Traduzido por Oswaldo P

O que vai escrito aqui é apenas o ponto de vista de um homem, muito embora o autor tenha discutido estes temas com vários pilotos e construtores de KR.

O resultado é a combinação de vários inputs, porém um tanto influenciados por suas próprias opiniões , julgamentos, experiência (com N81NB) e análise crítica de engenharia.

Para informação adicional veja os artigos do autor, Engine Installation in a Sport Plane, March 1986 Sport Aviation, e Lighter is Better, December 1986 Sport Aviation.

A razão de escrever este tratado é simples. O autor chegou a conclusão depois de ler e/ou ouvir muitos reportes de vôo de que muitas vezes os fatos reais de testes de vôo nunca aparecem. Como pode um homem se expor as críticas após apenas 2 anos de trabalho árduo, mãos calejadas e uma carteira vazia? Seria muito mais fácil agradecer sua esposa (se ele ainda tiver uma), Tia Matilde e Tio João por sua ajuda e concluir dizendo:

Mesmo aqueles que querem ser objetivos e úteis e compartilhar seus mais profundos pensamentos acham isto muito difícil e portanto raramente o fazem. Como alguém explica que ele quase perdeu o avião porque suas habilidades de pilotagem num pequeno e liso avião convencional (taildraggeer) não estavam lá estas coisas? É simplesmente muito difícil admitir isso!

Muitos anos atrás num laboratório de física de uma universidade, um estudante instrutor ensinou ao autor uma verdade valiosa. Ele disse “Não há mentirosos no laboratório. Pegue os dados da maneira que eles aconteceram. Talvez você não seja capaz de interpretar os dados, nem seu professor. Mas se forem dados válidos, alguém, algum dia vai lhe agradecer por isso”.

Num anúncio que apareceu na página 81 da edição de fevereiro de 1976 da Spor Aviation, Ken Rand propagandeava seu KR2:

Se todo construtor de KR-2 tivesse considerado estes números e construído seu avião corretamente, não haveria KR-2 voando mal. E mais: haveria muito menos KR-2 com pouco uso a venda. Mas não, nós não podemos fazer isso. Nós pegamos esta verdadeira jóia de design, modifica aqui e ali, colocamos tudo menos o forno de micro-ondas e terminamos com 640 lbs vazio (290 kg).

Então, como ele tem 2 assentos, colocamos mais 77 kg de gente no banco da direita e com 45 litros de gasolina, saímos e tentamos voar por ai. Todos os tipos de coisas acontecem. Primeiro que agora o peso total está em 509 KG, 39% acima do peso máximo. Ele parece um pouco instável e parece não voar bem e temos dificuldade em colocar ele no chão direito. Então dizemos: “Tenho que colocar mais motor”. Adicionamos mais 11 a 14 kg no avião em função de um motor maior, quando não é a potência bruta que faz uma aeronave voar bem, mas sim o design aerodinâmico como um todo.

Há muito poucos defeitos no design original de Ken Rand. Os poucos macetes e ajustes ao projeto, alguns mais subjetivos do que objetivos, ou seja: preferências pessoais.

Vamos começar com o que uma aeronave é feita para fazer: voar. Se ela não fizer isso bem, é alguma coisa menos do que uma aeronave. Talvez uma pedra, foguete ou porta. Todos vão voar, desde que com potência suficiente, se alguém estiver disposto a assumir os riscos e as tarefas de gerenciamento do vôo.

É verdade que é muito difícil construir um KR-2 de 190 KG. Mas é possível construir um KR-2 de 204 KG e este deveria ser o objetivo.

Quando se inferiu na introdução que o design aerodinâmico do KR-2 ano aceitaria mais do que 363 de peso máximo , isto deve ser entendido como um parâmetro de projeto, e como a maioria dos parâmetros de projeto há tolerâncias. Mas o limite para estas tolerâncias não é infinito e raramente passam de 10%.

Se fossemos aplicar a regra dos 10% sobre alguns números de Ken Rand, chegamos a estes valores:

Peso Vazio: 190 KG x 1.1 = 209 kg

Agora vamos pegar um cenário real usando este números. O KR do autor (N81NB) pesava vazio 281 Kg quando certificado em Julho de 1985. Depois de uma drástica ‘operação cirúrgica’ durante o inverno de 1985, ele pode trazer o peso vazio para 244 KG, que como a aeronave está hoje.

Ela ainda está 41 quilos acima do peso máximo vazia, mas voa muitíssimo melhor. De fato, com o peso anterior de 281 Kg com todos os 45 litros de combustível e mais um passageiro, o avião estava muito acima do peso máximo e ele não voava bem de jeito nenhum. Não apenas não voava bem: era totalmente instável e insegura mesmo que o CG estivesse dentro dos limites do projeto.

Algumas caronas foram dadas, mas não eram nunca encorajadas. O passageiro geralmente não sentia que havia algo errado, mas o piloto sim. É fato verdade, que posso garantir, de que se você construir ela muito pesada vai se desapontar pois a aeronave não será aquele veiculo agradável que pode ser.

De volta ao cenário real, veja como as coisas estão agora que estamos mais leves:

O peso vazio na realidade não significa nada pôr si só quando se fala de características de vôo (flyability). É peso total carregado, em relação ao peso máximo especificado pelo projetista, que temos que nos preocupar. (neste caso 362 Kg X 363 Kg).

Continuando o cenário real, em 6 de setembro de 1986, num fly-in local, o autor sobrevoou o aeródromo e anotou os seguintes dados:

Numa passagem baixa em alta velocidade, 20 pés sobre a pista, vindo de 1500 pés agl a velocidade a 3500 rpm foi de 245 mph, true.

Agora vamos examinar estes vôos e comparar os dados com aqueles do anuncio de Ken Rand. Ele tinha um VW 1600, que dava no máximo 55 hp. No caso do autor, ele voava com 80 hp, que produzia uma velocidade de cruzeiro 26 mph maior do que a do Ken.

Note que o autor estava voando com 1 Kg a menos do que o peso máximo recomendado por Ken.

Os vôos feitos pelo autor estavam dentro dos limites da aeronave e eram bem gerenciáveis. Mesmo fumegando a 245 mph o KR era bem manobravel, o que serve para introduzir o próximo tópico.

Onde cometemos um grande equivoco é esperar que o KR-2 voe como um 737: ele simplesmente não vai.

Hora de uma opinião: a pessoa tem que examinar seu desejo de velocidade nestes pequenos aviões e cotejar isto contra o numero de vezes que vai voar nestas velocidades. Ma maioria das vezes ele vai se ver reduzindo sua potencia para voar a 140-145 mph de cruzeiro para ficar numa zona de conforto para o ovo, mesmo que tenha capacidade para voar a 165 mph. Isto é devido ao efeito significativo mesmo das turbulências leves.

O autor tentou passagens baixas acima de 200 mph naquilo que poderia ser considerada turbulência leve e a experiência foi preocupante. Naquela velocidade estava bem alto e nunca chegou perto da pista.

A opinião é que 60 hp é suficiente para um KR-2 construído corretamente e qualquer coisa acima de 80 hp é não somente uma besteira (foolish) mas extremamente perigoso se cair em mãos erradas. Se o construtor quer uma aeronave para levar mais de 140 Kg de gente a velocidades superiores a 140 mph para viagens longas, ele deveria escolher outro projeto. É simples assim.

Por outro lado, se ele quiser um pequeno e útil avião que vai lhe desafiar a cada vez que sair com ele, e fazer muitos vôos esportivos a custo baixo, ele fará bem em escolher o KR. Ele ainda é a melhor relação custo-beneficio, mesmo depois de 10 anos de seu lançamento.

O KR-2 é arisco! O autor afirmou varias vezes que o piloto médio de Piper ou Cessna na certa vai bater uma ponta de asa, ou hélice (se não pior) se ele tentar voar o KR pela primeira vez sem uma instrução concentrada em aeronave convencional (taildragger). O controle mais sensível de todos é a arfagem (pitch). Muitos, se não a maioria, dos pilotos de KR entram em dificuldade logo cedo com isso, e muita ‘porpoising’ acontece. O avião é muito mais sensível que um Cherokee ou C-152.

1. Leve o conjunto de cauda mais para trás. O autor aumentou 34 cm. 61 cm seriam ideais. Isto aumenta o momento (braço) da cauda em 17% e realmente ajuda.

2. Se estiver usando manche central, conforme os planos, um bom descansa-braço deve ser colocado de modos a que o avião possa ser pilotado somente pela ação do pulso. Se a instalação for me manche duplo, eles devem ser mais longos quando possível e com formato que permita que o braço repouse confortavelmente no colo do piloto. O KR definitivamente não é um Cub ou Champ, onde movimentos largos do manche são necessários. É estimado que 95% das manobras em um KR são feitas com não mais do que 2,5 cm de deslocamento do manche. Estois de 3^o tipo e pousos de 3 pontos são a exceção.

3. Estreite a fuselagem. Sim, você ouviu certo. Se houvesse uma ‘próxima vez’ o KR-2 do autor seria um KR e ponto. Teria um assento, manche central e a largura da fuselagem seria mantida a mesma desde a parede corta fogo (firewall) até o compartimento de bagagem e dali afinando até a cauda. A largura seria de mais ou menos 76 cm, mais que suficiente para um piloto de 90 Kg.. Este seria um piloto feliz, pois nunca se preocuparia em ultrapassar o peso máximo, bater a cabeça no canopy padrão em turbulência (ele estaria sempre abaixo dos 363 Kg originais de Ken, se ele construísse corretamente)

4. Uma modificação adicional que era mencionada por Ken era o balanceamento do profundor e leme da mesma maneira que os ailerons. De fato ele afirmava que a Vne de 200 mph era para os casos em que a cauda não estava balanceada.

Enquanto estamos neste ponto vamos mencionar algo sobre um assunto que vamos abordar mais tarde: peso e balanceamento. Ao aumentar o comprimento da fuselagem se coloca o peso da cauda (mais o peso dos materiais adicionais) mais longe da CMA (corda media aerodinâmica) e move o CG mais para trás. Isto tem um efeito pronunciado porque o braço é grande. Talvez alguns construtores tenham que colocar peso na cauda para trazer o CG para o local correto, então esta modificação pode ajudá-los. Do contraio terão que mover o motor um pouco para a frente a fim de colocar o CG no lugar apropriado.

Alguns tem voado seus KR acima dos 200mph sem balanceamento de profundor e leme, mas isso é flertar com o desastre. O flutter é um fenômeno aerodinâmico, disparado por forças complexas. É possível que ninguém que esteja vivo saiba exatamente em que medida as superfícies de controle de seu KR entrara em flutter (ressonância). O que é sabido, entretanto, é que uma pessoa só tem 3 segundos até a desintegração das superfícies de controle e que o balanceamento acurado leva os pontos de ressonância bem para fora de um envelope de ovo razoável.

Peso e Balanceamento

Ao longo dos anos, o autor tem visto alguns aviões que voam mal, alguns ‘Wichita Spam Cans’ e alguns homebuilts. Destes, nenhum tem as características de instabilidade daqueles onde as regras de peso e balanceamento foram ignoradas ou quebradas.

Em termos simples, há um ‘envelope’ ou range sob o qual todas as configurações de carga de CG devem cair. No caso do KR é de 4 polegadas à frente da superfície traseira da longarina principal, até 4 polegadas para trás desta superfície, ou um ‘passeio’ total de 8 polegadas.

A medida que a aeronave se aproxima do limite dianteiro do envelope, ela se tornara mais e mais estável em arfagem (pitch). Será requerido mais e mais compensar o profundor (trim pitch) para se conseguir ovo nivelado ‘hands off’ . A medida que se aproxima do limite traseiro do envelope a aeronave se torna cada vez mais instável em arfagem (less pitch stable) e mais sensível a movimentos do profundor. Menos incidência de compensador são requeridas para se conseguir ovo nivelado ‘hands off’. Alguns pilotos gostam de voar com o CG da aeronave na porção traseira do envelope dizendo que podem voar mais rápido a uma determinada potência porque a aeronave estará incorrendo em menos arrasto.

O autor gostaria de falar um pouco sobre o passeio de 8 polegadas do CG do KR-2. Ele acredita que se aproximar da porção traseira do envelope somente vai garantir que teremos um KR instável. Pior: numa situação de estol de decolagem ou de aproximação um parafuso chato é provável que se desenvolva rapidamente e a recuperação não seria fácil, senão impossível.

O autor nunca colocaria seu KR num parafuso proposital, mas nunca, pela mesma moeda, carregaria seu KR de modos a que o CG ficasse a mais de 2 polegadas para trás da superfície traseira da longarina principal. Isto já foi tentado alem destes limites com resultados pouco prazerosos. Uma instabilidade geral acontece quando o CG está naquela região.

A resposta? Considere definir o envelope do CG como tendo um passeio de apenas 6 polegadas e desconsidere as ultimas 2 polegadas do envelope original.

Algumas sugestões a mais sobre peso e balanceamento

Como discutido antes, na opinião do autor, o limite do peso máximo do KR-2 deveria ser de 363 Kg. Sendo possível construir dentro da meta de 204 Kg, limitando a capacidade de combustível em 45 litros, então seria possível esta ser uma aeronave para 2 pessoas. Mas em nenhuma hipótese se poderia levar mais do que 136 no cockpit. Ken Rand era magro, pesando, diziam, 61 Kg. Dizem também que seu KR pesava apenas 204 Kg e ele tinha um tanque de 45 litros. Ele dava muitas caronas.

Digamos que ele tivesse 34 litros de combustível, quantidade suficiente para voar bastante a um consumo de 11 litros/hora. Digamos também que ele desse carona para um passageiro ‘padrão’ de 77 Kg (sem bagagem):

Mas porque o peso máximo final publicado por Ken acabou ficando em 408 Kg? Aparentemente, numa situação próxima ao nível do mar onde o ar é denso, os 408 Kg não apresentavam problema. Então este se tornou o número publicado. Na minha opinião, no entanto, 366 Kg é um bom número para a minha altitude. A elevação do meu campo é de 4222 pés e o meu envelope operacional típico é de 5800 a 10500 pés ml. Ocasionalmente vamos a 12000 pés apenas para ultrapassar uma montanha.

Um comentário final sobre peso e balanceamento: sempre mantenha as longarinas superiores da fuselagem bem nivelados quando estiver fazendo as medições para determinar o CG da aeronave. Caso contrário não se conseguirá um número correto. Isto tem um efeito significativo sobre onde cairá o CG e, a final, é a atitude de vôo nivelado que estamos querendo simular.

E também, quando balancear seu KR, faça isto com o motor no lugar. Ou seja: construa todo o avião, incluindo pintura, antes de colocar o motor. Então você saberá o quanto esta parte pesa e onde está seu CG, você pode determinar o peso e o CG do motor, acessórios, hélice, cubo de hélice, spinner e tudo o mais que vai sobre o motor, e então posicionar o motor na posição adequada para trazer o CG da aeronave vazia exatamente onde você desejar. A posição de controle do CG é aquela com seu piloto mais leve, sem passageiro nem bagagem e tanques cheios de combustível. Este CG deve cair exatamente no limite dianteiro de seu envelope de CG, ou seja, 4 polegadas a frente da superfície traseira da longarina principal.

Considerando que seu peso vazio esteja próximo de 204 Kg e que você nunca excedeu o limite de peso máximo de 363 Kg, e todo o resto estando feito de acordo, você terá uma aeronave muito agradável de se voar.

A ultima coisa a se construir seguindo este procedimento é o berço do motor. Não tenha receio de construir seu próprio berço do motor. Pegue a configuração básica mostrada nas plantas, ache um construtor de ‘tubo e tela’ com uma solda tipo Heliarc e peça para ele soldar uma peça que atenda as dimensões. Faça o berço com o aço 4130 especificado de 5/8 de diâmetro X parede de 0,049 que ele ficará forte o suficiente, mesmo que seja 3 polegadas mais longo. Com estes tubos o berço estará superdimensionado, mas este tipo é utilizado porque é bem mais fácil de soldar do que os tubos finos.

Em alguns reportes de vôo, o autor tem visto KR’s pilonando, ou sendo girados pelo despejo de outra aeronave. É verdade que o KR tem muito pouco peso na cauda (como poderia ser diferente com aquela bequilha tão miúda?). De fato, a cauda do N81NB sobe regularmente quando testado para máxima RPM estática. Isto é verdade devido posição das rodas na posição ‘em baixo’ em relação ao CG. Pelo projeto, a posição das rodas é perto do limite dianteiro do envelope do CG. Se as rodas estivessem posicionadas mais para a frente, o que reduziria a tendência de pilonagem quando a freada for forte, haveria uma tendência de a cauda girar para a frente (cavalo de pau) durante a transição de taxi para vôo e de vôo para taxi. Isto é devido à concentração de massa em torno da posição das rodas. Isto seria mais notado na presença de ventos de través. Um fator contribuinte é a falta de autoridade do leme em velocidades baixas.

Da maneira que está o KR é bem fácil de decolar e pousar em teremos de estabilidade lateral (yaw). De longe, a arfagem é a mais difícil de controlar devido à alta sensibilidade.

Não é difícil escolher um motor, como uma vez o autor chegou a pensar. Isso era quando ele achava que 60 Hp não eram suficientes. Provavelmente a melhor escolha, a partir de um ponto de vista das experiências reais, seria um dos modelos de Steve Bennet da Great Plains Aircraft. O autor e seu colega engenheiro mecânico Kris Bowers planejam instalar uma destas unidades de 60 Hp no N81NB.

Esqueça-os. Se você quiser, é possível construir um KR2 de 204 Kg por USD 5.000. Feito corretamente, ele vai voar bem e custar pouco, que você vai pensar porque quase ninguém faz desta maneira. Claro, vai ser sem motor de arranque, totalmente VFR, mas isso é o que ela é de qualquer maneira. Nos somente entramos em problema quando queremos que ela faça algo que não foi projetada para fazer.

Se você ‘fizer questão’ de instalar motor de arranque, faróis, estrobos, vários rádios, etc, veja abaixo mais ou menos onde você está entrando:

Item	Peso	Custo
Luzes/Estrobo	2,7 kg	USD 450
Nav/Com	2,7 kg	USD 2600
Transponder	2,2 kg	USD 1300
Interruptores/Fusiv.	2,7 kg	USD 75
Bateria	4 kg	USD 50
Alternador	4 kg	USD 150
Motor de Partida	6,8 kg	USD 90
Total Geral	25,1 kg	USD 4715

Agora seu KR custa o dobro e é provavelmente uma aeronave monoposto, a menos que o passageiro seja muito pequeno.

Claro que sem motor de partida o giro da hélice tem que ser manual. Mas isto é um grande problema? O autor não pensa assim. Claro que o autor foi criado num tempo em que coisas como encanamento embutido na parede eram artigos de luxo. Mas às vezes ele se pega pensando como ele sobreviveu todo este tempo sem motor de partida (muito bem, se você quer saber!).

Passo 1: Coloque os calços (amarrados por um pedaço de corda), na frente das rodas principais.

Passo 2: Depois do cheque pré-vôo de a volta na asa e abra o canopy de modos que você possa alcançar o painel de instrumentos

Passo 3: Com a seletora de magneto em OFF e acelerador a ¾ de polegada, de 3 ou 4 voltas na hélice. Se o dia estiver frio, puxe o afogador e de três voltas.

Passo 6: Com o pé direito sobre o calço da roda esquerda e o joelho direito sobre o bordo de ataque da asa, grite ‘livre’ e puxe a hélice com força com a mão esquerda, levando a mão para trás num único movimento a fim de livrar o arco da hélice. N81NB geralmente pega na primeira.

Passo 7: Se a marcha lenta está regulada para 650 rpm, o avião não se moverá. Tire os calços de a volta pela asa esquerda e suba a bordo.

Bom, é isso. Se você ainda não adivinhou, o autor se diverte mais com seu pequeno KR de maneira regular do que seria moralmente correto para um senhor de cabelos grisalhos passando dos 60. Mas, como dito antes, feito adequadamente este pequeno avião vai lhe surpreender todas as vezes em que você sair com ele.

Tente isso alguma vez: se você quiser se manter jovem numa tarde quente de verão, quando o ar esta bem calmo, e toda a turma está na porta do hangar do seu pequeno aeroporto, decole e dê umas volta para aquecer o óleo, ficar confortável e bem no controle de tudo. Faça a volta 200 pés acima da altitude de tráfego. Enquanto estiver na perna do vento (se certifique que você tem espaço de sobra), chame pelo rádio e anuncie uma passagem baixa para dar uma boa olhada na biruta. Gire a aeronave numa curva de 60^o para uma base e final curta. Abra o acelerador e mire no numero da pista. Quando você nivelar a aeronave a 20 pés sobre a pista, passando a 245 mph, pergunte para você mesmo, “Estamos nos divertindo agora?”

PESO VAZIO	420 LBS/190 KG
PESO MÁXIMO	800 LBS/363 KG
MOTOR	VW 1600
CAP COMBUSTIVEL	12 GALS/45 LT
VEL MAXIMA	150 MPH
VEL CRUZEIRO	140 MPH
ASSENTOS	2, LADO A LADO

PESO VAZIO	539 LBS/244 KG
COMBUSTIVEL (53 lt)	38 Kg
PILOTO	79 Kg
TOTAL	362 Kg

PESO VAZIO	450 LBS/204 KG
COMBUSTIVEL	24 KILOS
PILOTO	61 KG
PASSAGEIRO	77 KG
TOTAL	366 KG