Business Jet

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Antecedentes

Os jatos executivos (também conhecidos como "biz-jets") normalmente transportam de 5 a 15 passageiros e são usados ​​principalmente como transporte por executivos de negócios e funcionários do governo.

Nos primeiros dias do voo, antes da Primeira Guerra Mundial, as aeronaves eram construídas inteiramente de madeira e lona. Eles foram moldados e unidos por artesãos qualificados, muitos dos quais vindos de outros ofícios de marcenaria. Cada aeronave era única, refletindo muitos pensamentos diferentes e mudanças constantes de design. O início da Primeira Guerra Mundial trouxe uma demanda repentina por milhares de aeronaves. Isso significava que as fábricas tinham de acomodar a fabricação em grande escala e a montagem de componentes de aeronaves por trabalhadores não qualificados. As pequenas empresas se transformaram em grandes fabricantes capazes de produzir muitos tipos diferentes de aeronaves em grande número.

As técnicas de construção de aeronaves evoluíram gradualmente durante os anos entre as guerras. Madeira e tela mudaram para alumínio como o principal material estrutural, enquanto os projetos eram aprimorados e recordes eram estabelecidos e quebrados. Monoplanos (aeronaves de asa única) estavam se tornando mais populares do que biplanos (aeronaves de duas asas). Motores de aeronave mais potentes e confiáveis ​​estavam sendo desenvolvidos continuamente para aumentar o alcance e as cargas úteis. Devido ao aumento da confiabilidade e ao conforto aprimorado, as aeronaves se tornaram uma forma mais aceitável de transporte de cargas e passageiros.

A indústria aeronáutica teve que se preparar mais uma vez para a produção em massa de aeronaves com a aproximação da Segunda Guerra Mundial. Muito mais aeronaves foram produzidas do que durante a Primeira Guerra Mundial pelas principais potências, os EUA, Grã-Bretanha, Itália, Alemanha e Japão. A indústria aeronáutica se espalhou pelo mundo e mudou dramaticamente durante os cinco anos de conflito. Os motores de aviões a pistão tornaram-se maiores e mais complexos e foram produzidos em grandes quantidades, enquanto o motor a jato também estava sendo desenvolvido e testado. O desenvolvimento de radares e outros aparelhos eletrônicos sofisticados também ocorreram, eventualmente formando as grandes indústrias de aviônica (equipamentos eletrônicos aeronáuticos) de hoje.

A indústria de aeronaves a jato corporativo teve seu início em meados da década de 1950 com o lançamento dos modelos Sabreliner da Rockwell e JetStar da Lock-heed. A LearJet entrou no mercado de jatos executivos no início dos anos 1960 com seu Modelo 23, e foi seguida pela Cessna no final dos anos 1960 com seu modelo Citation 500. Hoje, existem pelo menos oito empresas aeronáuticas americanas e internacionais que comercializam jatos executivos.

Matérias-primas

O principal material usado na fabricação de aeronaves modernas é folha de alumínio, tarugo e peças fundidas, mas o uso de materiais compostos está aumentando rapidamente. Os materiais compostos são materiais estruturais feitos de dois ou mais componentes contrastantes, normalmente fibras finas ou bigodes em uma resina de ligação. Compósitos como epóxis de carbono, grafite, fibra de vidro, plásticos reforçados com fibra de carbono (CFRP), plásticos reforçados com fibra de boro (BFRP) e plásticos reforçados com vidro (GRP) permitem que os fabricantes construam aeronaves mais leves e resistentes que os modelos de alumínio. Ligas de aço, titânio, aço inoxidável e fundições de magnésio também são usadas, mas em quantidades muito menores.

O processo de fabricação

Existem seis subconjuntos principais que compõem uma aeronave:1) a fuselagem ou corpo, 2) a empenagem ou montagem da cauda, ​​3) as asas, 4) os conjuntos do trem de pouso, 5) o motor ou motor a jato, e 6) o sistemas e instrumentos de controle de vôo.

Assim como na fabricação de automóveis, a indústria aeronáutica usa linhas de montagem para a fabricação. O volume de produção é bem menor em aeronaves, mas a ideia é a mesma. Na fabricação de aeronaves, uma série de "posições" e "contratempos" são utilizadas para indicar o estágio de montagem da aeronave. Por exemplo, se 16 posições são usadas para fabricar uma aeronave, a 16ª posição seria o início da montagem, começando com a seção do nariz ou os acúmulos da longarina da asa, e a 1ª posição implicaria na instalação dos motores e conjuntos de nacele (o "nacela" é o corpo aerodinâmico que aloja o motor). A posição 0 indica que o avião está "fora da porta" (OTD) e pronto para a inspeção pré-vôo e teste de vôo. "Recuos" indicam o estágio em que uma submontagem ou "acúmulo" está dentro de uma posição. Por exemplo, um conjunto de asa pode abranger apenas uma posição, mas dentro desta posição pode haver três contratempos. Independentemente da posição ou retrocesso, o trabalho de montagem está constantemente em andamento. Mesmo que uma posição possa ter mais prioridade do que outras, outras posições são montadas simultaneamente para que ambas as montagens estejam prontas para o acasalamento no momento apropriado. A pintura e o trabalho no interior da aeronave - adição de assentos e gabinetes, por exemplo - são feitos por último, pois podem variar de aeronave para aeronave.

A produção de uma aeronave depende do alinhamento e combinação precisos e precisos de cada um dos subconjuntos principais. Para a produção de subconjuntos e combinação de montagem, uma série de gabaritos de montagem de piso (FAJs) são usados. Esses gabaritos prendem, suportam e localizam as peças de trabalho individuais ou subconjuntos até que possam ser rebitados, colados ou aparafusados ​​no lugar. A rigidez dos gabaritos de montagem é crítica para evitar o desalinhamento, portanto, a maioria dessas ferramentas são grandes e pesadas. Alguns dos gabaritos são instalados permanentemente, enquanto outros são sobre rolos para que possam ser movidos para a linha de montagem quando necessário.

Conjunto de fuselagem

O grupo fuselagem é o primeiro conjunto principal a ser produzido. O grupo da fuselagem consiste no conjunto da estrutura do nariz, conjunto da estrutura da cabine dianteira, conjunto da estrutura da cabine traseira e conjunto do cone de cauda. A aeronave é essencialmente montada de trás para a frente.

• 1 A primeira parte da fuselagem a ser montada é o conjunto do barril da cabine de popa (consulte a ilustração marcada "Posição 4, Recuo 0"). O barril da cabine é montado na direção vertical em um gabarito de montagem de piso. O gabarito do barril da cabine incorpora todos os conjuntos de quadro, películas e estruturas de suporte necessárias para completar a montagem do barril da cabine traseira. Detalhes e subconjuntos são fornecidos com furos de ferramentas e localizadores configurados para modelos de contorno que definem o loft da aeronave ou contorno. Em seguida, um gabarito intermediário da cabine de popa é usado para montar três componentes principais:o barril da cabine de popa, a antepara de pressão da popa (que serve como limite da seção pressurizada da fuselagem) e os acessórios de fixação da asa.
• 2 As estruturas do nariz e da cabine dianteira são montadas a seguir (consulte "Posição 3, Recuo 1"). O gabarito da seção do nariz monta o conjunto do poço da roda da estrutura dianteira, conjuntos de revestimento e estruturas de suporte. O gabarito de construção da cabine dianteira monta a estrutura do pára-brisa, estrutura da porta da cabine, antepara de pressão dianteira, estrutura de suporte e revestimentos.
• 3 As seções dianteira e traseira da cabine agora são combinadas usando um gabarito de companheiro de cabine. Ambas as seções da cabine estão localizadas no gabarito por meio do uso de furos de ferramentas que coordenam as anteparas de pressão para frente e para trás (consulte "Posição 3, Recuo 0").
• 4 Enquanto as seções da cabine estão sendo construídas, as seções superior e inferior do cone de cauda também estão sendo montados. O gabarito de acoplamento do cone de cauda é usado para conectar e alinhar os subconjuntos do cone de cauda superior e inferior (consulte "Posição 2, Recuo 2" e "Posição 2, Recuo 1").
• 5 As três seções primárias da fuselagem, nariz, cabine dianteira e traseira montadas e o cone da cauda são localizados e montados usando um gabarito de acoplamento da fuselagem. As seções dianteira e traseira da cabine são carregadas primeiro no gabarito, seguidas pelas seções do nariz e do cone de cauda. Suportes de montagem do motor, à frente e à ré, agora estão instalados nas vigas estruturais do motor que se estendem para fora da fuselagem. Os orifícios de montagem também estão alinhados. Eles serão usados ​​para prender o estabilizador vertical ao cone de cauda e à antepara inclinada da popa (a antepara inclinada da popa "capas" fora da extremidade da seção do cone da cauda). (Veja "Posição 2, Recuo 0").

Empennage ou Tail Assembly

A empenagem ou montagem da cauda é a próxima seção a ser montada. Consiste na barbatana vertical, leme, estabilizador horizontal e elevadores. O leme é a superfície de controle primária para guinada ou movimento lateral geralmente usado para virar a aeronave. Dois elevadores são montados na borda de fuga do estabilizador horizontal e são usados ​​para controlar a inclinação ou movimento para cima e para baixo da aeronave.

• 1 O gabarito de construção do quadro do estabilizador horizontal é usado para montar os conjuntos de borda de ataque e longarina, junto com os acessórios de fixação vertical, longarinas (extrusões de alumínio que são usadas para fornecer suporte estrutural para películas de metal), películas e estruturas de suporte (consulte "Posição 1, Recuo 2").
• 2 O acúmulo da estrutura do elevador, a montagem da aba de compensação e os gabaritos de revestimento são usados ​​para montar os elevadores direito e esquerdo. Os compensadores são superfícies de controle móveis fixadas na borda de fuga dos elevadores, usadas para manter a aeronave em vôo nivelado durante condições de cruzeiro (algo semelhante ao controle de cruzeiro em um carro). Depois que a estrutura do elevador e as abas de compensação são construídas, o gabarito de esfola é então usado para montar os conjuntos da moldura e das abas de compensação junto com as películas da ponta, da borda de ataque e de fuga.
• 3 O gabarito de construção de aleta vertical é usado para montar os conjuntos de borda de ataque, longarina e pele ligada, junto com as placas laterais de fixação horizontal e a estrutura de suporte necessária para completar a seção de aleta vertical. As localizações dos fixadores no cone de cauda são estabelecidas pelo gabarito de alinhamento da fuselagem para garantir a relação da aleta vertical com os pontos de fixação da asa e do motor.
• 4 O acúmulo da estrutura do leme, o conjunto do compensador e os gabaritos de esfola são utilizados na montagem do conjunto do leme. Depois que a estrutura do leme e a aba de compensação são concluídas, o gabarito de esfola é então usado para montar os conjuntos da estrutura e da aba de compensação, junto com as películas das bordas de ataque e de fuga.
• 5 A seção empenagem da aeronave é concluída após os elevadores, estabilizador horizontal, estabilizador vertical e leme serem montados (o leme normalmente é instalado por último junto com os sistemas de controle de vôo). (Veja "Posição 1, Recuo 1"). A seção empenagem é então acoplada à seção do cone de cauda da aeronave (consulte "Posição 1, Recuo 0").

Montagem da asa

O conjunto da asa é o próximo e normalmente consiste na seção central da asa, seções externas da asa e conjuntos de aileron e flap. Os ailerons são superfícies de controle móveis, geralmente articuladas à asa externa, que ajudam a fornecer controle no roll em torno do eixo longitudinal do avião. Os flaps são superfícies de controle móveis, montadas internamente na asa, que podem ser dobradas para baixo. Isso aumenta a sustentação em baixa velocidade e adiciona arrasto, permitindo que a aeronave faça pousos de aproximação íngremes sem ganhar velocidade no ar em excesso.

• 1 O acúmulo da estrutura do aileron e os gabaritos de revestimento e rebite são usados ​​para montar os conjuntos de aileron esquerdo e direito. Depois que a estrutura do aileron é concluída, o gabarito do revestimento e do rebite é usado para carregar a estrutura do aileron, a pele e os dobradores (usados ​​para obter força extra) e, em seguida, rebite o conjunto completo. A estrutura do aileron é localizada prendendo os mancais da dobradiça e as nervuras internas e externas (as nervuras são membros estruturais primários que atravessam o aileron). Os ailerons são geralmente instalados por último, junto com os instrumentos de controle de vôo e flaps.
• 2 O acúmulo da moldura da aba e os gabaritos de pele são usados ​​na construção dos conjuntos de aba da mão esquerda e direita. A moldura da aba é concluída primeiro. Em seguida, o gabarito de pele do retalho monta a pele superior colada e a pele da borda de fuga, seção da longarina do flap, montagem da borda de ataque e nervuras de extremidade e manilhas de interconexão.
• 3 A construção da seção da asa externa envolve o uso de muitos gabaritos diferentes para perfuração, rebitagem e montagem. A principal ferramenta usada é o gabarito de construção da asa externa, que monta o conjunto da asa externa dianteira, conjunto da longarina traseira, conjuntos de pele colada da borda traseira e a estrutura de suporte (consulte "Posição 1, Recuo 3").
• 4 A construção da seção central da asa também requer o uso de muitos gabaritos de construção diferentes. A principal ferramenta usada aqui é o gabarito de construção da asa central, que monta o subconjunto da seção central, a estrutura do poço da roda, os conjuntos de nervura e revestimento e a estrutura de suporte (consulte "Posição 1, Recuo 2").
• 5 O gabarito de combinação de montagem da asa monta as asas externas esquerda e direita com a asa central. As seções da asa e a seção central estão localizadas no gabarito por localizadores e placas de contorno. A seção central é carregada primeiro, seguida pelas asas externas esquerda e direita (consulte "Posição 1, Recuo 1"). O conjunto completo da asa é então acoplado à seção da fuselagem (consulte "Posição 1, Recuo 0").

Conjunto do trem de pouso

Existem dois conjuntos de trem de pouso diferentes:o nariz e os trens de pouso principais. Ambos usam sistemas de retração que são controlados eletricamente e acionados hidraulicamente. O trem de pouso principal (MLG) é geralmente um tipo de elo posterior e se retrai para dentro da asa. O trem de pouso do nariz (NLG) retrai para frente na seção do nariz da fuselagem e é fechado por portas. Os trens de pouso são montados longe da linha de montagem principal e trazidos para a linha quando necessário, geralmente quando a fuselagem e as asas estão sendo combinadas (consulte "Posição 1, Recuo 0").

Motor Powerplant-Jet

Um jato executivo é normalmente movido por dois motores turbofan localizados em cada lado da fuselagem traseira em conjuntos de nacele. Os conjuntos de nacela consistem em uma seção de entrada, um capô ou alojamento externo, uma seção de bocal de exaustão e um sistema de sangria de ar, que desvia o ar quente para as bordas de ataque da asa e da nacela para degelo. O ar de purga também é usado para aquecimento e pressurização da cabine. Os grandes painéis de folha de metal que formam a tampa são normalmente formados por rolos. Algumas das outras peças de chapa metálica, como a tampa do nariz na seção de entrada da nacela, são formadas usando uma matriz fêmea em uma prensa de estiramento. Os conjuntos da nacele são construídos separadamente da linha e depois trazidos de volta para instalação (consulte "Posição 1, Recuo 0").

Sistemas de controle de vôo

Os sistemas de controle de vôo geralmente são instalados por último, junto com os ailerons, flaps e leme. Existem muitos sistemas de controle de vôo diferentes em uma aeronave moderna. A seguir está uma lista parcial dos principais sistemas:sistema de controle de aileron; sistema de compensação de aileron; sistema speedbrake; sistema de interconexão de abas; sistema de controle do leme; sistema de controle de compensação do leme; sistema de controle de elevador; sistema de controle de compensação do elevador; sistema de pressurização; sistema anti-gelo do pára-brisa; sistema anti-gelo de asa; sistema de oxigênio; sistema estático pitot. (Veja "Posição 1, Recuo 0").

Fora da porta

Antes de a aeronave sair da fábrica, todos os sistemas elétricos e mecânicos passam por um teste de funcionamento. Exemplos de itens verificados são calibração de combustível, sistemas hidráulicos, descarga e bloqueio de engrenagens, luzes de advertência e buzinas e aviônicos. Depois que os motores e os sistemas de controle de vôo são instalados, a aeronave está pronta para sair pela porta para os testes de motor e de vôo. A aeronave passa por vários testes de desempenho e sistemas antes de ser aprovada para entrega ao cliente. Antes da entrega, a aeronave é enviada para pintura, após o que o interior é acabado. (Veja "Posição 0, Recuo 0").

Controle de qualidade

A qualidade da aeronave depende de um bom design, documentação e manutenção de registros eletrônicos para atender aos regulamentos e requisitos de certificação da Federal Aviation Administration (FAA). Os pára-brisas, bordas de ataque das asas, motores e outros componentes críticos devem atender aos requisitos de colisão de pássaros do FAR 25 (Regulamento Federal de Aviação) antes que a aeronave seja certificada para uso comercial. Muitos formulários e listas de verificação diferentes são usados ​​ao longo do processo de fabricação para detalhar o histórico de cada peça feita. Vários testes de laboratório e especificações padronizadas de materiais aeroespaciais foram desenvolvidos especialmente para aeronaves. Para verificar a aderência dos painéis colados, eles são colocados em um tanque de água para teste ultrassônico. O teste de estresse é amplamente utilizado. Uma seção da aeronave é montada e então colocada em um dispositivo de teste que simula o uso real em condições variadas. Alguns dos testes são executados até que as peças falhem, para ver se o fator de segurança do projeto é aceitável.

Subprodutos / resíduos

As leis de proteção ambiental desenvolveram códigos rigorosos que limitam os fluxos de água e as emissões das instalações de fabricação de aeronaves. Em conformidade com as leis federais, as empresas aeronáuticas têm usado menos solventes e buscado maneiras melhores de limpar peças, como sistemas de desengraxe a vapor a vapor. Lascas de alumínio e sucata são os principais subprodutos da indústria aeronáutica e são reciclados.

O Futuro

A mudança tecnológica é uma grande força motriz na evolução da fabricação de aeronaves. Muitos desenvolvimentos em andamento envolvem controles computadorizados e automação projetados para melhorar a economia e a qualidade e reduzir o consumo de energia e a poluição. Mais operações de montagem, como rebitagem, podem se tornar totalmente automatizadas. Sensores "inteligentes" - sensores com habilidades preditivas envolvendo lógica difusa e inteligência artificial - estão se tornando mais prevalentes. A inteligência artificial ou "controles difusos" permitem que os sensores prevejam as mudanças necessárias nas configurações devido às mudanças na carga ou no volume de produção. Além desses desenvolvimentos, as crescentes necessidades econômicas e ambientais trarão mais refinamentos técnicos para a fabricação de aeronaves.