AC 43.13-2B – Acceptable Methods, Techniques, and Practices – Aircraft Alterations

Os regulamentos existem para serem seguidos. Porém, interpretá-los e apresentá-los para as autoridades certificadoras nem sempre é tão simples. As Advisory Circulars (AC’s) são documentos que apresentam meios de cumprimento dos requisitos aceitos pelo órgão certificador. Sendo assim, vamos aqui falar um pouco sobre a AC-43.13-2B e sua importância em projetos de modificações em estruturas de aeronaves.

O propósito da AC

O documento contém métodos, técnicas e práticas aceitáveis para inspeção e alteração de aeronaves civis não pressurizadas com peso máximo de 12.500 libras ou menos. Além disso, as informações aqui contidas podem ser utilizadas para pequenas e grandes modificações, com detalhes extras referentes à cada tipo de modificação.

Informações sobre Estruturas

Integridade estrutural é um fator extremamente relevante no projeto e construção de uma aeronave. Dessa forma, é de se esperar que a adição ou remoção de equipamentos que envolvam alterações no peso, podem afetar também a integridade estrutural, balanceamento, características de voo, confiabilidade ou mesmo o desempenho da aeronave.

O processo de modificação estrutural

Antes de mais nada, não vou explicar aqui os detalhes e pormenores de uma modificação estrutural, dado o vasto número de variáveis envolvidas. Mas as informações aqui servem para toda e qualquer modificação estrutural que você esteja projetando.

Vamos lá: de maneira resumida, os seguintes passos são necessários em um projeto de estruturas:

• Determinação dos fatores de carga
• Estimativa das cargas resultantes
• Distribuição das cargas na estrutura da aeronave
• Determinação do material, tamanho, e forma da parte modificada
• Cálculo das tensões resultantes na parte modificada
• Comparação entre as tensões calculadas e os valores nominais do material da parte modificada
• Redimensionamento conforme necessário

Tipos de carregamentos e tensões

Fatores de carga limite são os maiores que se espera encontrar durante a vida da aeronave em serviço. Dessa forma, temos como exemplo os fatores de carga de manobra, rajada, ou de solo, estabelecidos pelo fabricante da aeronave durante a certificação. Na falta desses dados, você pode estimar de maneira conservadora. Para isso, utilize os requisitos pertinentes da Subparte D do RBAC 23 (Regulamento Brasileiro de Aviação Civil Parte 23).

Partes da aeronave podem ser formadas pela união de diferentes tipos de material unidos. Cada uma dessas partes é responsável por um carregamento e os fixadores que unem essas partes transferem os carregamentos de uma parte para a outra.

Cada tipo de aeronave está sujeita a diferentes tipos de tensões estruturais. Tensões atuam em uma aeronave quer ela esteja em voo ou no chão.

De maneira simplificadas, temos tensões de:

• Tração
• Compressão
• Torção
• Cisalhamento
• Flexão

Uma análise inicial

A estrutura de uma aeronave em voo está sujeita a diversos tipos de tensão dada a variedade de carregamentos aos quais ela é submetida. Dessa forma, o problema do engenheiro envolve antecipar e conhecer as possíveis tensões que a estrutura irá sofrer e projetá-la de modo que ela suporte esses carregamentos, dentro das margens de segurança aplicáveis.

Antes de mais nada, é de extrema importância conhecer os fatores de carga limite aos quais a aeronave está sujeita. E, consequentemente, sua modificação estará sujeita aos mesmos fatores.

Fatores de Carga

Anteriormente definimos o que são fatores de carga limites. Assim também temos os chamados fatores de carga finais (ou Ultimate). Esses são definidos como sendo os fatores de carga limite multiplicados por fatores de segurança prescritos no regulamento. Alguns casos, como carregamentos finais de inércia para condições de pouso de emergência, já são finais. Esses não são multiplicados por nenhum fator de segurança extra.

É definido um fator de carga (seja ele limite ou final) para cada direção: à frente (forward), à trás (rearward), para cima (upward), para baixo (downward), para o lado (sideward).

A tabela acima foi retirada do documento AC 43.13-2B. Pode-se notar que mesmo dentro de uma categoria de aeronave, a localização da modificação e tipo de operação da aeronave influenciam nos valores dos fatores de carga.

Considerações Importantes

Quando um equipamento é instalado em local externo ou à frente dos ocupantes, o fator de carga foward de 2.0g é considerado suficiente.

Dadas as diversas diferenças entre os projetos das aeronaves, fatores de carga de voo e de solo diferem da mesma maneira. Na falta da informação disponível pelo fabricante, a AC43.13-2B oferece uma alternativa. Os fatores utilizados para aeronaves categoria Utility Part 23 são aceitáveis para aeronaves que não excedam 250 nós de velocidade e os fatores utilizados para categoria acrobática Parte 23.

Enfim, é recomendado que o engenheiro tenha em mente não só as habilidades técnicas para um projeto de estruturas. Do mesmo modo deve saber interpretar o regulamento e saber encontrar formas de cumprir com os requisitos.

Finalmente, aproveite para ler mais artigos sobre estruturas aeronáuticas!

 

Boa leitura, bons estudos, e até a próxima!

 

Sergio Duarte
Co-Fundador do Portal Engenharia Aeronáutica

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