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Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais: aerodinâmica, acidentes recentes e
procedimentos de emergência
Maj Av Felipe Koeller R. Vieira SERIPA III
São José dos Campos, 30/08/2012
INSTITUTO DE PESQUISAS E ENSAIOS EM VOO
V SIMPÓSIO DE SEGURANÇA DE VOO
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 767 de 1112 - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 768 de 1112 - - - - - - - - - -
Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais
Objetivo
Analisar aerodinamicamente os procedimentos de emergência relativos às falhas do rotor de cauda com base nas ocorrências recentes havidas no Brasil.
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 769 de 1112 - - - - - - - - - -
Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais
Roteiro
Uma perspectiva histórica dos comandos de voo Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque Ocorrências recentes Identificação das situações de emergência Procedimentos de treinamento
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 770 de 1112 - - - - - - - - - -
Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais
Roteiro
Uma perspectiva histórica dos comandos de voo Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque Ocorrências recentes Identificação das situações de emergência Procedimentos de treinamento
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 771 de 1112 - - - - - - - - - -
Perspectiva histórica dos comandos de voo
Tipo de aeronave Balão Dirigível Planador Avião Autogiro ou
Girocóptero Helicóptero
Sustentação Estática Estática Dinâmica – asas
Dinâmica – asas
Dinâmica- Rotor
Dinâmica- Rotor
Propulsão Não há Motor-
hélice Não há Motor-hélice
ou jato Motor-hélice Rotor
Controle
Só vertical
Empenagem (leme e profundor)
Empenagem e ailerons
Empenagem e ailerons
Rotor basculante (deslocamento do eixo em rolamento e arfagem) e leme
Rotores (principais ou principal e de cauda).
SUSTENTAÇÃO X PROPULSÃO X CONTROLE
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Perspectiva histórica dos comandos de voo
Comandos de voo - avião
Piloto em pé:
•Alavanca para comandar guinada
•Volante para comandar arfagem
•Ombros para comandar rolagem
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 773 de 1112 - - - - - - - - - -
Perspectiva histórica dos comandos de voo
Comandos de voo - avião
Piloto deitado:
•Pedais para comandar guinada
•Alavanca para comandar arfagem
•Jogo de corpo para comandar rolagem
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 774 de 1112 - - - - - - - - - -
Perspectiva histórica dos comandos de voo
Comandos de voo - avião
Piloto sentado:
•Pedais para comandar guinada
•Manche comandar arfagem e rolagem
•Mão livre para comandar motor
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 775 de 1112 - - - - - - - - - -
Perspectiva histórica dos comandos de voo
Comandos de voo – helicóptero ???
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 776 de 1112 - - - - - - - - - -
Perspectiva histórica dos comandos de voo
Comandos de voo - helicóptero
Piloto sentado:
•PEDAIS para comandar guinada (R/C)
•CÍCLICO para comandar arfagem e rolagem (R/P)
•COLETIVO para comandar potência (R/P)
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 777 de 1112 - - - - - - - - - -
Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais
Roteiro
Uma perspectiva histórica dos comandos de voo Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque Ocorrências recentes Identificação das situações de emergência Procedimentos de treinamento
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 778 de 1112 - - - - - - - - - -
Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque
TORQUE E ANTI-TORQUE
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 779 de 1112 - - - - - - - - - -
Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque
Rotor principal + Rotor de cauda
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 780 de 1112 - - - - - - - - - -
Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque
Pairado
Voo translacional
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 781 de 1112 - - - - - - - - - -
Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque
Aproveitamento aerodinâmico da
estrutura da cauda
Anos 1940
Anos 1950
Anos 1960 - - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 782 de 1112 - - - - - - - - - -
Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque
Estabilizador vertical x Rotor de cauda
Bell 206 - 1967 AS 350 - 1974
SA-350Z protótipo com rotor de cauda
fenestron
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 783 de 1112 - - - - - - - - - -
Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 784 de 1112 - - - - - - - - - -
Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque
Arrasto total = torque
Para o mesmo torque existem duas velocidades de equilíbrio (com exceção da Vy)
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 785 de 1112 - - - - - - - - - -
Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque
Arrasto total = torque
Para o mesmo torque existem duas velocidades de equilíbrio (com exceção da Vy)
Anti-torque = R/C + Estab. Vert.
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 786 de 1112 - - - - - - - - - -
Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque
Arrasto total = torque
Para o mesmo torque existem duas velocidades de equilíbrio (com exceção da Vy)
A atuação do estabilizador vertical aumenta com a velocidade
Anti-torque = R/C + Estab. Vert.
O uso do R/C aumenta a demanda de torque
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Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque
Anti-torque = R/C + Estab. Vert.
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 788 de 1112 - - - - - - - - - -
Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais
Roteiro
Uma perspectiva histórica dos comandos de voo Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque Ocorrências recentes Identificação das situações de emergência Procedimentos de treinamento
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 789 de 1112 - - - - - - - - - -
Ocorrências Recentes
Ocorrências estudadas, todas havidas entre 2008 e 2012 no Brasil: Dois acidentes com pane de acionamento do rotor de cauda durante voo translacional (dois H350)
Um acidente com pane de acionamento do rotor de cauda durante a decolagem vertical (A109)
Dois acidentes com perda do rotor de cauda (um R-22 e um AW139) Um acidente com perda de efetividade aerodinâmica do rotor de cauda (AS332L2).
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Ocorrências Recentes
Dois acidentes com pane de acionamento do rotor de cauda durante voo translacional (dois H350)
Record (São Paulo) x Globo (Rio de Janeiro)
Vídeo Record
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Ocorrências Recentes
Dois acidentes com pane de acionamento do rotor de cauda durante voo translacional (dois H350)
Record (São Paulo) x Globo (Rio de Janeiro)
Vídeo Globo
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Ocorrências Recentes
Um acidente com pane de acionamento do rotor de cauda durante a decolagem vertical (A109)
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 793 de 1112 - - - - - - - - - -
Ocorrências Recentes
Um acidente com pane de acionamento do rotor de cauda durante a decolagem vertical (A109)
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 794 de 1112 - - - - - - - - - -
Ocorrências Recentes
Dois acidentes com perda do rotor de cauda (um R-22 e um AW139)
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 795 de 1112 - - - - - - - - - -
Ocorrências Recentes
Dois acidentes com perda do rotor de cauda (um R-22 e um AW139)
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 796 de 1112 - - - - - - - - - -
0,3 NM
0,12 NM
0,57 NM
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Ocorrências Recentes
Um acidente com perda de efetividade aerodinâmica do rotor de cauda (AS332L2).
Vídeo Animação
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Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais
Roteiro
Uma perspectiva histórica dos comandos de voo Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque Ocorrências recentes Identificação das situações de emergência Procedimentos de treinamento
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 799 de 1112 - - - - - - - - - -
Identificação das Situações de Emergência
As seguintes situações são possíveis de acontecer, tanto em voo pairado quanto em voo translacional: • Travamento do comando de passo do rotor de cauda; • Falha do acionamento ou perda do rotor de cauda; • Perda do rotor de cauda e do estabilizador vertical. Tais situações podem ser classificadas de acordo com a restrição que impõem à geração e controle da força antitorque do rotor de cauda e conforme o momento do voo, se em voo pairado ou translacional.
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Identificação das Situações de Emergência
Controle: -Velocidade? - Torque? - Pedal a fundo? Tamanho da aeronave: - Passo negativo no R/C?
- SIM = Prosseguir o voo com guinada e pousar corrido - NÃO = Auto-rotação (torque baixo), cortar motor antes do flare
Se há passo negativo = Estab. Vert. dá conta sozinho do recado... Se não há = anti-torque permanente no R/C (redução de torque para não girar)
Falha do acionamento ou perda do rotor de cauda
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Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais
Roteiro
Uma perspectiva histórica dos comandos de voo Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque Ocorrências recentes Identificação das situações de emergência Procedimentos de treinamento
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Travamento do comando de passo do rotor de cauda
Procedimentos de Treinamento
Anti-torque = R/C + Estab. Vert.
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Falha do acionamento ou perda do rotor de cauda: - Helicópteros pequenos Guinada como “pé contrário da potência” - Helicópteros grandes Auto-rotação (baixo torque + 20%) Cortar motor antes do flare
Procedimentos de Treinamento
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Perda do rotor de cauda e do estabilizador vertical:
Procedimentos de Treinamento
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 805 de 1112 - - - - - - - - - -
Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais
Roteiro
Uma perspectiva histórica dos comandos de voo Aerodinâmica e equilíbrio das forças de controle do torque Ocorrências recentes Identificação das situações de emergência Procedimentos de treinamento
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 806 de 1112 - - - - - - - - - -
Falhas no controle direcional de helicópteros convencionais
Objetivo
Analisar aerodinamicamente os procedimentos de emergência relativos às falhas do rotor de cauda com base nas ocorrências recentes havidas no Brasil.
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 807 de 1112 - - - - - - - - - -
“O encontro da preparação com a oportunidade gera o rebento que chamamos sorte.”
Anthony Robbins
- - - - - - - - - - Anais do 5º Simpósio de Segurança de Voo (SSV 2012) – Direitos Reservados - Página 808 de 1112 - - - - - - - - - -
Maj Av Felipe Koeller R. Vieira
Seção de Prevenção
SERIPA 3
(21) 8112-5134
(21) 2101-6677
felipekoeller@yahoo.com.br
previne@seripa3.aer.mil.br
VOE SEGURO, VOE SIPAER!
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