UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANÁ
Celso Luiz de Amorim Junior
Clemerson Clei de Moura Souza Coelho
Luciano de Souza Bento
Sistema hidráulico e trem de pouso do avião NE – 821 Carajá
Curitiba
2008
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UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANÁ
Celso Luiz de Amorim Junior
Clemerson Clei de Moura Souza Coelho
Luciano de Souza Bento
Sistema hidráulico e trem de pouso do avião NE – 821 Carajá
Trabalho de Conclusão de Curso apresentada ao
curso de Tecnologia em manutenção de aeronaves da
Faculdade de Ciências aeronáuticas da Universidade
Tuiuti do Paraná, como requisito parcial na obtenção
do grau de tecnólogo em manutenção aeronáutica.
Orientadora: Rosana Adami Mattioda
Curitiba
2008
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TERMO DE APROVAÇÃO
Celso Luiz de Amorim Junior
Clemerson Clei de Moura Souza Coelho
Luciano de Souza Bento
Sistema hidráulico e trem de pouso do avião NE – 821 Carajá
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado e aprovado para obtenção do Título
de Tecnologia em Manutenção de Aeronaves da Faculdade de Ciências Aeronáuticas
da Universidade Tuiuti do Paraná.
Curitiba, 11 de dezembro 2008.
_________________________________
Tecnologia em manutenção de aeronaves
José Dimas Novaes Patriota
Faculdade de Ciências Aeronáuticas
Universidade Tuiuti do Paraná
Orientadora:
____________________________________
Profª Mestre Rosana Adami Mattioda
4
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS....................................................................................................
RESUMO.....................................................................................................................
ABSTRACT..................................................................................................................
1.0 INTRODUÇÃO.......................................................................................................
1.1 QUESTÃO PROBLEMA.........................................................................................
1.2 OBJETIVOS...........................................................................................................
1.3 JUSTIFICATIVA.....................................................................................................
2.0 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA..............................................................................
3.0 APRESENTAÇÃO..................................................................................................
4.0 SISTEMA HIDRÁULICO DO TREM DE POUSO...................................................
4.1 COMPONENTES DO SISTEMA............................................................................
4.2 DESCRIÇÃO DO SISTEMA...................................................................................
4.3 VÁLVULA SOLENÓIDE.........................................................................................
4.4 COMANDO SELETOR...........................................................................................
4.5 BOMBA MANUAL..................................................................................................
4.6 FUNCIONAMENTO DO SISTEMA........................................................................
4.7 ABAIXAMENTO DO TREM DE EMERGÊNCIA.....................................................
4.8 CIRCUÍTO ELÉTRICO DO TREM DE POUSO.....................................................
5.0 TREM DE POUSO.................................................................................................
5.1 TREM DE POUSO DO NARIZ...............................................................................
5.2 TREM DE POUSO PRINCIPAL.............................................................................
5.3 AMORTECEDOR HIDROPNEUMÁTICO..............................................................
6.0 FREIOS..................................................................................................................
6.1 DESCRIÇÃO DO FREIO........................................................................................
6.2 CILINDRO MESTRE..............................................................................................
6.3 FREIO DE ESTACIONAMENTO............................................................................
6.4 CONJUNTO DOS FREIOS....................................................................................
6.5 FUNCIONAMENTO DO SISTEMA........................................................................
CONCLUSÃO..............................................................................................................
REFERÊNCIAS...........................................................................................................
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LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – O AVIÃO NE – 821 CARAJÁ...................................................................
FIGURA 2 – COMPONENTES DO SISTEMA.............................................................
FIGURA 3 – BOMBA MECÃNICA................................................................................
FIGURA 4 – DIAGRAMA ELÉTRICO DE ATUAÇÃO DAS PORTAS DO TREM........
FIGURA 5 – MECANISMO DE COMANDO DA VÁLVULA SELETORA.....................
FIGURA 6 – COMANDO SELETOR............................................................................
FIGURA 7 – VISTA SUPERIOR DA UNIDADE DE POTÊNCIA..................................
FIGURA 8 – BOMBA MANUAL DE EMERGÊNCIA.....................................................
FIGURA 9 – DIAGRAMA DO SISTEMA HIDRÁULICO...............................................
FIGURA 10 – DIAGRAMA ELÉTRICO DO TREM DE POUSO...................................
FIGURA 11 – MICROCONTACTORES DA MANETE DE POTÊNCIA........................
FIGURA 12 – TREM DE POUSO DO NARIZ..............................................................
FIGURA 13 – CONJUNTO DIRECIONAL....................................................................
FIGURA 14 – ESQUEMA DO ESPAÇADOR BI-PARTIDO E MOLA...........................
FIGURA 15 – BATENTES DO TREM..........................................................................
FIGURA 16 – TREM DE POUSO PRINCIPAL.............................................................
FIGURA 17 – TRAVA EM CIMA E EMBAIXO..............................................................
FIGURA 18 – GANCHO TRAVA EMBAIXO.................................................................
FIGURA 19 – AMORTECEDOR HIDRÁULICO...........................................................
FIGURA 20 – SISTEMAS DOS FREIOS.....................................................................
FIGURA 21 – CILINDRO MESTRE..............................................................................
FIGURA 22 – VÁLVULA DO FREIO DE ESTACIONAMENTO...................................
FIGURA 23 – CONJUNTO DO FREIO........................................................................
FIGURA 24 – DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DO SISTEAM DE FRENAGEM.............
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RESUMO
Este presente trabalho mostrará quais componentes constituem o sistema hidráulico do
trem de pouso e freios do avião NE – 821 Carajá. Serão abordados como ocorre o
funcionamento destes componentes, bem como a eficiência e a segurança que eles
proporcionam, demonstrando a essencialidade dos princípios de segurança e a
capacidade dos operadores para solucionar qualquer falha, e também que os
mecânicos estejam aptos a prevenir estas falhas.
Palavras chave: sistema hidráulico, trem de pouso, freios.
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ABSTRACT
This present work will show which components constitutes the hydraulical system
of the landing gear and brakes of airplane NE - 821 Carajá. They will be boarded
as they occur the functioning of these components, as well as the efficiency and
the security that they provide, demonstrating to the essenciality of the security
principles and the capacity of the operators to solve any imperfection, and also
that the mechanics are apt to prevent these imperfections.
Words key: hydraulical system, landing gear, brakes.
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1.0 INTRODUÇÃO
O avião NE – 821 Carajá é um avião de médio porte, e necessita de um sistema
hidráulico para operar seu trem de pouso e seu sistema de freios. Sendo como itens
essenciais na aeronave, necessita que opere com bastante segurança, que seja de fácil
e acessível manutenção e tenha dispositivos que permitam evitar que ocorram falhas
em seus componentes. Abordaremos neste presente trabalho o sistema hidráulico
deste avião. Este sistema é responsável pelo trem de pouso e freios da aeronave.
Serão mostradas todas suas peças que compõem o sistema bem como o método de
funcionamento. Serão citadas as formas que o sistema usa para prevenir eventuais
panes, sejam elas normais e anormais.
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1.1 QUESTÃO PROBLEMA
O sistema hidráulico do NE – 821 Carajá é responsável principalmente pela distenção e
recolhimento do trem de pouso e sistema de freios, itens essenciais na operação da
aeronave. Este sistema complexo operando em conjunto é realmente confiável em
todas as operações da aeronave?
1.2 OBJETIVOS
Mostrar como são e como funcionam os diversos componentes de todo o sistema bem
como sua operação com segurança e os dispositivos que servem para evitar falhas.
1.3 JUSTIFICATIVA
A escolha deste assunto é muito interessante pelo fato de se poder analisar o
funcionamento do referido sistema, ao mesmo tempo em que é de suma importância
para o funcionamento da aeronave, também é essencial que apresente uma boa
atuação, tenha uma longa duração e que tenha sistemas de prevenção de falhas e
procedimentos adequados para sua eventual emergência caso ocorra falhas. É notável
que pela quantidade de peças o sistema funcione em conjunto de uma maneira
bastante harmoniosa, fazendo com que a aeronave funcione adequadamente e tenha
sempre uma segurança sempre que for requisitada.
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2.0 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Este trabalho fundamenta-se no manual da Embraer (Empresa Brasileira de
aeronáutica) e nas apostilas de estudos genéricos sobre manutenção aeronáutica da
ANAC (Agência Nacional de Aviação Civil). Através do manual do fabricante pode-se
entender todo o funcionamento do sistema, bem como conhecer as peças que o
compõem. E através de apostilas genéricas de estudo existe a possibilidade de
entender como funcionam as peças primárias que ao longo do tempo foram
aprimoradas para que todo o conjunto trabalhe com segurança.
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3.0 APRESENTAÇÃO
O avião Carajá NE – 821 é um avião bimotor e opera com motores turboélices.
Foi projetado e construído em parceria pela Embraer e Neiva, ambas
fabricantes de aeronaves.
Sua fuselagem é construída em modelo semimonocoque, onde é constituída de
cavernas e reforçadores longitudinais, os quais estão rebitados num revestimento
externo do tipo trabalhante. Suas asas são metálicas do tipo cantilever e são instaladas
na parte baixa da fuselagem. Suas extremidades são confeccionadas de fibra de vidro e
são removíveis. Cada asa possui dois tanques de combustível do tipo célula. Também
nas asas são instalados naceles que abrigam os motores e os compartimentos do trem
de pouso principal. Estas naceles são partes integrais das asas, sendo que suas partes
dianteiras abrigam os berços onde são presos os motores, e as partes traseiras
abrigam tanques de combustíveis e bagageiros. É equipado com trem de pouso
escamoteável, que o fecha totalmente dentro de seu compartimento. É um avião não
pressurizado, e pode atender serviços de cargas, transporte de passageiros e
executivos.
Figura 1 – O avião NE – 821 Carajá
Fonte: Manual da Embraer p. 1
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4.0 SISTEMA HIDRÁULICO DO TREM DE POUSO
4.1 COMPONENTES DO SISTEMA
Um sistema hidráulico serve para acionar um determinado sistema, facilitando o
uso deste por parte do operador. Neste avião, dispomos do sistema hidráulico para
acionar o trem de pouso. O sistema do trem de pouso é constituído basicamente por:
Unidade de potência (power pack);
Bombas mecânicas;
Bomba manual;
Filtros;
Tubulações;
Cilindros atuadores das portas do trem;
Cilindros atuadores do trem de pouso
Seletor de posições;
Bocal de abastecimento.
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Figura 2: Componentes do sistema
Fonte: Manual da Embraer p. 24
O componente que funciona como unidade de potência é a unidade central do
sistema hidráulico, onde contém o reservatório do fluído hidráulico e as válvulas que
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irão permitir o funcionamento do trem de pouso. Ela permanece alojada na seção do
nariz.
Na seção dos motores, as bombas mecânicas do sistema hidráulico são do tipo
engrenagem, cada motor tem uma acoplada ao seu eixo, e sendo assim, fornecem um
fluxo contínuo de fluído hidráulico para o sistema. O eixo que liga a bomba ao motor
possui um ponto de cisalhamento, ou seja, uma diminuição do seu diâmetro em
determinado ponto que evita que o motor seja abalado caso haja um emperramento da
bomba. Isso age como uma proteção para o motor, já que os sistemas do motor e
hidráulico são interligados.
A pressão de funcionamento do sistema é de aproximadamente 1900 psi.
Há também filtros de fluído hidráulico instalados em cada parede de fogo dos
motores, para filtrar o fluído hidráulico assim que ele deixa a bomba.
Estes filtros são muito importantes para o bom funcionamento do sistema, pois
qualquer tipo de sujeira que entre no sistema pode prejudicar o sistema, visto que
existem passagens por válvulas e tubulações de espaço muito pequeno, que com fluído
contaminado podem vir a emperrar.
Na medida em que os motores estão em giro, as bombas succionam fluído
hidráulico do reservatório e o envia sob pressão para a unidade de potência. Este
componente, por sua vez, determina o ciclo correto de operação do sistema hidráulico,
sempre em concordância com o que foi solicitado pelo seletor de posições do trem de
pouso. O seletor do trem de pouso fica localizado na cabine de comando dentro do
painel principal de instrumentos do primeiro piloto, em seu lado direito inferior.
Localizada entre as poltronas dos pilotos, uma bomba manual é usada para
baixar o trem em caso de emergência. É de crucial importância que a tripulação
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responsável pela operação do avião esteja devidamente familiarizada com a operação
correta da bomba manual de emergência, para que seja usada de maneira adequada e
eficaz quando em uma emergência.
Um bocal para tomada de pressão do sistema e um bocal de abastecimento,
encontram-se localizados no lado direito da seção do nariz, sendo estes acessíveis
através de janelas removíveis.
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Figura 3: Bomba mecânica
1 – Ponto de cisalhamento
2 – Eixo de acoplamento
3 – Anel de vedação
4 – Eixo da engrenagem auxiliar
Fonte: Manual da Embraer p. 25
4.2 DESCRIÇÃO DO SISTEMA
Estando os motores em funcionamento, as bombas estão sempre enviando
fluÍdo hidráulico do reservatório para a unidade de potência, passando pelos filtros.
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Existem no sistema da tubulação duas válvulas unidirecionais, localizadas logo
abaixo da unidade de potência. Essas válvulas existem para impedirem que ocorra uma
perda de pressão no sistema caso um motor venha a falhar, fazendo assim, que o
outro motor em funcionamento continue enviando pressão necessária ao
funcionamento do sistema. Neste caso, se supostamente um motor vir a falhar, o fluído
continuará sendo enviado ao sistema com devida pressão, e a tubulação que liga a
bomba do motor parado, não retirará pressão do outro motor.
E uma outra válvula unidirecional também é instalada no interior da unidade de
potência, em sua linha de pressão, para não permitir que o fluido hidráulico retorne
caso entre em uso da bomba manual.
Na tubulação do sistema também é localizada uma válvula de alívio principal
para manter a pressão adequada no sistema, impedindo assim que o sistema falhe por
sobrepressão. O excedente de pressão então é enviado para o reservatório, caso a
pressão ultrapasse 1900 psi. É importante salientar que essa válvula sofra as devidas
inspeções periódicas para manter sua devida calibração de pressão e limpeza,
fazendo-a útil na sua função caso no sistema ocorra sobrepressão.
Logo abaixo da válvula unidirecional da unidade de potência, existe uma válvula
chamada válvula de prioridade. Esta válvula serve para permitir que as portas do trem
de pouso se abram antes de o trem de pouso começar a baixar. Isso acontece porque
ela se abre quando a pressão atinge 600 psi, e não 1900 psi como no resto do sistema.
Outra válvula chamada de válvula solenóide é instalada no sistema para
determinar a abertura ou fechamento das portas do trem de pouso. Ela constitui-se de
um conjunto de pistões atuados por um solenóide e uma mola.
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4.3 VÁLVULA SOLENÓIDE
Esta válvula é alimentada por uma corrente elétrica que advém da barra de
distribuição elétrica, através de microcontactores limitadores do trem de pouso.
Quando o solenóide é desenergizado, o que acontece é que sempre que o
seletor do trem de pouso é comandado, o conjunto de pistões no interior da válvula se
movimenta por ação de mola, permitindo pressão de óleo para os cilindros atuadores
das portas no sentido de abri-las.
Quando o solenóide é energizado, o que acontece sempre que o trem de pouso
está bloqueado (em cima ou embaixo), o conjunto de pistões se movimenta no sentido
contrário ao da situação anterior, ou seja, permitindo pressão de óleo para os cilindros
atuadores das portas, sendo que agora no sentido de fechá-las e mantê-las nessa
posição.
A todo o momento que houver falta de corrente elétrica na válvula solenóide,
ela adotará a posição que permite a abertura das portas do trem de pouso, por ação de
sua mola, evitando assim do trem quando acionado nesta circunstância, venha a bater
de encontro com as portas. Isso é muito válido caso ocorra uma pane elétrica na
aeronave. A válvula se posicionará aberta quando desenergizada, fazendo com que o
trem de pouso esteja livre para baixar quando necessário.
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Figura 4: Diagrama elétrico de atuação das portas do trem
Fonte: Manual da Embraer p. 27
4.4 COMANDO SELETOR
O componente que determina o abaixamento ou recolhimento do trem, é a
válvula seletora de posições do trem de pouso.
Através de cabos flexíveis é feita a transmissão dos comandos do seletor de
posições para a válvula seletora, que atuam um mecanismo de comando. Estes cabos
sofrem manutenção periódica quanto a sua elasticidade, dureza, flexibilidade e tensão
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adequada ao uso. Também as partes por onde eles transitam são inspecionadas
quanto a desgastes e torções nos eixos das corrediças.
Este mecanismo de comando constitui-se de uma engrenagem montada em um
eixo de acionamento da válvula, que trabalha sobre uma cremalheira localizada no eixo
do conjunto de pistões. Assim, quando o seletor de posições do trem de pouso é levado
para as posições acima ou abaixo, através do mecanismo de comando, é movimentado
o conjunto de pistões, que deixa passar pressão de óleo para os cilindros atuadores do
trem de pouso, no sentido de recolher ou baixar o trem, conforme selecionado.
Uma unidade trava o comando do seletor do trem de pouso toda vez que ele é
levado para um dos extremos do seu curso, seja em cima ou embaixo. Esta unidade é
constituída de um pino guia montado em conjunto com um êmbolo, que por ação de
mola bloqueia o comando seletor. Isso evita que os operadores de aeronave movam o
trem de pouso por tocar inadvertidamente no comando seletor.
O bloqueio é feito mediante a inserção do pino guia na unidade trava em
ranhuras existentes no acoplamento de engate, que está montado em uma das
extremidades do eixo de acionamento da válvula seletora (atrás da engrenagem).
Na extremidade oposta do eixo de acionamento, (onde se encontra o braço de
comando), está montado um balancim, que acompanha os movimentos do eixo.
Sob o balancim, existem dois dispositivos de retorno que estão fixados na
carcaça da unidade de potência. Cada dispositivo contém uma mola e um êmbolo.
Sempre que o comando seletor de posições é atuado no sentido de recolher ou
baixar o trem de pouso, o balancim aciona um dos dispositivos de retorno, comprimindo
sua respectiva mola.
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Como a unidade trava bloqueia o comando seletor nesta circunstância, fica
claro que o conjunto permanece preso sob tensão.
Quando o trem de pouso é travado em cima ou embaixo e as portas fechadas,
um aumento normal de pressão acontece no sistema, isso porque a bomba de pressão
está sempre enviando fluído.
Este aumento de pressão é sentido por uma válvula de retardo de tempo, que
tem por finalidade liberar a pressão do óleo para atuação da unidade trava do seletor,
de 5 a 9 segundos após o fechamento das portas.
Este óleo depois de liberado pela válvula de retardo de tempo, e com pressão
entre 750 a 1250 psi, força o êmbolo da unidade trava, no sentido de retirar o pino guia
de ranhura do acoplamento de engate.
Quando isso acontece, o dispositivo de retorno que estava acionado, força o
comando seletor de posições retornar para neutro. Este movimento provoca também o
deslocamento da válvula seletora.
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Figura 5: Mecanismo de comando da válvula seletora
Fonte: Manual da Embraer p. 29
O comando seletor do trem de pouso está localizado no lado inferior direito do
painel principal de instrumentos do primeiro piloto.
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Ele é formado por um punho redondo montado sobre um braço de alavanca que
está ligado à válvula seletora do trem de pouso, através de cabos flexíveis. No braço da
alavanca existe um pino, montado transversalmente ao eixo longitudinal do braço.
Ao lado do braço da alavanca, fixado a estrutura do painel principal de
instrumentos existe um limitador de posições neutras (em cima e embaixo).
Toda vez que o comando seletor retorna da posição em cima para posição
neutra, o pino do braço da alavanca encontra-se com a parte superior do limitador,
determinado a posição neutra em cima.
Toda vez que o comando seletor retorna da posição embaixo para a posição
neutra, o pino do braço da alavanca encontra-se com a parte inferior do limitador,
determinando a posição embaixo neutra.
Para selecionar as posições em cima e embaixo, deve-se puxar o comando
seletor para fora e levá-lo para a posição desejada.
Figura 30: Comando seletor
Fonte: Manual da Embraer p. 30
24
Uma válvula térmica de alívio de baixa pressão, alojada na unidade de potência
é útil para impedir uma alta pressão no sistema em função do aumento de temperatura
ambiente.
Isso somente é válido quando o avião encontra-se no solo e o sistema
desligado. É formado internamente por um êmbolo montado sobre uma mola, que
trabalha abrindo-se numa faixa de pressão entre 0 e 100 psi e fecha quando a pressão
atingir 150 psi.
A válvula de alívio abre, retornando para o reservatório o excesso sempre que a
pressão chega a 2100 psi e fecha, permitindo a operação do trem de pouso em
emergência, quando a pressão atinge 1900 psi.
Na saída de óleo do reservatório para as linhas de sucção das bombas, há um
filtro metálico que faz a filtragem do óleo que vai ser conduzido ao sistema.
Também na saída do óleo para a bomba manual, existe um filtro com tela
metálica com as mesmas finalidades.
O fluido hidráulico, após ter sido filtrado e com sua pressão determinada, é
então enviado aos cilindros atuadores das portas e do trem de pouso, através da
válvula solenóide das portas e seletora de posições do trem, respectivamente, de
modo a executar um ciclo de operação conforme solicitado na cabine de pilotagem,
pelo comando seletor de posições do trem de pouso.
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Figura 7: Vista superior da unidade de potência
1 – Bocal de abastecimento, dreno e sucção
2 – Filtro das linhas de sucção das bombas mecânicas
3 – Válvula de alívio principal
4 – Válvula de prioridade
5 – Válvula de alívio térmico de baixa pressão
6 – Filtro da linha de sucção da bomba manual
7 – válvula de alívio da bomba manual
8 – Válvula de retardo de tempo
Fonte: Manual da Embraer p. 31
26
4.5 BOMBA MANUAL
Uma bomba manual com a finalidade de possibilitar o abaixamento em
emergência do trem é introduzida ao sistema.
Esta bomba localiza-se sob o piso da cabine, exatamente entre as poltronas
dos pilotos e seu punho de acionamento é acessível quando se levanta uma tampa com
a inscrição abaixamento de emergência do trem.
A bomba manual e a tubulação que a alimenta estão montadas em um plano
mais baixo que o reservatório hidráulico, fazendo com que sempre haja fluído hidráulico
suficiente para abaixamento do trem de pouso de emergência, até mesmo quando todo
fluido do reservatório for perdido.
Na saída da bomba, uma válvula unidirecional impede fluxo de óleo pela
bomba, quando em funcionamento normal do sistema.
Esta válvula abre, quando a pressão fornecida pela bomba manual for de 1 a 3
psi. Uma válvula de alívio instalada logo após a válvula unidirecional, impede um
excesso de pressão no sistema, provocado pela bomba manual.
Figura 8: Bomba manual de emergência
Fonte: Manual da Embraer p. 32
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4.6 FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
As bombas mecânicas succionam fluído hidráulico do reservatório e o enviamno sob pressão para a unidade de potência.
O fluido hidráulico vindo das bombas é então dirigido ás válvulas unidirecionais,
que impedem a perda de pressão caso o avião esteja em operação monomotor.
Das válvulas unidirecionais o fluído hidráulico é levado para o interior da
unidade de potência, a uma outra válvula unidirecional, que tem por finalidade evitar a
perda de pressão quando em um abaixamento de trem de pouso, através da bomba
manual de emergência.
Como o seletor de posições do trem de pouso esta na posição neutra embaixo,
a válvula solenóide das portas está energizada, permitindo que a linha de pressão do
sistema alimente os cilindros atuadores das portas, de modo a mantê-las fechadas.
A válvula seletora, que também é comandada pelo seletor de posições, nesta
situação permanece em uma posição em que a linha de pressão vinda da válvula de
prioridade é bloqueada. Ao mesmo tempo, ela possibilita o retorno do fluído hidráulico
para a linha de sucção das bombas, através de uma tubulação especial, que está
instalada entre as válvulas unidirecionais e a válvula seletora (internamente a unidade
de potência).
Este desvio provoca uma queda de pressão nas válvulas unidirecionais e de
prioridade que se fecham, mantendo o óleo existente em seu interior preso. Isso faz
com que este sistema aconteça em um ciclo vicioso.
Quando o comando do seletor é levado para posição em cima, a válvula
seletora é deslocada agora no sentido de bloquear o fluído hidráulico que, circulava
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pelo sistema hidráulico quando o trem de pouso estava bloqueado embaixo e o
comando seletor de posições em neutro embaixo (ciclo vicioso).
Isso provoca um aumento de pressão na entrada da válvula unidirecional da
unidade de potência que força sua abertura.
Como o fluído hidráulico procura sempre o caminho mais fácil e a válvula
solenóide, quando desenergizada permite a união da linha de pressão do sistema com
a linha de abertura das portas do trem de pouso, o fluido hidráulico, então, flui para os
cilindros atuadores das portas no sentido de abri-las, desviando-se da válvula de
prioridade.
O fluído hidráulico existente nas câmaras opostas dos cilindros atuadores das
portas, que estava bloqueado em portas fechadas, retorna para a linha de sucção da
bomba, através da válvula solenóide das portas.
Quando as portas estão totalmente abertas, a pressão hidráulica no interior do
sistema aumenta, provocando a abertura da válvula de prioridade em 600 psi. Assim, o
fluído hidráulico sob pressão se dirige através da válvula seletora para os cilindros
atuadores do trem de pouso, recolhendo-os.
O fluído hidráulico existente nas câmaras opostas dos cilindros do trem de
pouso, retorna para a linha de sucção da bomba, através da válvula seletora de
posições do trem de pouso.
Quando o trem de pouso é bloqueado em cima, através dos microcontactores
limitadores a válvula solenóide das portas é energizada, o que possibilita a interligação
da linha de pressão do sistema com a linha de fechamento das portas.
Nesta situação, o fluído hidráulico sob pressão flui para os cilindros atuadores
das portas no sentido de fechá-las.
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O fluido hidráulico existente nas câmaras opostas dos cilindros atuadores das
portas, que estava bloqueado me porta abertas, retorna para alinha de sucção da
bomba através da válvula solenóide.
Com o trem de pouso recolhido e as portas fechadas, um aumento normal de
pressão acontece no sistema.
Este aumento de pressão é sentido pela válvula de retardo de tempo, que
possibilita o destravamento do comando seletor do trem de pouso. Isso acontece de 5 a
9 segundos após o fechamento total das portas.
Assim, nesta condição, o trem de pouso está recolhido, as portas do trem de
pouso estão fechadas e o comando seletor do trem de pouso está em neutro e em
cima.
Quando o trem de pouso completa seu ciclo de operação, no sentido de
recolher, através da válvula seletora, que se movimenta quando o seletor de posições
retorna para neutro, o sistema está novamente em condições de funcionar novamente
neste ciclo vicioso.
Com o trem de pouso em cima, seletor de posições do trem em neutro e em
cima, o avião está em vôo.
O sistema opera em ciclo vicioso, exatamente igual, como quando o trem está
em baixo e o comando seletor em neutro embaixo, modificando somente o
posicionamento dos êmbolos dos cilindros atuadores do trem de pouso.
Na condição anterior, quando o seletor do trem de pouso é levado para
condição embaixo, a válvula seletora é movimentada, o que cancela o funcionamento
do sistema em ciclo vicioso.
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Isto provoca um aumento de pressão na entrada da válvula unidirecional da
unidade de potência, que é forçada a abrir permitindo ao fluído hidráulico conduzir-se
para o sistema.
Como a válvula solenóide é desenergizada e o seletor é levado para a posição
embaixo, o fluído hidráulico é dirigido para os cilindros atuadores das portas, não
atuando a válvula de prioridade.
Quando as portas estão totalmente abertas, acontece um aumento de pressão
no sistema, suficiente para atuar a válvula de prioridade, que permite a atuação do trem
de pouso, através da válvula seletora de posições do trem.
Uma válvula restritora localizada na linha de recolhimento do trem de pouso do
nariz, tem como finalidade retardar e amortecer os comandos sobre o trem de nariz
durante um abaixamento.
Esta válvula é constituída de um êmbolo vazado montado sobre uma mola.
Quando o fluído hidráulico é dirigido para o cilindro de atuação do trem de nariz, no
sentido de recolhê-lo, a pressão hidráulica vence a mola e a válvula restritora perde sua
finalidade.
Quando o fluído hidráulico é dirigido para o cilindro de atuação do trem de nariz,
no sentido de baixá-lo, o fluído de retorno e a mola forçam o êmbolo a se distender
totalmente. Com isso, o fluído de retorno é forçado a passar pelo orifício existente no
êmbolo, provocando um retardo e um amortecimento na atuação do trem de nariz.
A válvula solenóide é energizada, quando o trem de pouso é bloqueado
embaixo, possibilitando com isso, o fechamento das portas do trem.
Quando as portas estão totalmente fechadas, a pressão no interior do sistema
aumenta, sendo sentida pela válvula de retardo de tempo, que libera o fluído hidráulico
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a atuação da unidade trava do seletor de posições e a válvula seletora, possibilitando o
retorno do seletor e válvula seletora para a posição neutra embaixo. Isso acontece de 5
a 9 segundos após o fechamento total das portas do trem.
O retorno do seletor de posições do trem de pouso para a posição neutra
embaixo, provoca o deslocamento da válvula seletora que bloqueia a linha de pressão
vinda da válvula de prioridade, e ao mesmo tempo possibilita o funcionamento do
sistema em seu ciclo vicioso, através da linha especial existente na unidade de potência
que desvia o fluído hidráulico da válvula de prioridade.
Figura 9: Diagrama do sistema hidráulico
Fonte: Manual da Embraer p. 36
32
Assim, com o trem de pouso embaixo, portas fechadas e seletor de posições do
trem em neutro embaixo, o ciclo de operações está concluído.
4.7 ABAIXAMENTO DO TREM DE EMERGÊNCIA
O abaixamento do trem de emergência se faz necessário quando houver falta
de pressão hidráulica no sistema.
Isto é conseguido através da bomba manual, que está localizada sob o piso da
cabine, entre as poltronas dos pilotos.
A bomba é acessível diretamente de dentro da cabine, pela abertura de uma
tampa identificada com a inscrição abaixamento de emergência do trem, que se localiza
na parte superior ao alojamento da bomba manual, no próprio piso da cabine de
pilotagem.
Na parte interna da tampa, um decalque especial descreve o procedimento de
abaixamento do trem de emergência, que deve ser observado pelos pilotos com
atenção para se obter uma utilização adequada quando preciso.
Caso haja falta de fluído hidráulico no reservatório, a tubulação de alimentação
da bomba manual, por estar em um plano mais baixo, permanece com uma quantidade
de fluído suficiente para a operação do trem de emergência.
Para se acionar o trem de pouso de emergência, é necessário levar o seletor de
posições para a posição embaixo, para que a válvula solenóide seja desenergizada
possibilitando assim a abertura das portas e para que seja deslocada a válvula seletora
permitindo assim o abaixamento do trem de pouso.
A bomba quando acionada, succiona o fluído hidráulico existente na linha de
alimentação da bomba e envia-o sob pressão para o sistema, através de uma válvula
33
unidirecional que impede o retorno do fluído, quando este está em funcionamento
normal.
O fluído, então, é dirigido para a válvula unidirecional da unidade de potência,
que impede o retorno do óleo para as bombas mecânicas.
Seguidamente o fluído é levado para a válvula solenóide, que abre as portas.
Quando a abertura das portas completa-se ocorre um aumento de pressão no
sistema, provocando assim um aumento de pressão também na entrada da válvula
unidirecional de potência. E este aumento de pressão determina a abertura da válvula
de prioridade, que possibilita o abaixamento do trem de pouso através da válvula
seletora.
Com o trem de pouso totalmente abaixado, a válvula solenóide é
desenergizada, permitindo o fechamento das portas.
São necessários aproximadamente sessenta movimentos da bomba manual
para o abaixamento do trem de pouso e fechamento das portas, situação que é
indicada pelas luzes do trem de pouso no painel, onde exibe o trânsito do trem e seu
travamento embaixo.
Para o retorno do seletor do trem de pouso para neutro embaixo é necessário
que se continue acionando a bomba manual.
4.8 CIRCUITO ELÉTRICO DO TREM DE POUSO
Um circuito elétrico alimentado diretamente pela barra de distribuição de 24/28
vdc trabalha em conjunto com o sistema hidráulico, com a finalidade de determinar a
abertura ou fechamento das portas do trem, dar indicações do trânsito e posição do
trem de pouso e possibilitar comandos sobre o seletor de posições.
34
A indicação de posição do trem de pouso é conseguida por meio de um
conjunto de lâmpadas.
Estas lâmpadas são notoriamente fundamentais para que a tripulação saiba se
o trem de pouso está travado embaixo, travado em cima ou em trânsito. E caso ocorra
alguma irregularidade no sistema, a tripulação saberá por meio dessas indicações
luminosas que o problema ocorre no sistema hidráulico ou no próprio sistema do trem
de pouso. Assim tão logo pode-se tomar as devidas providências quanto as medidas a
serem tomadas nestas situação.
Os comandos sobre o seletor de posições do trem de pouso, somente são
possíveis em vôo, isso porque um solenóide trava bloqueia o seletor quando o avião
está no solo. Isso impede o recolhimento inadvertido nesta circunstância.
Este solenóide trava é essencial no sistema, pois caso a tripulação locomova
sem querer a alavanca do trem de pouso para cima, estando o avião parado ou em
movimento no solo, esta não se recolherá. Evitando que o sistema hidráulico danifique
o sistema forçando o trem a recolher no solo.
O sistema é composto de um seletor de posições do trem, um solenóide trava
do seletor, um microcontactor de segurança, um solenóide montado na válvula
solenóide das portas, três microcontactores de trem embaixo, três microcontactores de
trem em cima, dois microcontactores de porta fechada, três luzes verdes de trava em
baixo, uma luz vermelha que indica o trânsito, uma buzina de alarme e
microcontactores acionados pela manete de potência.
O seletor de posições do trem de pouso contém um solenóide para evitar o
recolhimento quando o avião esta no solo. Este solenóide trava, quando energizado,
35
libera o seletor de posições, quando o avião não está no solo e com todo sistema
elétrico ligado.
Quando desenergizado. Este solenóide de trava, bloqueia o seletor de posições
por ação de mola. Ele é energizado pelo microcontactor de segurança do trem, que é
atuado pelo amortecedor do trem de pouso esquerdo.
Caso seja possível comandar o seletor de posições para a posição em cima,
com o avião no solo, caso ocorra uma pane no solenóide trava, uma buzina de alarme é
acionada para indicar condição insegura do trem de pouso.
E isto é possível através de outro solenóide, denominado solenóide de alarme
de trem inseguro. Este é energizado quando o seletor é levado para a posição em cima
e a aeronave esta no solo.
Os três microcontactores limitadores de trem embaixo, um para cada perna de
força, trabalham em conjunto com as três luzes verdes e indicam o travamento do trem
embaixo. Quando o trem está bloqueado em cima ou em trânsito elas permanecem
apagadas.
36
Figura 10: Diagrama elétrico do trem de pouso
Fonte: Manual da Embraer p. 45
Os três microcontactores limitadores do trem em cima, um para cada perna de
força, e dois microcontactores limitadores de portas fechadas e a luz vermelha de
alarme do trem, também trabalham em conjunto e fornecem indicação do trem em
trânsito ou condição insegura do trem.
Quando o trem está travado tanto em cima como embaixo, a luz vermelha está
apagada. Estas luzes de indicação estão posicionadas do lado direito do comando
seletor de posições do trem.
37
Os microcontactores acionados pela manete de potência, estão localizados no
pedestal de manetes e tem por finalidade dar indicações inseguras, fazendo tocar
assim a buzina de alarme sempre que, uma ou ambas as manetes de potência são
levadas a uma posição que correspondam a 75% Ng e o trem de pouso não seja
comandado na posição de abaixar. Isso é importante, caso os operadores da aeronave
estiverem iniciando a preparação da aeronave para o pouso, e isso condiz com redução
da velocidade do motor, e esquecerem de baixar o trem de pouso. A buzina do trem de
pouso soará e indicará que estão numa situação que exigirá o trem de pouso embaixo,
evitando acidentes como pouso sem trem baixado e travado.
Figura 11: Microcontactores da manete de potência
Fonte: Manual da Embraer p. 47
38
5.0 TREM DE POUSO
O trem de pouso do avião Carajá é equipado com um trem de pouso do tipo
triciclo, escamoteável, operado hidraulicamente e com as pernas de força equipadas
com amortecedores do tipo óleo-pneumático.
O fluído hidráulico utilizado é o MIL – H – 5606, e o gás comprimido é o
nitrogênio seco.
5.1 TREM DE POUSO DO NARIZ
O trem de poso do nariz está fixado em três pontos na estrutura da seção do
nariz e recolhe para trás.
O trem do nariz é travado embaixo, através da inversão angular das hastes
articuláveis.
Uma mola com a finalidade de auxiliar o travamento embaixo é presa entre a
alavanca de articulação superior e a lateral direita da estrutura da seção do nariz.
Um batente limitador do trem embaixo é montado, também na lateral direita da
estrutura da seção do nariz.
O trem de nariz é travado em cima, através de um gancho mecânico, que
permanece na posição de travamento por ação de mola.
O travamento por ação de mola é crucial no sistema caso ocorra uma pane
elétrica no sistema. Assim, mesmo que ocorra qualquer anormalidade no sistema
elétrico do avião, o conjunto permanece travado na sua posição que foi deixada.
Quando o trem de pouso é acionado para a posição embaixo, o cilindro atuador
se desloca ligeiramente, o que provoca o deslocamento de uma haste que está ligada
ao gancho, sendo assim forçado a abrir, liberando o trem de pouso para concluir sua
operação.
39
O batente limitador do trem em cima é o próprio gancho que o trava.
A roda do nariz é equipada com aro de 6 por 6 e pneu também 6 por 6, de seis
lonas com câmara de ar.
Figura 12: Trem de pouso do nariz
40
1 – Amortecedor de vibrações laterais
2 – Pino guia do fechamento das portas
3 – Guinhol da perna de força
4 – Batentes do guinhol da perna de força
5 – Guinhol do sistema direcional
6 – Haste de comando do sistema direcional
7 – Gancho trava do trem de pouso em cima
8 – Haste de atuação do gancho trava do trem em cima
9 – Haste articulável de trava do trem embaixo
10 – Cilindro atuador do trem de pouso do nariz
11 – Batente limitador de trem embaixo
12 – Porta de alojamento do trem de pouso do nariz
13 – Hastes articuláveis
14 – Gancho de atuação das portas
Fonte: Manual da Embraer p. 50
Um sistema direcional é incorporado ao trem de nariz com a finalidade de dar
manobrabilidade ao avião.
O sistema direcional é constituído de duas hastes rígidas, que estão com suas
extremidades ligadas aos pedais do leme de direção e a um ginhol, que está montado
sobre a parte superior da perna de força.
Sempre que os pedais do leme de direção são atuados, o ginhol através das
hastes rígidas também é atuado junto.
Um outro ginhol, este fixado na parte superior da perna de força, possui dois
batentes fixados na parte superior de suas extremidades.
Assim, quando o trem de pouso está embaixo, todo e qualquer movimento do
ginhol do sistema direcional é sentido pelos batentes do ginhol da perna de força, o que
provoca o giro da perna do nariz.
O curso angular máximo da roda do nariz é de 40°, sendo 20° para cada lado.
41
O controle direcional da roda do nariz somente é possível no solo, porque
quando o trem de pouso é recolhido, não existe mais condições de operação do ginhol
do sistema direcional sobre os batentes do guinhol da perna de força.
Nas laterais do alojamento do trem existem dois ganchos articuláveis, um em
cada lado, que são acionados por pinos guias existentes na perna de força. Os ganchos
estão ligados às hastes rígidas que por sua vez estão ligados nas portas.
Assim, quando o trem de pouso é recolhido, os pinos guias da perna de força
se encaixam nos ganchos, possibilitando o fechamento das portas. O contato dos pinos
guias com os ganchos, somente acontece quando o trem de pouso do nariz está quase
todo recolhido. Quando o trem de pouso é acionado no sentido de abaixar, os pinos
guias forçam os ganchos a se movimentarem, o que provoca a abertura das portas.
42
Figura 13: Conjunto direcional
Fonte: Manual da Embraer p. 52
Existem dois tipos de limitadores de batentes de curso angular da roda de nariz:
primários e secundários.
Na parte mais alta da perna de força está fixada uma ferragem semi-circular,
onde se encontram os dois batentes fixos primários.
43
No topo do amortecedor está fixado o guinhol da perna de força, onde se
encontra o batente móvel.
Quando o avião esta no solo, taxiando ou sendo rebocado, a amplitude angular
da roda do nariz é limitada pelo contato dos batentes primários.
Estes batentes primários estão dispostos de tal forma que não interferem no
comando do leme de direção. Isso é possível porque existe uma folga entre os batentes
do guinhol da perna de força e o guinhol do sistema direcional.
Esta folga permite que o leme de direção tenha sua amplitude angular
respeitada.
44
Figura 14: Esquema do espaçador bi-partido e mola
Fonte: Manual da Embraer p. 54
Entre o guinhol da perna de força e a extremidade superior do cilindro
amortecedor existe um espaçador bi-partido.
45
A aparte inferior do bi-partido está fixada a extremidade superior ao guinhol da
perna de força.
As duas partes são unidas por um eixo que está fixado na parte inferior do bipartido e que passa através da parte superior.
Entre a extremidade superior do eixo e a parte superior do bi-partido existe uma
mola que mantém todo o conjunto unido sob tensão.
Quando o avião esta sendo rebocado no solo, os batentes primários limitam a
amplitude angular da roda do nariz , porém, se a roda do nariz for forçada a girar além
do previsto, o espaçador bi-partido se desacopla, o que é possível, através da retração
da mola, que em condições normais mantém a parte superior do bi-partido unida a
parte inferior.
O desacoplamento do espaçador bi-partido, possibilita a roda do nariz girar um
pouco mais até o contato dos batentes secundários.
Esses batentes são exatamente iguais aos batentes que existem nos aviões
pré-modificação, somente com uma diferença, o ponto de contato dos batentes se
encontram um pouco mais para trás, possibilitando a roda do nariz girar além do
previsto sem danificar o conjunto.
46
Figura 15: Batentes do trem
Fonte: Manual da Embraer p. 55
5.2 TREM DE POUSO PRINCIPAL
O trem de pouso principal constitui-se de duas pernas de força, cada uma
fixada em dois pontos da estrutura da asa, através de ferragens especiais e recolhem
no sentido do eixo transversal, em direção à fuselagem.
A ferragem dianteira de cada perna está fixada na parte traseira da longarina
principal da asa, por intermédio de quatro parafusos.
A ferragem traseira de cada perna está fixada em um ponto reforçado da
estrutura da asa também por quatro parafusos.
47
O trem de pouso principal é travado em cima através de um gancho mecânico
que permanece na posição de travamento por ação de mola.
Quando o trem de pouso é acionado para a posição embaixo, o cilindro atuador
se desloca ligeiramente, provocando o deslocamento de uma haste que está ligada ao
gancho e que é forçada a abrir, liberando o trem para sua devida operação.
O travamento embaixo é realizado por um gancho mecânico, que também
permanece na posição de travamento por aço de mola.
O gancho mecânico de travamento embaixo do trem de pouso é atuado por
uma haste, que está ligada a uma das hastes articuláveis do trem.
Assim, quando o trem de pouso for acionado para a posição em cima, a referida
haste articulável se desloca, e a haste do comando do gancho de travamento embaixo,
que é forçada a abrir liberando o trem de pouso para concluir sua operação.
O sistema mostra que, tanto o gancho trava em cima como o gancho trava
embaixo, são acionados quando o trem de pouso é forçado a trabalhar em qualquer
posição.
As rodas do trem de pouso principal são equipadas com aros de 6,50 por 10 e
pneus 6,50 por 10, de oito lonas e com câmaras de ar.
O fechamento do alojamento do trem de pouso é feito por duas portas. A
externa é acionada mecanicamente pela própria perna de força, através das hastes
rígidas. A interna é acionada hidraulicamente, através do cilindro atuador.
48
Figura 16: Trem de pouso principal
Fonte: Manual da Embraer p. 57
49
Figura 17:Trava em cima e embaixo
Fonte: Manual da Embraer p. 58
50
Figura 18: Gancho trava embaixo
Fonte: Manual da Embraer p. 59
51
5.3 AMORTECEDORES HIDROPNEUMÁTICOS
Os amortecedores são unidades hidráulicas auto-abastecidas que suportam o
peso da aeronave no solo, e protegem a estrutura absorvendo e dissipando as
tremendas cargas de choque nos pousos.
Os amortecedores devem ser inspecionados e reabastecidos regularmente para
funcionar eficientemente
Um típico amortecedor pneumático/hidráulico usa ar comprimido combinado
com fluido hidráulico para absorver e dissipar as cargas de choque, e é
freqüentemente chamado de um “ar e óleo” ou “amortecedor óleo-pneumático”.
Um amortecedor é feito essencialmente de dois cilindros telescópicos ou tubos,
com as extremidades externas fechadas. Os dois cilindros, conhecidos como cilindro e
pistão, quando montados, formam uma câmara superior e uma inferior para movimento
do fluído. A câmara inferior é sempre cheia de óleo e a superior contém ar comprimido.
Um orifício está colocado entre as duas câmaras e permite uma passagem do
fluido para a câmara superior durante a compressão e o retorno durante a extensão do
amortecedor.
A maioria dos amortecedores emprega um pino medidor, para controlar a razão
do fluxo do fluido da câmara inferior para a superior.
Durante o golpe de compressão, a razão do fluxo do fluido é inconstante, mas é
controlada automaticamente pelo formato variável do pino de medição quando ele
passa através do orifício.
Em alguns tipos de amortecedores, um tubo de medição substitui o pino de
medição, mas a operação do amortecedor é a mesma.
52
Alguns amortecedores estão equipados com um mecanismo de restrição ou
redução,que consiste em uma válvula de recuo no pistão ou no tubo, para reduzir o
retrocesso durante o golpe causado pela extensão do amortecedor e para evitar que
essa extensão seja muito rápida. Isto resultará num corte do impacto no final do golpe,
evitando um possível dano para a aeronave e o trem de pouso.
A grande maioria dos amortecedores está equipada com um eixo fixado ao
cilindro inferior para permitir a instalação das rodas. Amortecedores não equipados com
eixos possuem meios na extremidade do cilindro inferior, para instalação fácil de
conjuntos de eixos. Todos os amortecedores possuem convenientes conexões que
permitem sua fixação à estrutura da aeronave.
Uma montagem, consistindo de uma entrada para reabastecimento de fluido e
um conjunto de válvula de ar, está localizada próximo da extremidade superior de cada
amortecedor para permitir o abastecimento com fluido e inflação com ar. Um obturador
plástico designado a vedar a junta deslizante entre os cilindros telescópicos superior e
inferior está instalado na extremidade aberta do cilindro externo. Na junta de vedação,
um anel limpado está também instalado em uma ranhura no apoio inferior, ou porca
superposta na maioria dos amortecedores para manter a superfície de deslizamento do
pistão ou cilindro interno livre de lama, gelo ou neve. A entrada de matérias estranhas,
na gaxeta sobreposta, resultará em vazamentos.
A maioria dos amortecedores está equipada com braços de torque, fixados aos
cilindros superior e inferior, para manter o correto alinhamento da roda. Amortecedores
sem braços de torque têm a cabeça do pistão e cilindros ranhurados, os quais mantém
o alinhamento correto das rodas.
53
Os amortecedores da roda do nariz são equipados com um ressalto superior de
alinhamento, fixado no cilindro superior e um correspondente ressalto inferior de
alinhamento fixado no cilindro inferior. Esses ressaltos alinham o conjunto roda e eixo
na posição reta à frente, quando o amortecedor está totalmente estendido. Isto evita
que a roda esteja virada para um dos lados,
quando a perna de força do nariz for recolhida, prevenindo, assim, possíveis danos
estruturais a aeronave.
Os ressaltos conjugados mantêm ainda a roda do nariz na posição reta à frente
antes do pouso quando o amortecedor estiver totalmente estendido.
Alguns amortecedores possuem dispositivos para instalação de um eliminador
externo de vibração (shimmy). Geralmente, as pernas de força do nariz
são equipadas com um pino de travamento (ou liberação) para inibir curvas rápidas da
aeronave, quando estacionada na pista ou no hangar.
O desengrazamento deste pino permitirá ao garfo da roda girar 360º, permitindo
então,que a aeronave seja manobrada em um espaço reduzido, como um hangar cheio.
As pernas de força do nariz e as principais são usualmente munidas de pontos
de levantamento, para colocação de macacos e de locais para instalação do garfo de
reboque. Os macacos deverão sempre ser colocado nos pontos previstos para isso. E
quando houver ponto para reboque, o garfo deverá ser instalado somente nesse lugar.
Todos os amortecedores possuem uma placa de inscrição com instruções reduzidas
para o reabastecimento do amortecedor com fluido e inflação com ar. A placa de
inscrição está fixada próxima ao conjunto válvula de ar e ponto de reabastecimento,
especificando também o correto tipo de fluido hidráulico a ser usado no amortecedor. É
54
de extrema importância a familiarização com estas instruções antes de reabastecer um
amortecedor com fluido hidráulico ou inflar com pressão de ar.
O golpe de compressão do amortecedor se inicia quando as rodas da aeronave
tocam o solo; o centro do peso da aeronave continua a mover-se para baixo,
comprimindo o amortecedor e deslizando o cilindro interno para dentro do cilindro
externo. O pino de medição é forçado através do orifício e, devido ao seu formato
irregular, controla a razão do fluxo do fluido em todos os pontos de golpe de
compressão. Desta maneira, a maior quantidade possível de calor é dissipada
através das paredes do amortecedor.
Ao final do golpe, ao ser atingido o ponto mais inferior, o a sob pressão é
mais comprimido, limitando a compressão do choque do amortecedor. Se não houver
quantidade suficiente de fluido ou ar no conjunto, a compressão do choque não será
limitada, e o amortecedor ficará “em baixo”. O golpe de extensão ocorrerá no final do
golpe de compressão, quando a energia estocada no ar comprimido ocasiona o início
do movimento da aeronave para cima em relação ao solo e as rodas. Neste momento, o
ar comprimido atua como uma mola para retorna ro amortecedor ao normal. E é neste
ponto que efeito de restrição ou redução é produzido, forçando o fluido a retornar
através das restrições do mecanismo de retardo. Se esta extensão não for restringida,
aeronave reagirá rapidamente tendendo a oscilar para cima e para baixo, devido a ação
do ar comprimido. Uma luva, espaçador, ou anel batente incorporado ao amortecedor
limita o golpe de extensão.
Para uma eficiente operação do amortecedor, o adequado nível de óleo e
depressão de ar, deve ser mantido. Para checar nível do fluido, o amortecedor deve
estar sem pressão de ar e na posição totalmente retraído.
55
A descompressão de um amortecedor pode ser uma operação perigosa a não
ser que pessoal encarregado do reabastecimento esteja complemente familiarizado
com as válvulas de ar de alta pressão. Observam-se todas as necessárias precauções
de segurança. As instruções do fabricante, quanto as adequadas técnicas de
descompressão, são consultadas.
Figura 19: Amortecedor hidropneumático
Fonte: Apostila da Anac, Sistemas do Trem de Pouso p. 2
56
6.0 FREIOS
O avião Carajá é equipado com um sistema de freio a disco, acionado
hidraulicamente, com a finalidade de proporcionar frenagens rápidas e eficientes
durante o pouso, táxi, emergência e estacionamento da aeronave.
O sistema de freios é composto por:
Reservatório;
Tubulações;
Cilindros mestres;
Válvula do freio de estacionamento;
Conjunto de freio a disco.
O fluído hidráulico utilizado é o MIL – H – 5606.
Fig 20: Sistema dos freios
57
1 – Tubo – dreno
2 – Tubo do suspiro
3 – Conjunto do reservatório
4 – Cilindro mestre direito
5 – Cilindro mestre esquerdo
6 – Válvula do freio de estacionamento
7 – Alavanca do freio de estacionamento
8 – Articulação da fuselagem
9 – Mangueira flexível
10 – Articulação do trem
11 – Conjunto do freio
Fonte: Manual da Embraer p. 60
6.1 DESCRIÇÃO FREIO
O reservatório está localizado na parte superior da seção do nariz, acima da
unidade hidráulica, possibilitando o óleo a ser distribuído a todo sistema pelas
tubulações por gravidade.
O reservatório é acessível através de uma janela instalada na superfície externa
superior do revestimento da seção do nariz.
O bocal de abastecimento está localizado na parte superior do reservatório. A
tampa do bocal é equipada com uma vareta medidora que mede a quantidade de fluído
hidráulico. Esta vareta possui as marcações de máxima e mínima quantidade de fluído
hidráulico para o funcionamento regular do sistema.
Logo abaixo da tampa, está acoplada uma tubulação de ventilação do
reservatório, que tem por finalidade permitir a equalização de pressão interna e externa.
Uma outra tubulação está localizada um pouco abaixo da tubulação de
ventilação, tem por finalidade drenar para a atmosfera o excesso de óleo existente no
reservatório.
58
6.2 CILINDRO MESTRE
Os cilindros mestres atuam pressionando o óleo para o conjunto dos freios,
para frear a aeronave. Em numero de quatro, um para cada pedal, eles formam dois
sub-conjuntos: um sub-conjunto esquerdo e outro direito.
O sub-conjunto esquerdo é constituído pelo cilindro mestre esquerdo do
primeiro piloto e o cilindro mestre esquerdo do segundo piloto e possibilita a frenagem
da roda esquerda.
O sub-conjunto direito é constituído pelo cilindro mestre direito do primeiro piloto
e o cilindro mestre direito do segundo piloto que possibilita a frenagem da roda direita.
Cada cilindro mestre constitui-se internamente de um êmbolo deslizante
montado sobre uma haste, uma válvula de transferência e um conjunto de molas.
A carcaça de cada cilindro está fixada a haste suporte de cada pedal e a haste
de comando aos cilindros a os pedais.
Quando o freio não é acionado, por ação de conjunto de molas, o cilindro está
em sua condição de descanso. Nessa condição, a válvula de transferência permite a
passagem de fluído para o sistema por ação de gravidade.
Quando o freio é acionado, o que é conseguido com a atuação da parte
superior dos pedais, a haste de comando do cilindro mestre se desloca. Como a
válvula de transferência está fixada na extremidade oposta da haste de comando, ela
também se desloca e assim bloqueia a passagem de fluído para o sistema e ao mesmo
tempo, possibilita a compressão do fluído existente nas linhas até o conjunto do freio.
Assim que a força exercida nos pedais é eliminada, o conjunto de molas retorna
o cilindro mestre para a sua posição de descanso.
59
Figura 21: Cilindro mestre
Fonte: Manual da Embraer p. 62
6.3 FREIO DE ESTACIONAMENTO
A válvula do freio de estacionamento está localizada atrás do painel de
instrumentos do lado esquerdo.
Como o próprio nome diz, ela somente tem função para o estacionamento da
aeronave.
60
É constituída de uma carcaça, onde internamente existem duas câmaras
independentes. Cada câmara é alimentada com fluído hidráulico proveniente de um dos
conjuntos de cilindro mestres, ou o esquerdo ou o direito.
No interior de cada câmara existe uma válvula unidirecional, ambas acionadas
por um único eixo.
As duas válvulas unidirecionais, por ação de molas, estão sempre forçadas de
encontro ao eixo de acionamento.
Neste eixo existem dois rebaixos, que não estão em toda circunferência do
eixo, mas somente em um determinado ponto.
Assim, quando o punho de comando do freio de estacionamento, que está
ligado diretamente ao eixo de atuação, não é acionado, as hastes das válvulas
unidirecionais estão em contatos com as partes do eixo que não possuem rebaixos, e
conseqüentemente, determinando a abertura das válvulas unidirecionais.
Com as válvulas unidirecionais abertas, a válvula do freio de estacionamento
possibilita a passagem de fluído para o conjunto dos freios.
Quando o punho de comando do freio de estacionamento, que está localizado
na parte inferior central do painel principal de instrumentos do primeiro piloto é
acionado, as hastes das válvulas unidirecionais por ação de mola, se encaixam nos
rebaixos do eixo de acionamento. Isto provoca o fechamento das válvulas
unidirecionais, que então determinam o bloqueio do fluído hidráulico existente entre a
válvula do freio de estacionamento e o conjunto de freio.
Se os cilindros mestres forem acionados antes da atuação do punho de
comando, o fluído hidráulico sob pressão fica bloqueado nas linhas, atuando os
conjuntos de freio, possibilitando o estacionamento da aeronave.
61
De fato, o freio de estacionamento só é conseguido através da atuação dos
cilindros mestres e posterior atuação do punho de comando.
Figura 22: Válvula do freio de estacionamento
Fonte: Manual da Embraer p. 64
6.4 CONJUNTOS DOS FREIOS
Os conjuntos do freio estão instalados um em cada roda.
Cada conjunto constitui-se de duas carcaças, onde internamente possuem:
Duas câmaras de expansão;
Suporte de fixação do conjunto;
Placas de pressão dianteira e traseira;
Pastilhas;
Espaçadores;
Disco de freio.
62
O suporte de fixação do conjunto de freio é montado na perna de força do trem
através de parafusos. Entre as carcaças da câmara de expansão e as placas de
pressão traseira são fixadas as pastilhas traseiras.
Junto da carcaça das câmaras de expansão, instaladas sobre parafusos guias
estão as pastilhas dianteiras, e entre as pastilhas está o disco de freio.
Nas câmaras de expansão existem quatro pistões, que estão em contato direto
com as placas de pressão dianteiras. Assim, quando a pressão hidráulica é levada para
as câmaras de expansão, os pistões são obrigados a se deslocarem, o que provoca
também o deslocamento das placas de pressão dianteiras de encontro ao disco de
freio.
Quando as placas de pressão dianteiras entram em contato com o disco de
freio, encontram resistência, provocando assim o deslocamento de todo conjunto de
freio, até que as placas de pressão traseiras também entram em contato com o disco.
Então, como ainda existe pressão sendo aplicada nos pistões da câmara de
expansão, as pastilhas são forçadas contra o disco, possibilitando a frenagem da
aeronave.
63
Figura 23: Conjuntos do freio
1 – Válvula de sangria
2 – Entrada de óleo
3 – Pistões
4 – Pastilhas de freio
5 – Disco de freio
6 – Carcaça do conjunto do freio
Fonte: Manual da Embraer p. 65
64
6.5 FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
Com o sistema de freio totalmente abastecido, as linhas estão repletas de fluído
hidráulico.
O abastecimento das linhas é feito por gravidade, visto que, quando o sistema
está desativado, os cilindros mestres e a válvula do freio de estacionamento
possibilitam a passagem do fluído hidráulico.
Quando os pedais dos freios são acionados, os cilindros mestres pressionam o
fluído hidráulico, que é dirigido a válvula do freio de estacionamento.
Como a válvula unidirecional da válvula do freio de estacionamento está aberta,
o fluído passa por ela e se dirige para o conjunto do freio. No conjunto do freio, o fluído
chega às câmaras de expansão e provoca a movimentação dos pistões.
Este movimento determina o deslocamento das placas de pressão dianteiras
até estas entrarem em contato com o disco de freio.
As placas de pressão dianteiras encontram resistência, provocando o
deslocamento de todo conjunto, visto que este está montado sobre parafusos guias.
O deslocamento do conjunto do freio é real até o momento em que as placas de
pressão traseiras entram em contato com o disco de freio.
Neste momento, como ainda existe pressão sendo exercida nos pistões das
câmaras de expansão, ocorre então o atrito das pastilhas com o disco, possibilitando a
frenagem da aeronave.
Assim que a pressão sobre os pedais dos freios for eliminada, os cilindros
mestres retornam para sua posição neutra, por ação de molas.
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Isso determina a liberação da pressão nas câmaras de expansão, permitindo
assim o afastamento das pastilhas do disco de freio, encerrando o ciclo de operação
do sistema.
Figura 24: Diagrama esquemático do sistema de frenagem
Fonte: Manual da Embraer p. 67
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CONCLUSÃO
O sistema hidráulico do avião Carajá se mostra um sistema muito eficiente. A
sua operação é bastante ágil e simplificada, seus componentes são leves e duráveis e
seus sistemas de segurança de funcionamento previnem que ocorram falhas.
Mas isso desde que sejam seguidas a risca os procedimentos de utilização por
parte dos operadores e manutenção preventiva por parte dos mecânicos de
manutenção. As principais características apresentadas, como sistemas de trava do
trem em cima e embaixo, válvulas de alívio, microcontactoras de indicação de
segurança, válvula de abaixamento de emergência , funcionamento do sistema mesmo
com pane elétrica e observância de vazamento de fluído hidráulico são exemplos de
como o sistema é operacionalmente seguro.
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REFERÊNCIAS
Manual da Embraer de Instrução do avião NE – 821 Carajá, Agosto de 1986
Apostila do Instituto de aviação Civil, capítulo célula, outubro de 2003