esta dimenso, depois de reparado o bordo de ataque.

Figura 13

FERRAMENTAS UTILIZADAS:(a) - Bancada nivelada;(b) - Graminho com riscador;(c) - Nvel esquadro adaptado a uma rgua.

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3.2.3 LARGURA DA P

Distncia que vai do bordo de ataque ao bordo de fuga na sua maior extenso. Pode serverificada aps um corte telescpico ou aps a execuo de reparos nos bordos.

Figura 14

OBSERVAOUtilizamos para determinao da largura da p um paqumetro especial de 10 ou 15 polegadas,conforme a figura acima.

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3.2.4 ESPESSURA DA P

distncia que vai da face dorsal face ventral da p. Esta dimenso deve ser verificada apsa execuo de reparos nas faces.

Figura 15

OBSERVAES

Em caso de reparos, verifique na ordem tcnica a espessura mnima permissvel naestao do referido reparo.

Todas as inspees devem ser realizadas com o maior rigor possvel, pois a p, sendoaprovada aps estas inspees, estar disponvel para o uso.

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3.2.5 INSPEES REALIZADAS NO CONJUNTO DA HLICE

No servio de manuteno so feitas inspees para preveno do conjunto da hlice quanto a:desgastes excessivos, mossas e rachaduras, evitando assim possveis acidentes durante a suautilizao. Essas inspees so realizadas de forma programada ou na ocorrncia de pane.

3.2.6 INSPEO POR PARTCULAS MAGNTICAS (MAGNAFLUX)

Nesta inspeo as peas de material magnetizvel da hlice so submetidas a um rigoroso exameem busca de possveis rachaduras, principalmente nas reas crticas, ou seja, nas reas quesofrem maior esforo. Aps esta inspeo as peas devero ser desmagnetizadas, evitandointerferncias no funcionamento da bssola magntica.

3.2.7 INSPEO NO SOCO DA P

Esta inspeo utilizada na verificao de provveis rachaduras na parte interna do orifciocnico da p. Nesta inspeo utilizaremos o equipamento eletrnico Edy-Current.

3.2.8 INSPEO ATRAVS DE LQUIDOS PENETRANTES

Realizada para determinao de possveis rachaduras e ou desfolhamentos que por ventura noforam percebidos a olho nu, podendo ser usado o kit de penetrantes visveis com luz natural ou ovisvel com lmpada ultravioleta (ZYGLO). Esta inspeo realizada nos componentes da hlicede propriedades amagnticas (principalmente nas ps).

3.2.9 EQUILBRIO OU BALANCEAMENTO DA HLICE

Tem como objetivo eliminar possveis vibraes que possam vir a existir no conjunto da hliceaps a execuo de reparos e demais servios. Este processo realizado atravs da comparaode uma s p mestra, que a mais pesada do conjunto, em relao s demais ps, que receberochumbo no orifcio cnico at que se igualem ao peso da mestra, no qual chamamos debalanceamento esttico da hlice realizado nos parques. O balanceamento dinmico feito com ahlice na aeronave, variando os procedimentos conforme o tipo de hlice.

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TEXTO III - GOVERNADOR DE VELOCIDADE CONSTANTE

1 GENERALIDADES

1.1 CONCEITO

o componente da hlice destinado a controlar a rotao mantendo-a constante dentro de limitesestabelecidos pela TO. bom lembrar que a hlice sofre diversas influncias externas jestudadas anteriormente como temperatura, altitude, densidade e presso. Para que a rotaopermanea constante foi desenvolvido o governador de velocidade que efetua os comandos nahlice para que haja mudana de ngulo das ps da hlice.A rotao da hlice pr-estabelecida pelo piloto atravs de manete que atua no governadorexecutando os comandos para hlice. As possveis variaes de densidades do ar fazem com quea hlice mude sua rotao para mais ou para menos, o governador efetua automaticamente estacorreo restabelecendo a rotao ajustada inicialmente pelo piloto.

Figura 01

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1.2 PRINCPIO BSICO

O governador consiste de uma bomba de engrenagens aumentadora de presso, a qual aumenta apresso do leo que vem do motor, aproximadamente trs vezes, necessria para fazer funcionaro mecanismo de mudana de ngulo da hlice.Uma vlvula piloto, atravs de seu posicionamento, regula o fluxo de leo que entra ou sai dahlice. Esta acionada por dois contrapesos centrfugos, que funcionam pela ao da foracentrfuga, contrariando a tenso de uma mola chamada mola de velocidade.A presso mxima interna do governador controlada por uma vlvula de alvio.Existem vrios tipos de governador de velocidade constante, sendo que, para cada tipo de motorou hlice empregado um governador especfico, porm o seu princpio bsico defuncionamento o mesmo descrito acima.

Figura 02

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1.3 DIVISO

Para fins de estudo, o governador dividido em trs partes: cabea, corpo e base.

1.3.1 CABEA

acionada, mecanicamente, da cabine da aeronave atravs de um cabo de comando paracontrolar a tenso da mola de velocidade.Essa tenso, em parte, depender da posio da manete de hlice. Se esta estiver na posio deRPM MXIMA, a mola de velocidade estar comprimindo os contrapesos, se a manete estiverna posio de RPM MNIMA a mola de velocidade deixar de comprimir os contrapesos.

Figura 03

1.3.2 CORPO

O corpo aloja uma bomba de engrenagem e um sistema de vlvula de alvio.O sentido de rotao da bomba depender de dois orifcios, um existente na base e o outro nacarcaa do motor. Se estiverem alinhados os orifcios do lado esquerdo da base com os dacarcaa do motor, a rotao da bomba ser para a direita, logicamente se estiverem alinhados osorifcios do lado direito, a rotao da bomba ser para a esquerda.

Figura 04

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1.3.3 BASE

A base acopla o governador ao motor e tem os orifcios de entrada, sada e dreno de leo.

Figura 05

2 NOMENCLATURA - FUNCIONAMENTO - INSPEO DAS PEAS

2.1 NOMENCLATURA

2.1.1 FUNO DAS PEAS DA CABEA

2.1.1.1 BRAO DE COMANDO

Transmite o movimento da manete de hlice para o eixo de controle.

Figura 06

2.1.1.2 PARAFUSO BATENTE DE RPM MXIMA

Serve para regular a RPM mxima e tambm de batente do brao de comando. Cada volta noparafuso altera-se + 25 RPM.

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Figura 07

2.1.1.3 MOLA DE SEGURANA

Serve para manter o brao de comando na posio de RPM mxima, em caso de rompimento docabo de comando da manete de hlice.

Figura 08

2.1.1.4 EIXO DE CONTROLE

Serve para transmitir o movimento angular do brao de comando para a vlvula piloto.

Figura 09

2.1.1.5 TAMPA

Auxilia na fixao dos itens acima mencionados.

Figura 10

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2.1.1.6 MOLA DE VELOCIDADE

Atua como fora centrpeta para agir contra a centrfuga dos contrapesos.

Figura 11

2.1.1.7 PARAFUSO DE AJUSTE DE QUEDA DE RPM (LIFT ROD)

Regula o tempo de queda de RPM.

Figura 12

2.1.1.8 VLVULA PILOTO

Serve para regular o fluxo de leo que entra ou sai da hlice.

Figura 13

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2.1.1.9 ROLAMENTO DA VLVULA PILOTO

Serve para evitar que a vlvula piloto gire junto com o eixo de comando da bomba.

Figura 14

2.1.2 NOMENCLATURA E FUNO DAS PEAS DO CORPO

2.1.2.1 CONTRAPESOS CENTRFUGOS

Exercem fora contrria tenso da mola de velocidade.

Figura 15

2.1.2.2 VLVULA DE ALVIO

Serve para aliviar a presso de leo em excesso (controla a presso mxima) dentro dogovernador.

Figura 16

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2.1.2.3 BOMBA DE ENGRENAGENS

Serve para aumentar a presso de leo do motor para o funcionamento da hlice,aproximadamente trs vezes.

Figura 17

2.1.2.4 EIXO DE COMANDO DA BOMBA

Serve para acionar e acoplar a bomba de engrenagens ao eixo do motor.

Figura 18

2.2 FUNCIONAMENTO

2.2.1 CONDIO NORMAL

A fora centrfuga que atua nos contrapesos do governador igual tenso da mola davelocidade. Nesta circunstncia, a vlvula piloto veda a entrada de leo para a hlice, comotambm o dreno de leo para o motor. A presso de leo produzida pela bomba de engrenagensfaz um crculo vicioso atravs da vlvula de alvio. Em conseqncia, os ngulos das ps nomudam e a rotao da hlice permanece constante.

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Figura 19

2.2.2 CONDIO ACIMA DA NORMAL

A fora centrfuga que atua nos contrapesos do governador, maior que a tenso da mola develocidade (em virtude de um aumento de rotao), os contrapesos abrem-se, levantando avlvula piloto. Em conseqncia o dreno de leo da hlice para o motor aberto e, ao mesmotempo, fechado o caminho de leo da bomba de engrenagens para a hlice, fazendo com que osngulos das ps aumentem e a rotao da hlice diminua, voltando assim condio normal.

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Figura 20

2.2.3 CONDIO ABAIXO DA NORMAL

A fora centrfuga atuando nos contrapesos do governador menor que a tenso da mola develocidade (em virtude de uma queda de rotao), os contrapesos fecham-se, a vlvula pilotodesce abrindo o caminho de leo da bomba de engrenagens para a hlice, ao mesmo tempo fechao dreno de leo da hlice para o motor, em conseqncia, os ngulos das ps diminuem, fazendocom que a rotao da hlice aumente, voltando assim rotao normal.

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Figura 21

2.3 INSPEES

2.3.1 VISUAL

Todas as peas devem ser cuidadosamente examinadas para ver se h rachaduras ou danos, emgeral, tais como: rosca danificada, mossas, corroso e etc.

2.3.2 MAGNTICA

Todas as peas destinadas ao teste por partculas magnticas (magnaflux) devem ser testadasquando houver suspeita de rachaduras e deve ser desmagnetizada em seguida.

2.3.3 LQUIDOS PENETRANTES

Estes lquidos so utilizados para detectar possveis rachaduras no visveis a olho nu.

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TEXTO IV - HLICES SEM CONTRAPESOS

1 - GENERALIDADES

1.1 CARACTERSTICAS

uma hlice Hartzell de duas ps metlicas, de ngulo varivel e velocidade constante e utilizaleo do motor para o seu funcionamento.

Figura 01

O cubo da hlice tem partes de liga de alumnio forjado, sendo sua carcaa em duas seesunidas por parafusos. O cubo contm o mecanismo de mudana de ngulo e a raiz das ps. Ocilindro hidrulico de mudana de ngulo situa-se frente do cubo.

GARFO DE COMANDO CUBO CILINDRO

Figura 02 TUBO PILOTO

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1.1.1 DESIGNAO DO MODELO DA HLICE HC-C2YK-1A/7666-2

Na tabela abaixo temos o P/N da hlice discriminado por partes atravs de letras e nmeros:

HC Hartzell, controlvel (ngulo varivel).C Designao do projeto.2 Nmero de ps.Y Configurao da espiga da p.K Acoplamento no eixo do motor por flange SAE n 2 parafusos de polegada.1 No incorpora sistema de embandeiramento.A Modificaes secundrias76 Dimetro bsico em polegadas, antes da reduo.66 Designao de projeto.2 Reduo do dimetro bsico de duas (2) polegadas.

1.2 PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO

O leo sob presso, proveniente do governador, atua de modo a levar as ps para o ngulomximo (RPM mnima). A distenso da mola mais o Momento de Toro Centrfuga das psatuam de modo a lev-las para ngulo mnimo (RPM mxima).Um batente de ngulo mnimo limita mecanicamente o curso do mbolo e deve ser ajustado paraas condies de projeto.O batente de ngulo mximo no ajustvel em aeronave.

BATENTE DE NGULO MXIMO BATENTE DE NGULO MNIMO

Figura 03

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Figura 04

1.2.1 COMANDO DO NGULO DA HLICE

A manete de comando (2) do ngulo da hlice localiza-se no centro inferior do painel deinstrumentos e transmitido para o brao de comando do governador (1). O comando pode sermantido na posio desejada por um sistema de trava localizado na cabea da manete. Um ajustefino pode ser obtido girando-se a cabea do manete no sentido horrio para aumentar a RPM e,para reduzir a RPM, no sentido anti-horrio. O ngulo mnimo obtido com a manete toda frente e o mximo, com a manete toda recuada.

Figura 05

Figura 06

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Figura 07

2 VERIFICAO DO NGULO DAS PSO ngulo das ps deve ser verificado em bancada prpria e na seo de 30 polegadas.Para o ngulo mnimo 13.

Para o ngulo mximo 29 2.

Figura 07

2.1 AJUSTAGEM DOS NGULOS

O ngulo mnimo de 13, ajustado atravs do parafuso localizado na parte superior do cilindro.A tolerncia para o ngulo mnimo de 0 e a folga entre as ps de 0,2. Rosqueando oparafuso, aumentaremos o ngulo mnimo e desrosqueando o diminuiremos.

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O ngulo mximo de 29, ajustado atravs do tubo piloto. Rosqueando o tubo, diminuiremos ongulo mximo e desrosqueando, aumentaremos. A tolerncia para o ngulo mximo de 2 ea folga entre ps de 0,2. BATENTE DO NGULO MXIMO

Figura 08

2.2 AJUSTE DO BATENTE MECNICO DO NGULO MNIMO DA HLICE

O batente do ngulo mnimo (parafuso) da hlice deve ser ajustado (em bancada) para o nguloprevisto. Em casos excepcionais, se for requerido ajuste, o mesmo poder ser feito afrouxando oparafuso de meia volta a fim de obter um aumento de 100 RPM. O ajuste deve ser feito paraobter-se 2650 RPM (50 RPM abaixo da decolagem), com o avio nos calos (durante o ensaio domotor no solo).Este batente normalmente regulado pelo fabricante de acordo com cada aplicao da hlice. Naeventualidade de ser necessrio um reajuste na regulagem poder ser conseguido atravs doparafuso existente no nariz do cilindro. Desrosqueando o parafuso de meia volta, obtm-se emaumento de cerca de 100 RPM, e rosqueando diminuiremos a RPM.

PARAFUSO BATENTE DE NGULO MNIMO

Figura 09

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2.2.1 BALANCEAMENTO DA HLICE

A hlice deve estar totalmente engraxada, pintada e montada. O balanceamento esttico feitocolocando-se chapas de ao na parte externa do cubo. Para o equilbrio horizontal, colocam-sechapas de ao nas duas metades do cubo, do lado da p mais leve, de acordo com a T.O. Obalanceamento feito em oficina especializada, geralmente nos Parques, seguindo normasespecficas para cada tipo de hlice.

Figura 10

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TEXTO V - HLICE DE CONTRAPESOS

1 - GENERALIDADES

1.1 CARACTERSTICAS

uma hlice HARTZELL para uso em aeronaves acrobticas, de duas ps metlicas, ngulovarivel e velocidade constante, acionada hidraulicamente (utiliza leo do motor), com umsistema de contrapesos.

Figura 01

Possui uma carenagem confeccionada de DURAL CLAD (liga de alumnio), que protege o cubocontra poeira. O cubo da hlice feito to compacto quanto possvel. utilizada para a maioriadas peas liga de alumnio forjado, sendo sua carcaa, em duas sees unidas por parafusos.O cubo contm internamente o mecanismo de mudanas de ngulo e a raiz das ps. O cilindrohidrulico que prov a fora para a mudana do ngulo est montado na frente do cubo.

GARFO DE COMANDO CUBO CILINDRO

Figura 02 TUBO PILOTO

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Figura 03

1.1.1 DESIGNAO DO MODELO DA HLICE HC-C2YK4F/FC8475A2

Veremos a seguir o significado de cada nmero e letra que compem o P/N.

HC Hartzell, controlvel (ngulo varivel).C Designao do projeto (sem extenso do eixo).2 Nmero de ps.Y Configurao da espiga da p (raiz).K Acoplamento no eixo do motor por flange e parafusos de polegada e 4 buchas guias.4 No incorpora sistema de embandeiramento.F Pino de comando do ngulo (reforado com 11/16de dimetro).F Pino de comando do ngulo (reforado com 11/16de dimetro).C Adio de contrapeso.84 Dimetro bsico antes da reduo75 Designao do projetoA Sem proteo antigelo.2 Reduo do dimetro bsico de 2.

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1.2 PRINCPIO DE FUNCIONAMENTO

O suprimento de leo obtido do motor, dirigindo-se ao cilindro. O leo sob pressoproveniente do governador dirigido para a parte traseira do pisto e atua de modo amovimentar as ps para a posio de ALTA RPM (ngulo mnimo) em oposio aos contrapesosdas ps. As ps movem-se para a posio de BAIXA RPM (ngulo mximo) pela ForaCentrfuga atuando nos contrapesos acionados nas ps.As ps com contrapesos evitam as velocidades excessivas (disparo de hlice) em caso de perdamomentnea da presso do leo.

Figura 04

Figura 05

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2 VERIFICAO DE NGULOS2 .1 AJUSTAGEM DOS NGULOS NA BANCADA

O ngulo mnimo de 12,5, ajustado atravs do parafuso localizado na parte superior docilindro. Rosqueando o parafuso, aumentaremos o ngulo mnimo e desrosqueando,diminuiremos.O ngulo mximo de 32,4 ajustado atravs do tubo piloto. Rosqueando o tubo, diminuiremoso ngulo mximo e vice-versa.

Figura 06

2.2 AJUSTE DO BATENTE MECNICO DO NGULO MNIMO

O batente do ngulo mnimo deve ser ajustado para se obter as RPM`s de decolagem (2700RPM) ou aproximadamente 50 RPM abaixo, durante o funcionamento do motor no solo. Essebatente normalmente ajustado pelo fabricante da hlice para cada aplicao. Se houvernecessidade de um reajuste, poder ser conseguido atravs do parafuso batente existente no narizdo cilindro.Afrouxando o parafuso em meia volta, obtm-se um aumento de 100 RPM e, apertando oparafuso em meia volta, obtm-se uma diminuio de 100 RPM. PARAFUSO BATENTE DE NGULO MNIMO

Figura 07

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2.1.1 BALANCEAMENTO DA HLICE

A hlice deve estar totalmente engraxada, pintada e montada. O balanceamento esttico feitocolocando-se chapas de ao na parte externa do cubo. Para o equilbrio horizontal, colocam-sechapas de ao nas duas metades do cubo, do lado da p mais leve, de acordo com a TO. Obalanceamento feito em oficina especializada, geralmente nos Parques, seguindo normasespecficas para cada tipo de hlice.

Figura 08

2.1.2 LUBRIFICAO DO MECANISMO DE MUDANA DE NGULO

ENGRAXADEIRASFigura 09

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1 Remover as engraxadeiras na parte traseira do cubo.2 Aplicar cerca de 60 gramas de graxa MIL G-23827 (Aeroshell 7), ou equivalente, em cadauma das engraxadeiras da parte frontal do cubo, ou at que comece aparecer graxa pelos orifciosabertos na parte traseira.3 Instalar as engraxadeiras na parte traseira do cubo.

2.1.3 INSTALAO DA CREMALHEIRA

1 Encaixar a correia do alternador na polia do suporte da cremalheira.

2 Posicionar a cremalheira nas buchas de fixao da hlice, fazendo coincidir as marcasgravadas O no flange do eixo do motor, com marca O gravada no orifcio do suporte da

cremalheira.

ATENO

A cremalheira deve ser instalada na posio acima descrita, a fim de assegurar a indicao

correta das referncias para a calagem dos magnetos.A instalao dos parafusos de fixao da hlice ao flange do motor deve ser feita manualmenteat o encosto total, a fim de evitar danos na gaxeta de vedao da hlice.Aps a instalao dahlice, devemos fazer os testes funcionais no solo, em todos os regimes e inspecionar quanto aindcios de vazamento de leo e graxa.Evitar a operao do motor em locais onde, cascalhos oupedras possam danificar a ps da hlice.

Figura 09

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CONCLUSO

Durante o estudo desta apostila, voc aprendeu os princpios bsicos de hlice e seuscomponentes que lhe ser til na aplicao prtica de manuteno. Dentro destes conhecimentos adquiridos voc poder atingir degraus ainda mais altos na buscade seus objetivos.O conhecimento no perdido mesmo que por algum motivo no utilize de imediato, asexperincias adquiridas so acumuladas e levadas para a vida toda.Boa sorte na sua nova caminhada.

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REFERNCIAS

1 - BRASIL - Noes de Aerodinmica e Teoria de voo. Jun 1944 2 - USA - Hamilton Standard Propeller - Manual de Servio n P140B3 - USA - Hamilton Standard Propeller - OT 3H1-1-43. Fev 19664 - USA - Woodward Governor Company - Bol n 330025 - BRASIL - Sociedade Construtora Aeronutica Neiva - OT 1T-25-2. Nov 1975

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ANEXO A

AUTO AVALIAO

1) A parte mais curva do aeroflio da p definida como face ventral.

( ) certo ( ) errado

2) O ngulo passo tambm definio para ngulo de incidncia.


3) Os mancais de rolamentos so instalados na base da p.


4) A vida til do motor diminuda utilizando hlice de ngulo fixo.


5) O que um corte reto executado em uma p?

....................................................................................................................................

6) Qual o conceito de inspeo dimensional?

....................................................................................................................................

7) O mtodo de lquidos penetrantes usado para ....................................................

....................................................................................................................................

8) Os balanceamentos feitos na hlice tm como objetivo ......................................

....................................................................................................................................

9) Qual a pea do governador que tem a funo de aumentar a presso de leo?

...............................................................................................................................

10) Qual o princpio bsico de funcionamento do governador?

...............................................................................................................................

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11) O brao de comando do governador acionado atravs da manete de potncia.


12) A mola de segurana do governador uma das peas que compe a cabea.


13) A presso do leo do governador atua de modo a levar as ps para o ngulo mnimo.


14) O cubo contm o mecanismo de mudana de ngulo e a raiz das ps.


15) Na designao do modelo da hlice, a letra A indica...........................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................

16) O equilbrio da hlice feito colocando-se chapas de ao na parte...........................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................

17) O cilindro hidrulico contm internamente a raiz nas ps.


18) A hlice HARTZELL, modelo HCC2YK4F / FC8475A24, foi projetada para uso emaeronaves acrobticas.


19) A cremalheira deve ser instalada corretamente, a fim de assegurar a indicao correta dasreferncias para a calagem dos magnetos. ( ) certo ( ) errado

20) Na identificao do modelo da p FC8475A2, a letra F significa.a) pino de comando.b) adio de contrapeso.c) sem projeto antigelo.d) configurao da espiga da p.

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ANEXO B

GABARITO

01) Errado02) Certo03) Certo04) Certo05) aquele em que se modifica somente a seo da p, em que foi feito o corte.06) a inspeo realizada no final de cada reparo, quando verificamos se o reparo ultrapassouou no os limites mnimos permissveis.

07) a revelao de possveis rachaduras ou desfolhamentos no percebidos a olho nu.08) a eliminao de possveis vibraes, que possam existir na hlice aps reparos ou outrosservios.

09) Bomba de engrenagens.10) Ao da fora centrfuga nos contrapesos contrariando a tenso da mola de velocidade.11) Errado12) Certo13) Certo14) Certo15) modificaes secundrias.16) externa do cubo.17) Errado18) Certo19) Certo20) A

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Hélices de Aeronaves Vol.1