Estudo do impacto durante o pouso de aeronaves modernas pesadas em pavimentos flexíveis de pistas de aeroportos

Abstract

Resumo: O transporte aéreo tem passado por grandes mudanças tecnológicas que impactam diretamente na infraestrutura aeroportuária. Uma delas é a utilização de aeronaves modernas pesadas (AMP), as quais afetam os pavimentos aeroportuários com maior intensidade, devido ao aumento de cargas e mudanças nas configurações dos trens de pousos. Este trabalho apresenta uma análise estática e dinâmica do contato pneu-pavimento por um modelo tridimensional em elementos finitos, usada para investigar o comportamento estrutural quanto às deflexões (deslocamentos verticais), tensões e deformações, de uma pista de aeroporto sob condições de pouso das AMP para as situações mais críticas (sem considerar, no entanto, a rigidez da aeronave e amortecimento do trem de pouso). Além das AMP, foram consideradas ainda o Airbus A340-600 e o Boeing 777-300, aeronaves genéricas comuns, para fins de comparação. Desenvolveu-se, em modelagem computacional elástico-linear, o pavimento aeroportuário como uma estrutura do tipo multicamadas e o pneu como uma única roda do trem de pouso principal da aeronave, também considerado com comportamento elástico-linear, cuja estrutura foi composta pela geometria real. Os resultados obtidos da análise dinâmica no instante do pouso foram comparados aos da análise estática. Observou-se que a aeronave que mais produz deflexão (deslocamento vertical), tensão e deformação ao pavimento aeroportuário, dentre as analisadas neste trabalho, foi o Airbus A340-600. Em contrapartida, as aeronaves que menos produzem deflexão, tensão e deformação ao pavimento aeroportuário foram o Airbus A380, maior avião comercial do mundo (na análise dinâmica), e o Boeing 747-8 (na análise estática).

Abstract: Air transport has undergone major technological changes that impact directly on airport infrastructure. One is the use of new large aircraft (NLA), which affects the airports pavements with greater intensity, due to the increase of loads and changes in the configurations of landing gears. This work presents a static analysis and a tire-pavement contact dynamics through a three dimensional model in finite elements, used to investigate the structural behavior, regarding the deflections (vertical displacements), tensions and deformations of an airport runway under landing conditions of NLA for the most critical situations (without considering the aircraft rigidity and landing gear damping). Besides the NLAs, were also considered the Airbus A340-600 and Boeing 777-300, generic common aircrafts, for comparison purposes. The airport pavement was developed in computational modeling and linear elastic behavior, as a multilayer type structure. The tire was modelled as a single wheel of the aircraft's main landing gear, also considered with linear elastic behavior, whose structure was designed according to the actual geometry. The results of the dynamics analysis at the time of landing were compared with those of the static analysis. It was observed that the aircraft that most produces deflection (vertical displacement), tension and deformation to the airport pavement, among those analyzed in this study, was the airbus A340-600. On the order hand, the aircrafts that least produce deflection, tension and deformation to the airport pavement were the Airbus A380, which happens to be the largest commercial plane in the world (in dynamic analysis) and the Boeing 747-8 (in static analysis).