Aeronave: Desempenho de Decolagem e Pouso
A maioria dos acidentes aéreos causados por pilotos ocorre durante a fase de decolagem e pouso do voo. Devido a este fato, o piloto deve estar familiarizado com todas as variáveis que influenciam o desempenho de decolagem e pouso de uma aeronave e deve se esforçar para procedimentos de operação rigorosos e profissionais durante essas fases do voo.
O desempenho de decolagem e pouso é uma condição de movimento acelerado e desacelerado. Por exemplo, durante a decolagem, uma aeronave começa na velocidade zero e acelera até a velocidade de decolagem para decolar. Durante o pouso, a aeronave pousa na velocidade de pouso e desacelera até a velocidade zero. Os fatores importantes de desempenho de decolagem ou pouso são:
• A velocidade de decolagem ou pouso é geralmente uma função da velocidade de estol ou velocidade mínima de vôo.
• A taxa de aceleração/desaceleração durante a decolagem ou pouso. A velocidade (aceleração e desaceleração) experimentada por qualquer objeto varia diretamente com o desequilíbrio de força e inversamente com a massa do objeto. Um avião na pista movendo-se a 75 nós tem quatro vezes a energia que tem viajando a 37 nós. Assim, um avião requer quatro vezes mais distância para parar do que o necessário na metade da velocidade.
• A distância do rolo de decolagem ou pouso é uma função tanto da aceleração/desaceleração quanto da velocidade.
Superfície e gradiente da pista
As condições da pista afetam o desempenho de decolagem e pouso. Normalmente, as informações do gráfico de desempenho assumem superfícies de pista pavimentadas, niveladas, lisas e secas. Como não há duas pistas iguais, a superfície da pista difere de uma pista para outra, assim como o gradiente ou inclinação da pista.
As superfícies das pistas variam muito de um aeroporto para outro. A superfície da pista encontrada pode ser de concreto, asfalto, cascalho, terra ou grama. A superfície da pista para um aeroporto específico é anotada no Chart Supplement US (anteriormente Airport/Facility Directory). Qualquer superfície que não seja dura e lisa aumenta a rolagem do solo durante a decolagem. Isso se deve à incapacidade dos pneus de rolar suavemente ao longo da pista. Os pneus podem afundar em pistas macias, gramadas ou lamacentas. Buracos ou outros sulcos no pavimento podem ser a causa do mau movimento dos pneus ao longo da pista. Obstruções como lama, neve ou água parada reduzem a aceleração do avião na pista. Embora as condições de superfície lamacenta e molhada possam reduzir o atrito entre a pista e os pneus, elas também podem atuar como obstruções e reduzir a distância de pouso. A eficácia da frenagem é outra consideração ao lidar com vários tipos de pista. A condição da superfície afeta a capacidade de frenagem da aeronave.
A quantidade de energia que é aplicada aos freios sem derrapar os pneus é chamada de eficácia de frenagem. Certifique-se de que as pistas tenham comprimento adequado para aceleração de decolagem e desaceleração de pouso quando condições de superfície abaixo do ideal estiverem sendo relatadas.
O gradiente ou inclinação da pista é a quantidade de mudança na altura da pista ao longo do comprimento da pista. O gradiente é expresso como uma porcentagem, como um gradiente de 3%. Isso significa que para cada 100 pés de comprimento da pista, a altura da pista muda em 3 pés. Um gradiente positivo indica que a altura da pista aumenta e um gradiente negativo indica que a altura da pista diminui. Uma pista inclinada impede a aceleração e resulta em um percurso mais longo durante a decolagem. No entanto, pousar em uma pista inclinada normalmente reduz a rolagem de pouso. Uma pista descendente ajuda na aceleração na decolagem, resultando em distâncias de decolagem mais curtas. O oposto é verdadeiro no pouso, pois o pouso em uma pista em declive aumenta as distâncias de pouso. As informações de inclinação da pista estão contidas no Suplemento de Carta US
Água na Pista e Hidroplanagem Dinâmica
A água nas pistas reduz o atrito entre os pneus e o solo e pode reduzir a eficácia da frenagem. A capacidade de frenagem pode ser completamente perdida quando os pneus estão em aquaplanagem porque uma camada de água separa os pneus da superfície da pista. Isso também vale para a eficácia da frenagem quando as pistas estão cobertas de gelo.
Quando a pista está molhada, o piloto pode ser confrontado com a hidroplanagem dinâmica. A hidroplanagem dinâmica é uma condição na qual os pneus da aeronave rodam em uma fina camada de água e não na superfície da pista. Como as rodas de aquaplanagem não estão tocando a pista, a frenagem e o controle direcional são quase nulos. Para ajudar a minimizar a hidroplanagem dinâmica, algumas pistas são sulcadas para ajudar a drenar a água; a maioria das pistas não são.
A pressão dos pneus é um fator na hidroplanagem dinâmica. Usando a fórmula simples da Figura, um piloto pode calcular a velocidade mínima, em nós, na qual a hidroplanagem começa. Em linguagem simples, a velocidade mínima de aquaplanagem é determinada multiplicando a raiz quadrada da pressão do pneu da engrenagem principal em psi por nove. Por exemplo, se a pressão dos pneus do trem principal estiver em 36 psi, a aeronave começará a hidroplanar a 54 nós.
Desempenho de decolagem
A distância mínima de decolagem é de interesse primordial na operação de qualquer aeronave porque define os requisitos da pista. A distância mínima de decolagem é obtida decolando em alguma velocidade mínima segura que permita margem suficiente acima do estol e forneça controle e ROC inicial satisfatórios. Geralmente, a velocidade de decolagem é uma porcentagem fixa da velocidade de estol ou velocidade mínima de controle para a aeronave na configuração de decolagem. Como tal, a decolagem é realizada em algum valor particular do coeficiente de sustentação e AOA. Dependendo das características da aeronave, a velocidade de decolagem é de 1,05 a 1,25 vezes a velocidade de estol ou a velocidade mínima de controle.
Para obter a distância mínima de decolagem na velocidade de decolagem específica, as forças que atuam sobre a aeronave devem fornecer a aceleração máxima durante o rolamento de decolagem. As várias forças que atuam na aeronave podem ou não estar sob o controle do piloto, e vários procedimentos podem ser necessários em certas aeronaves para manter a aceleração de decolagem no valor mais alto.
O empuxo do motor é a principal força para fornecer a aceleração e, para distância mínima de decolagem, o empuxo de saída deve estar no máximo. A sustentação e o arrasto são produzidos assim que a aeronave atinge velocidade, e os valores de sustentação e arrasto dependem do AOA e da pressão dinâmica.
Conforme discutido no Capítulo 6, a razão de pressão do motor (EPR) é a razão entre a pressão de exaustão (jet blast) e a pressão de entrada (estática) em um motor turbojato ou turbofan. Um medidor EPR informa ao piloto quanta potência os motores estão gerando. Quanto maior o EPR, maior o empuxo do motor. O EPR é usado para evitar o aumento excessivo de um motor e para definir a decolagem e contornar a potência, se necessário. Esta informação é importante saber antes de decolar, pois ajuda a determinar o desempenho da aeronave.
Desempenho de pouso
Em muitos casos, a distância de pouso de uma aeronave define os requisitos de pista para operações de voo. A distância mínima de pouso é obtida pousando em alguma velocidade mínima segura, que permite margem suficiente acima do estol e fornece controle e capacidade satisfatórios para uma arremetida. Geralmente, a velocidade de pouso é uma porcentagem fixa da velocidade de estol ou velocidade mínima de controle para a aeronave na configuração de pouso. Como tal, o pouso é realizado em algum valor particular de coeficiente de sustentação e AOA. Os valores exatos dependem das características da aeronave, mas, uma vez definidos, os valores são independentes do peso, altitude e vento.
Para obter a distância mínima de pouso na velocidade de pouso especificada, as forças que atuam na aeronave devem fornecer desaceleração máxima durante o rolamento de pouso. As forças que atuam na aeronave durante a rolagem de pouso podem exigir vários procedimentos para manter a desaceleração de pouso no valor de pico.
Deve ser feita uma distinção entre os procedimentos para distância mínima de pouso e um rolo de pouso comum com considerável excesso de pista disponível. A distância mínima de pouso é obtida criando uma desaceleração de pico contínua da aeronave; isto é, uso extensivo dos freios para desaceleração máxima. Por outro lado, um rolo de pouso comum com excesso de pista considerável pode permitir o uso extensivo de arrasto aerodinâmico para minimizar o desgaste dos pneus e freios. Se o arrasto aerodinâmico for suficiente para causar desaceleração, ele pode ser usado em deferência aos freios nos estágios iniciais da rolagem de pouso (ou seja, freios e pneus sofrem uso contínuo, mas o arrasto aerodinâmico da aeronave é livre e não se desgasta com usar). O uso de arrasto aerodinâmico é aplicável apenas para desaceleração de 60 ou 70 por cento da velocidade de toque. Em velocidades inferiores a 60 a 70 por cento da velocidade de pouso, o arrasto aerodinâmico é tão pequeno que é de pouca utilidade, e a frenagem deve ser utilizada para produzir desaceleração contínua. Como o objetivo durante o rolamento de pouso é desacelerar, o empuxo do motor deve ser o menor valor positivo possível (ou o maior valor negativo possível no caso de reversores de empuxo).
