Os componentes da fuselagem de uma aeronave se dividem em vários membros estruturais (reforçadores, longarinas, nervuras, paredes, etc.) e são constituídos por uma grande variedade de materiais. Para serem integrados, são unidos através de rebites, parafusos e soldagem ou adesivos.
De modo geral, os membros estruturais são desenhados para suportar uma carga ou resistir ao estresse, visto que, durante o voo, um único membro da estrutura pode ser submetido a uma combinação de diferentes “estresses”.
Contudo, a resistência pode ser o requisito principal em certas estruturas, enquanto outras necessitam de qualidades totalmente diferentes. Por exemplo, capotas, carenagens e partes semelhantes geralmente não precisam suportar os estresses impostos pelo voo, ou as cargas de pouso. Contudo, para sobreviverem, essas partes devem possuir qualidades especiais, como um acabamento liso e formato aerodinâmico.
Na maior parte dos casos, a máquinas aéreas são projetadas para suportar mais cargas nas extremidades do que sobre suas laterais. No dia a dia, é fundamental que os mecânicos conheçam o planejamento e/ou saibam interpretar o design das aeronaves para compreender e avaliar os estresses envolvidos, em vista de evitar mudanças através de reparos inadequados.
Principais estresses estruturais
No projeto de uma aeronave, cada centímetro quadrado da asa e da fuselagem – incluindo cada nervura, cada longarina, e até mesmo cada encaixe – deve ser considerado em relação às características físicas do metal do qual é feito. Todas as partes da aeronave devem ser planejadas para suportar as cargas que lhes serão impostas. De modo técnico, a determinação de tais cargas é chamada “análise de estresse”.
Vale destacar que o termo “estresse” é geralmente usado com o mesmo sentido da palavra esforço. Porém, nesse caso, ele se refere a uma força interna em uma substância que se opõe ou resiste à deformação. Já o esforço é a deformação do material ou substância, ou seja, trata-se de uma força interna, que pode causar deformação.
Há cinco estresses maiores, aos quais todas as aeronaves estão sujeitas. São elas: Tensão, Compressão, Flexão, Torção e Cisalhamento.
A- Tensão (Tension): é o estresse que resiste à força que tende a afastar. Por exemplo, o motor puxa a aeronave para frente, porém, a resistência do ar tenta trazê-la de volta. O resultado é a tensão, que tende a esticar a aeronave. O estresse de tensão de um material é medido em p.s.i. (libras por polegada quadrada) e é calculado ao se dividir a carga (em libras) requerida para dividir o material pela sua seção transversal (em polegadas quadradas).
B – Compressão (Compression): é o estresse que resiste à força de esmagamento, que tende a encurtar ou espremer as partes da aeronave. A resistência compressiva de um material também é medida em p.s.i.
C – Torção (Torcional): como o próprio nome diz, a é o estresse que produz “torcimento”. Ou seja, enquanto a aeronave se move para a frente, o motor também tende a torcê-la para um dos lados. Porém, outros componentes da aeronave a mantêm no curso. Assim, gera-se torção. A resistência torcional de um material é sua resistência à torção ou torque.
D – Flexão (Shear): é uma combinação de Compressão e Tensão. As partes de aeronaves, especialmente parafusos e rebites, são geralmente submetidos à força de flexão e esticada no lado externo da flexão.
E – Cisalhamento (Bending): é o estresse que resiste à força que tende a fazer com que uma camada do material deslize sobre uma camada adjacente. Tendo-se duas chapas rebitadas submetidas à tensão, submetem os rebites a uma força de cisalhamento. Geralmente a resistência ao cisalhamento de um material é igual ou menor que sua resistência à tensão ou compressão.
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