BR102018076632A2

BR102018076632A2 - Placa de vedação para uma superfície aerodinâmica

Info

Publication number: BR102018076632A2
Application number: BR102018076632-5A
Authority: BR
Inventors: Paul Blades
Original assignee: Airbus Operations Limited
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2019-07-09
Also published as: EP3501976A1; US20190193832A1; GB201807306D0; EP3501976B1; GB201721568D0; CN110001925B; JP7191673B2; US11299254B2; RU2018145224A; JP2019112053A; GB2569665A; CN110001925A; GB2569665B; CA3028094A1

Abstract

é fornecida uma placa de vedação (201) para manter uma superfície aerodinâmica contínua entre uma parte fixa (302) de uma estrutura aérea tal como um aerofólio (103) e uma superfície móvel tal como um spoiler (304). a placa de vedação (201) compreende um material resiliente tal como fibra de vidro e tem uma superfície aerodinâmica (203). está configurada para ser montada na parte fixa (302) do aerofólio ao longo de uma borda (205) e para vedar de forma deslizante com a superfície de controle (304) em uma segunda borda (207). a placa de vedação (201) é escalonada e tem uma alavanca rígida (217) para engatar atrás da superfície de controle (304) para dobrar a placa de vedação precisamente de acordo com o movimento da superfície de controle (304) e manter a superfície aerodinâmica contínua.

Description

[001] A presente invenção refere-se a uma placa de vedação para uma superfície aerodinâmica definida em uma estrutura aérea como um aerofólio ou uma fuselagem de aeronave, a fim de fornecer uma vedação aerodinâmica entre uma parte fixa da estrutura aérea e uma superfície móvel tal como uma superfície de controle para o aerofólio. FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO.

[002] Será entendido que o termo superfície de controle é um termo da técnica, na indústria aeroespacial, e é usado para descrever estruturas móveis presas a uma parte fixa da asa/aerofólio que controlam o fluxo aerodinâmico sobre a asa. Assim, os termos superfície de controle e superfície móvel são usados neste documento para descrever as estruturas móveis sobre cujas superfícies de controle de fluxo aerodinâmico são formadas. Tais superfícies de controle incluem lâminas de borda de ataque de asa e bordas de ataque de inclinação, flapes de borda de fuga, ailerons e redutores de velocidade (spoilers).

[003] É conhecido o fornecimento de uma placa de vedação flexível feita de material resiliente para se estender entre uma parte fixa de uma estrutura aérea, tal como um aerofólio e um elemento móvel, por exemplo, uma superfície de controle, como um spoiler. Tal arranjo permite que uma superfície aerodinâmica contínua seja mantida através da parte fixa, da placa de vedação e da superfície de controle, durante o movimento da superfície de controle.

[004] Tais placas de vedação são normalmente montadas na parte fixa do aerofólio e estendem-se para frente ou para trás a partir de uma borda livre da placa de vedação que entra em contato deslizante com uma respectiva borda de rotação traseira ou dianteira da superfície de controle. Esta disposição permite manter uma vedação aerodi

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2/11 nâmica enquanto a superfície de controle roda em relação à parte fixa do aerofólio.

[005] Uma superfície de controle pode não só rodar em torno da borda contatada de forma deslizante pela borda livre da placa de vedação, mas pode também fazer a translação para cima ou para baixo. Os spoilers, por exemplo, podem inclinar-se quando o aerofólio está em uma configuração de alta elevação, onde a borda de ataque normalmente roda e também faz a translação horizontal e verticalmente para manter contato com um flape de borda de fuga. Se uma vedação aerodinâmica for mantida entre a placa de vedação e essa superfície de controle móvel, a borda livre da placa de vedação deve, pelo menos, ser capaz de se mover para cima e para baixo com a superfície de controle.

[006] A natureza flexível da placa de vedação, que pode ser metálica, ou mais frequentemente material compósito reforçado com fibra de vidro ou carbono, permitirá tal movimento flexível limitado. Um momento de flexão na placa de vedação, para causar esse movimento, é mais facilmente fornecido pelo contato com a superfície de controle.

[007] É conhecido proporcionar uma vedação flexível na borda livre da placa de vedação que entra em contato com uma borda rotativa da superfície de controle, mas que também entra em contato com a superfície de controle, de modo que o movimento para baixo da superfície de controle atua através da vedação flexível para dobrar a borda livre da placa de vedação para baixo.

[008] Para manter uma transição aerodinâmica suave entre a borda livre da placa de vedação e a superfície de controle durante o movimento de inclinação, é necessário que a vedação flexível seja cuidadosamente projetada e posicionada, em relação à borda da superfície de controle, de modo que as superfícies aerodinâmicas da placa de vedação e da superfície de controle permaneçam alinhadas.

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3/11 [009] Devido às variações dimensionais no posicionamento da parte fixa do aerofólio e da superfície de controle, não foi possível projetar uma vedação flexível para a placa de vedação que fornecesse a flexibilidade necessária para vedar continuamente na superfície de controle, ao mesmo tempo mantendo a relação dimensional correta com a superfície de controle para preservar a superfície aerodinâmica contínua.

[0010] É um objetivo da invenção proporcionar uma placa de vedação que supere algumas das dificuldades com a técnica anterior. SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0011] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é fornecida uma placa de vedação para manter uma superfície aerodinâmica contínua entre uma parte fixa de uma estrutura aerodinâmica e uma superfície móvel, a placa de vedação compreendendo um primeiro material resiliente e definindo uma dita superfície aerodinâmica nisso e sendo configurada para ser montada na parte fixa ao longo de uma primeira borda da mesma e de modo deslizante para engatar a superfície móvel em uma segunda borda distal, definindo uma superfície de vedação, a placa de vedação compreendendo um primeiro material resiliente e definindo uma dita superfície aerodinâmica nisso e sendo configurada para ser montada na parte fixa ao longo de uma primeira borda da mesma e de modo deslizante para engatar a superfície móvel em uma segunda borda distal, a borda distal definindo uma superfície de vedação, de modo que possa vedar para contatar a superfície móvel, e uma alavanca rígida para transferir um momento de flexão da superfície móvel para a placa de vedação, de modo a dobrar a placa de vedação em correspondência precisa com o movimento da superfície móvel e manter a dita superfície aerodinâmica contínua, a placa de vedação definindo um degrau pelo qual a alavanca rígida é afastada da superfície aerodinâmica de modo deslizante para engatar atrás da

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4/11 superfície móvel.

[0012] Esta disposição separa as funções de vedar a placa de vedação na superfície móvel e aplicar um momento de flexão à placa de vedação a partir da superfície móvel. Um posicionamento relativo muito mais preciso da borda distal da placa de vedação e da superfície móvel em contato com ela é possível porque a alavanca rígida é agora usada para posicionar a placa de vedação em relação à superfície móvel, durante o movimento, e não a superfície de vedação que pode ter um grau de flexibilidade ou ceder levando potencialmente à falta de controle na manutenção da superfície aerodinâmica contínua. Além disso, a forma escalonada da placa de vedação, através da qual a alavanca rígida engata atrás da superfície móvel, longe da superfície aerodinâmica, fornece uma maneira limpa e aerodinamicamente eficiente de fazer com que a placa de vedação se mova com precisão com a superfície móvel, enquanto engatada de modo vedante com ela.

[0013] Em uma concretização preferida, a parte fixa da estrutura aerodinâmica compreende uma parte fixa de um aerofólio e a superfície móvel compreende uma superfície de controle para o aerofólio, por exemplo, um defletor, que pode ser inclinável.

[0014] A superfície de vedação pode ser formada sobre um selo flexível de acordo com o qual para ajudar a assegurar que uma vedação eficiente seja mantida entre a placa de vedação e a superfície móvel durante o movimento relativo entre as mesmas. Tal vedação flexível aliviará a necessidade de formar a superfície de vedação com precisão para seguir o movimento da superfície móvel a pesar disto, durante o movimento relativo da placa de vedação e da superfície móvel. [0015] A superfície de vedação pode formar uma transição entre a superfície aerodinâmica e a alavanca rígida escalonada e pode estender-se geralmente em uma direção do movimento relativo entre a superfície móvel e a placa de vedação, quando montada, de forma a

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5/11 manter o contato de vedação durante o deslocamento relativo. Esse projeto ajuda a garantir que haja uma pressão de vedação relativamente constante entre a placa de vedação e a superfície móvel.

[0016] A escolha do material para a vedação dependerá do ambiente em que a placa de vedação deve operar e da aplicação específica. Assim, o primeiro material resiliente pode compreender adequadamente material compósito reforçado com fibra, tal como compósito reforçado com fibra de vidro ou carbono, ou pode compreender um polímero de poliéter éter cetona (PEEK) ou pode ser metálico.

[0017] A vedação pode compreender um núcleo de um segundo material resiliente, preferivelmente de consistência do tipo borracha, tal como o silicone. Se a superfície de vedação for formada ou não em uma vedação flexível, a superfície de vedação pode ser coberta por um tecido. O tecido compreende, de preferência, um material de baixo atrito, tal como poliéster.

[0018] A fim de fornecer uma estrutura coesa que seja conveniente de fabricar e provavelmente seja confiável em serviço, o material compósito reforçado com fibra, o segundo material resiliente do núcleo, se utilizado, e a cobertura de tecido são de preferência cocurados em conjunto para formar uma estrutura integral cocurada.

[0019] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é proporcionado um conjunto de estrutura aérea compreendendo uma parte fixa da estrutura aérea, uma placa de vedação de acordo com o primeiro aspecto ligada a ela e uma superfície móvel em encaixe vedável com a placa de vedação.

[0020] Em uma concretização preferida, a estrutura aérea compreende um aerofólio e a superfície móvel compreende uma superfície de controle para o aerofólio.

[0021] Tal superfície de controle do referido aerofólio pode compreender um aerofólio de inclinável com uma primeira posição do

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6/11 mesmo representando uma configuração de cruzeiro para o aerofólio, uma segunda posição inclinada representando uma configuração de alta elevação para o aerofólio e uma terceira posição levantada sendo operável para estragar a elevação do aerofólio.

[0022] A superfície móvel pode definir uma segunda superfície de vedação em uma borda da mesma para engatar a superfície de vedação da placa de vedação. A segunda superfície de vedação pode ser formada em uma vedação flexível, seja em substituição ou em adição à vedação flexível na placa de vedação.

[0023] A superfície móvel pode definir uma superfície de deflexão em um lado oposto à sua superfície aerodinâmica para engatar a alavanca da placa de vedação através da qual se aplica o momento de flexão à placa de vedação. E a superfície de deflexão da superfície móvel pode depender da segunda superfície de vedação da mesma em um ângulo à mesma.

[0024] A superfície de vedação da placa de vedação pode estender-se num ângulo em relação à superfície aerodinâmica e depender a partir deste ponto e a alavanca pode definir uma superfície dependendo da superfície de vedação em uma direção geralmente paralela à superfície aerodinâmica.

[0025] Onde a estrutura aérea é um aerofólio, a superfície de controle pode compreender qualquer superfície de controle de vôo do aerofólio que opere adjacente a uma parte fixa do aerofólio, por exemplo, uma borda de ataque inclinada, uma lâmina de borda de ataque, um aileron, um flape ou um spoiler. Para outras estruturas, a superfície móvel pode compreender uma porta, uma escotilha, um flap ou uma janela.

[0026] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, é proporcionada uma estrutura aérea que inclui um conjunto de estrutura aérea de acordo com o segundo aspecto.

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BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0027] A invenção será agora descrita, apenas a título de exemplo, com referência aos seguintes desenhos, nos quais:

[0028] a Figura 1 é uma vista em planta superior de uma aeronave comercial, mostrando a disposição (layout) dos dispositivos de alta elevação e spoilers nas asas da aeronave;

[0029] a figura 2 é uma vista isométrica de cima de uma placa de vedação de acordo com a invenção;

[0030] a Figura 3 é uma vista isométrica detalhada de um lado de um conjunto de aerofólio de acordo com a invenção com o aerofólio em uma configuração de cruzeiro;

[0031] a Figura 4 é uma vista lateral do conjunto da Figura 3; e [0032] a Figura 5 mostra a montagem da Figura 4 em uma configuração de inclinação com uma superfície correspondente a uma configuração de cruzeiro aerodinâmica mostrada em contorno tracejado. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0033] Com referência à figura 1, uma aeronave 101 compreende um par de aerofólios fixos na forma de asas 103, alisados em uma fuselagem 105. Cada uma das asas 103 transporta um motor 107. A aeronave compreende ainda estabilizadores horizontais 109 e um plano de cauda vertical 111, cada um deles fixado na parte traseira da fuselagem 105. Cada uma das asas 103 está provida de um conjunto de superfícies de controle 113, 115, 117, 119, 121 na forma de bordas de ataque inclinadas 113, lâminas de borda de ataque 115, ailerons 117, flapes interiores e exteriores 119 e spoilers 121. De acordo com a presente invenção, a borda de fuga de cada asa 103 na região da envergadura adjacente aos spoilers 121 compreende um conjunto de placas de vedação 123 as que estão dispostas para serem movidas de modo resiliente para cima e para baixo com referência a um plano principal da asa 103, conforme descrito em mais detalhes abaixo.

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8/11 [0034] Com referência à Figura 2, é mostrada uma placa de vedação 201 de acordo com a invenção. A placa de vedação define uma superfície aerodinâmica 203 na mesma e tem uma primeira borda de ataque 205 e uma segunda borda distal 207. A placa de vedação 201 é fabricada em material compósito reforçado com fibra de vidro, que é suficientemente resiliente para permitir uma pequena quantidade de movimento de flexão da placa de vedação, quando necessário. Este aspecto será discutido em mais detalhes abaixo.

[0035] A borda de ataque 205 da placa de vedação 201 está presa a uma parte fixa 321 do aerofólio (ver Figura 3) por meio de fixadores 319. A borda distal 207 tem uma vedação resiliente 209 com uma superfície de vedação 211. A vedação 209 compreende silicone, para fornecer a capacidade de deformação requerida, e o silicone é coberto com uma camada de tecido de poliéster 213 por suas propriedades de resistência ao desgaste e atrito. A vedação 209 e o tecido 213 são cocurados no lugar sobre um composto de fibra de vidro para a placa de vedação 201. Este método é mais rápido do que curar separadamente uma camada de laminação para a placa de vedação 201 e depois aplicar a vedação 209 e a camada de tecido 213 por meio de adesivo à camada de laminação curada. Também resulta em uma estrutura mais forte na qual a vedação 209 é menos provável de se soltar da placa de vedação 201.

[0036] A vedação 209 é formada em uma parte de transição angular 215 da placa de vedação 201 que depende de um ângulo agudo da parte da placa de vedação que define a superfície aerodinâmica 203. Dependendo da parte de transição 215, afastada e funcionando geralmente paralela à superfície aerodinâmica 203, está uma alavanca rígida na forma de um flange 217 da placa de vedação 1. Assim, a placa de vedação 1 define um degrau pelo qual a superfície de vedação 211 forma uma transição entre a superfície aerodinâmica 203 e a ala

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9/11 vanca rígida escalonada ou flange 217.

[0037] A placa de vedação mostrada tem vários recortes que são necessários para instalação em um aerofólio.

[0038] Aos componentes similares do começo ao fim foram dados os mesmos números de referência, para facilitar a compreensão.

[0039] Com referência às Figuras 3 e 4, é mostrada um conjunto de placa de vedação/conjunto de aerofólio de acordo com a invenção. Aqui, uma placa de vedação 201 é presa por fixadores 301 a uma parte fixa de um aerofólio na forma de uma estrutura fixa 302 presa a uma longarina traseira (não mostrada) de uma asa. No contato de vedação com a superfície de vedação 211 da vedação da placa de vedação 209 está uma segunda superfície de vedação 303 de uma superfície de controle na forma de um spoiler de asa 304. O spoiler 304 define uma superfície aerodinâmica superior sobre uma forração 311 do mesmo e, em combinação com a placa de vedação 201 e a estrutura fixa 302, uma superfície aerodinâmica contínua é formada através da estrutura fixa, da placa de vedação e do spoiler.

[0040] A partir de uma borda de ataque 306 do spoiler 304, a segunda superfície de vedação 303 é formada numa placa 313 que pende para baixo em um ângulo com a superfície aerodinâmica 305. A partir de uma borda inferior 307 da segunda superfície de vedação 303 na placa 313, a placa prolonga-se ainda mais e define uma superfície de deflexão 309. A superfície de deflexão 309 prolonga-se em geral paralelamente à superfície aerodinâmica 305, em contato deslizante com o flange 217. Será visto que a configuração escalonada da placa de vedação 1 permite uma continuação lisa da superfície aerodinâmica 203, 305 através de uma junção 315 entre a placa de vedação 1 e o spoiler 304, ao mesmo tempo em que permite a alavanca ou flange 217 engatar de forma deslizante atrás do spoiler, fora do fluxo de ar através das superfícies aerodinâmicas. Assim, o momento de flexão

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10/11 pode ser transferido entre o spoiler 217 e a placa de vedação 1 sem afetar o fluxo de ar sobre o conjunto.

[0041] Fazendo referência à Figura 5, o spoiler 304 está disposto para inclinar para baixo em uma configuração de alta elevação para a asa, de modo a formar uma superfície aerodinâmica contínua suave com flapes da borda de fuga ou ailerons (não mostrados) localizados à popa do spoiler. O movimento de inclinação ocorre com uma ação rotativa do spoiler 304 sobre o pivô 401. O spoiler 304 e a placa de vedação 201 são mostrados na configuração de inclinação com a superfície aerodinâmica de cruzeiro indicada com uma linha pontilhada 501. Não apenas o spoiler 304 girou em torno do pivô 401 e se moveu para baixo, mas a borda distal 207 da placa de vedação 201 também foi movida para baixo pela superfície de deflexão 309 atuando sobre o flange 217 e pressionando o flange para baixo. Será observado que o vedante 209 e a superfície de vedação 303 do spoiler se afastaram ligeiramente. No entanto, devido à resiliência do vedante 209, ele expendeu em direção à superfície de vedação 303 e ainda está em contato de vedação com a mesma.

[0042] Com o spoiler 304 na sua configuração de alta elevação inclinada e com o spoiler tendo movido a placa de vedação para baixo, será observado que ainda existe uma superfície aerodinâmica contínua 501 através das superfícies 203 e 305 e que a união 315 não se alargou significativamente. A placa de vedação e o conjunto da invenção permitem, portanto, que a vedação tenha a flexibilidade e resiliência necessárias para criar uma vedação eficaz em ambas as configurações de cruzeiro e alta elevação, ao mesmo tempo em que a relação precisa entre a alavanca e o defletor permite a placa de vedação e controle superfície para mantenha uma superfície aerodinâmica contínua em ambas as configurações.

[0043] As concretizações aqui descritas são exemplos não limitati

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11/11 vos respectivos de como a presente invenção e os aspectos da presente invenção podem ser implementados. Qualquer característica descrita em relação a qualquer concretização pode ser usada sozinha, ou em combinação com outras características descritas, e pode também ser utilizado em combinação com uma ou mais características de qualquer outra das concretizações, ou qualquer combinação de qualquer outra das concretizações. Além disso, equivalentes e modificações que não descritos acima podem também ser empregados sem nos afastarmos do escopo da invenção, que é definido pelas reivindicações anexas.

[0044] A palavra ou, como usada aqui, deve ser entendida como e/ou, a menos que explicitamente indicado de outra forma.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Placa de vedação para manter uma superfície aerodinâmica contínua entre uma parte fixa de uma estrutura aerodinâmica e uma superfície móvel, a placa de vedação caracterizada pelo fato de compreender um primeiro material resiliente e definindo uma dita superfície aerodinâmica nisso e sendo configurada para ser montada na parte fixa ao longo de uma primeira borda da mesma e de modo deslizante para engatar a superfície móvel em uma segunda borda distal, a borda distal definindo uma superfície de vedação, de modo possa vedar para contatar a superfície móvel, e uma alavanca rígida para transferir um momento de flexão da superfície móvel para a placa de vedação, de modo a dobrar a placa de vedação em correspondência precisa com o movimento da superfície móvel e manter a dita superfície aerodinâmica contínua, a placa de vedação definindo uma etapa pelo qual a alavanca rígida é afastada da superfície aerodinâmica de modo deslizante para engatar atrás da superfície móvel.
2. Placa de vedação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a superfície de vedação forma uma transição entre a superfície aerodinâmica e a alavanca rígida escalonada.
3. Placa de vedação de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a superfície de vedação é formada em uma vedação flexível.
4. Placa de vedação de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizada pelo fato de que a superfície de vedação se estende geralmente em uma direção de movimento relativo entre a superfície móvel e a placa de vedação, quando montada, de modo a manter o contato de vedação durante o movimento relativo.
5. Placa de vedação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o primeiro material resiliente compreende material compósito reforçado com fibra.

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6. Placa de vedação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, quando dependente da reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o vedante flexível compreende um núcleo de um segundo material resiliente.
7. Placa de vedação de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o segundo material resiliente é de consistência semelhante à borracha.
8. Placa de vedação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a superfície de vedação é coberta por um tecido.
9. Placa de vedação de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o tecido compreende um material de baixo atrito.
10. Placa de vedação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, quando dependente das reivindicações 5, 6 e 8, caracterizada pelo fato de que o material compósito reforçado com fibra, o segundo material resiliente do núcleo e a cobertura de tecido formam uma estrutura inteira cocurada.
11. Conjunto de aerofólio caracterizado pelo fato de que compreende uma parte fixa de um dito aerofólio, uma placa de vedação como definida em qualquer reivindicação anterior, fixada a ele e uma superfície de controle móvel para o aerofólio em encaixe passível de vedar com a placa de vedação.
12. Conjunto de aerofólio de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a superfície de controle define uma segunda superfície de vedação em uma das suas bordas, para engatar a superfície de vedação da placa de vedação.
13. Conjunto de aerofólio de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que a superfície de controle define uma superfície de deflexão geralmente oposta à superfície aerodinâ

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3/3 mica da mesma deslizando de modo a engatar a alavanca da placa de vedação.
14. Conjunto de aerofólio de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a superfície de deflexão depende da segunda superfície de vedação em um ângulo para isso.
15. Conjunto de aerofólio de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato de que a superfície de controle compreende um spoiler.
16. Aerofólio caracterizado pelo fato de que inclui um conjunto de aerofólio como definido em qualquer uma das reivindicações 11 a 15.
17. Aerofólio de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a superfície de controle compreende um aerofólio inclinável com uma primeira posição do mesmo representando uma configuração de cruzeiro para o aerofólio e uma segunda posição representando uma configuração de alta elevação para o aerofólio.