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Fundamentos de Aeronáutica

Código:

LEM22224

Sigla:

FA

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Mecânica dos Meios Solidos
OFICIAL	Termodinâmica Aplicada

Ocorrência: 2021/2022 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Mecânica
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Engenharia Mecânica

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
EM	12	Plano de Estudos	2	-	6	75	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Pretende-se nesta unidade curricular que estudantes desenvolvam o interesse pelo estudo da aeronáutica e que fiquem a conhecer os principais conceitos da mecânica de voo, componentes das aeronaves, aerodinâmica e propulsão para conseguir compreender o funcionamento dos vários componentes, a geometria, os materiais e as técnicas de construção das aeronaves.

Resultados de aprendizagem e competências

No final da unidade curricular os estudantes deverão ser capazes de:
- Conhecer os fundamentos de voo de uma aeronave, os seus componentes principais e sistemas mais comuns;
- Identificar as forças que atuam numa aeronave dando especial ênfase às de natureza aerodinâmica;
- Identificar os modos de propulsão usados em aeronaves nomeadamente motores recíprocos, turbo-hélice, turbo-fan e reação, identificando os diversos ciclos de funcionamento;
- Conhecer os sistemas de controlo de voo, sistemas hidráulicos das aeronaves, mecanismo de recolha do trem de aterragem e o sistema de travagem;
- Conhecer os principais instrumentos instalados nas aeronaves e descrever o funcionamento do pitot-estática;
- Conhecer os instrumentos giroscópicos, instrumentos de navegação e instrumentos do motor;
- Conhecer a regulamentação básica aeronáutica, as organizações aeronáuticas mais importantes (ICAO, FAA, EASA) e a legislação que as regula;
- Conhecer as autoridades aeronáuticas nacionais (NAA) e as suas funções;
- Conhecer a legislação aplicável à Aeronavegabilidade Inicial.
- Desenvolver espírito critico e de análise relativamente aos fenómenos físicos abordados;
- Avaliar os problemas e dados disponíveis para a resolução das situações práticas;
- Interpretar os resultados obtidos e analisar se são os esperados.

Adicionalmente deve:
- Relacionar os componentes das aeronaves com as forças que nela atuam;
- Relacionar as forças de natureza aerodinâmica com a potência de propulsão e discutir o tipo de propulsão face à velocidade de voo;
- Relacionar a atuação nos sistemas de controlo de voo com os valores indicados pela instrumentação da aeronave;
- Relacionar as ligações das várias organizações aeronáuticas e discriminar os níveis de atuação de cada uma delas;
- Projetar um planador, planear a sua construção, selecionar os materiais, construir o planador resolvendo as dificuldades e imprevistos que surgem, equilibrar o planador e testar o seu desempenho em voo;
- Comunicar os resultados do trabalho desenvolvido e explicar as decisões tomadas através de um relatório e apresentação oral aos estudantes da turma e docentes;
- Integrar um grupo de trabalho de forma ativa, comunicar e discutir ideias com todos os elementos do grupo;
- Organizar o trabalho e o estudo para cumprir os prazos e objetivos estabelecidos.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Conhecimentos elementares de Matemática e Física (Mecânica).

Programa

1. Introdução à Aeronáutica
Breve história da aviação; Partes constituintes de uma aeronave e as diversas geometrias que as aeronaves podem assumir.
2. Forças e Movimentos numa Aeronave
Forças aplicadas a uma aeronave em voo; A equação de Bernoulli; Forças aerodinâmicas que atuam numa aeronave.
Comandos que atuam nas superfícies de controlo (elevator, aileron, rudder) e permitem controlar o movimento de um avião (pitch, roll, yaw).
3. Configuração e Simulação
Configurações de voo de uma aeronave nas fases de voo (descolagem; subida; linha de voo; descida e aterragem); Critérios de estabilidade de uma aeronave.
Conceito de ‘Peso e Centragem’ de uma aeronave e cálculos envolvidos.
4. Propulsão
Tipos de motores de aeronaves: recíprocos; turbo-hélice; turbo fan; reação.
Ciclos de funcionamento do motores; Escolha do tipo de motor para uma aeronave em função das suas características e perfil de operação.
Sistemas de combustível das aeronaves; Funções do APU e princípio de funcionamento.
5. Controlo de Voo e Sistemas
Sistemas de controlo de voo para aeronaves de grande dimensão; Sistemas hidráulicos e suas funções.
Trem de aterragem e mecanismo de recolha do trem; Sistema de travagem e a função anti-skid.
6. Instrumentos e Aviónicos
Instrumentos mais comuns no cockpit de uma aeronave; Sistema Pitot-Estática; Instrumentos giroscópicos e onde são utilizados; Sistemas EFIS e EICAS.
Instrumentos de controlo do estado de condição e operação dos motores da aeronave.
7. Legislação Aeronáutica
Equadramento da legislação aeronáutica internacional, europeia e nacional.
Organizações aeronáuticas e atribuições respetivas (ICAO, FAA, EASA, INAC);
A EASA e a regulamentação que estabelece a condições de aeronavegabilidade (Inicial e Contínua).

Bibliografia Obrigatória

FAA-H-8083-25B; Pilot's Handbook Of Aeronautical Knowledge, 5th Edition, Skyhorse, 2016. ISBN: 978-1510726062 (Disponível em suporte .PDF de acesso livre)
FAA-H-8083-3B; Airplane Flying Handbook, Skyhorse, 2017. ISBN: 978-1510712836 (Disponível em suporte .PDF de acesso livre)
Docentes da UC; Powerpoints de apoio à lecionação de FA, 2021 (Disponível em suporte .PDF no Moodle)

Bibliografia Complementar

Rolls-Royce; The Jet Engine
C. Fayette Taylor; Aircraft Propulsion

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Duas aulas de duas horas por semana.
Aulas teórico-práticas (2x1,5h/semana): método expositivo participado (com apresentação de powerpoints que incluem pequenos filmes ilustrativos) e método demonstrativo (com resolução de problemas práticos por parte dos estudantes).
Aulas Laboratoriais (2h/semana): método experimental com recurso ao desenvolvimento de trabalhos utilizando o simulador de voo; Resolução de problemas; Projeto, construção e ensaio de um planador.

Software

X-Plane - Software de simulação aeronáutica

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	60,00
Trabalho laboratorial	40,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	57,00
Frequência das aulas	45,00
Trabalho laboratorial	30,00
Elaboração de projeto	30,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

- A presença nas aulas Teórico-Práticas é aconselhada, mas não é obrigatória;
- A presença nas aulas de realização de trabalhos laboratoriais é obrigatória;
- A classificação dos Testes tem que ser igual ou superior a 8,0V;
- A média aritmética da classificação dos Testes ou do Exame tem de ser igual ou superior a 9,5V.

A fim de dar cumprimento ao disposto no ‘Regulamento das Atividades Académicas do IPS’, os estudantes beneficiários de um dos estatutos previstos no regulamento, devem informar da sua situação o responsável da unidade curricular.

Fórmula de cálculo da classificação final

* Avaliação Contínua:
- Dois testes (60%) - Nota mínima de 8,0V; Média aritmética mínima: 9,5V
- Trabalho laboratorial (40%) - Nota mínima do trabalho de projeto do planador: 9,5V

NF=0,60xMT+0,40xTPPlanador

* Avaliação Final:
- Exame (60%) - Nota mínima de 9,5V
- Trabalho laboratorial (40%) - Nota mínima do trabalho de projeto do planador: 9,5V

NF=0,60xNE+0,40xTPPlanador

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os estudantes com estatutos especiais deverão informar o RUC no início do semestre para ser acordado um plano de presença/acompanhamento das aulas laboratoriais para permitir a aplicação das regras de avaliação da UC.

Melhoria de classificação

A melhoria de classificação será realizada por só por exame, com acesso segundo as regras definidas no RAA-IPS.

Observações

- A presença nas atividades laboratoriais é obrigatória. Em caso de impossibilidade de estar presente, o estudante deve contactar previamente o Docente;
- O relatório do trabalho desenvolvido nos laboratórios é devolvido ao grupo para melhoria, caso não tenha atingido a classificação mínima;
- Os estudantes que não tenham o relatório aprovado durante o período de avaliação contínua têm possibilidade de o entregar até à data dos exames;
- Caso o estudante não obtenha a nota mínima num dos testes, poderá recuperar esse teste na data definida pelo Conselho Pedagógico para a avaliação da época normal.
- O horário semanal de esclarecimento de dúvidas será divulgado na página da UC no Moodle.

- Os estudantes que obtenham nota final maior ou igual a 16 valores deverão submeter-se a oral, caso contrário a nota será de 14 valores.

>> Nas avaliações escritas só poderá ser utilizada calculadora científica não programável e terão consulta restrita – Formulário fornecido.