Instrumentos da Aeronave

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Judite Amaral
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1 Termômetro Um dos elementos fundamentais de cálculos à navegação é a temperatura do ar externo à aeronave. Não é possível estudar velocidades ou altitudes sem que tenhamos este dado. Existem diferentes tipos de termômetros usados em aviação sendo o mais difundido o bi-metálico. É constituído de dois metais, soldados juntos em espiral, e de diferentes coeficientes de dilatação. Quando o elemento é aquecido, a diferença entre os coeficientes provoca um enrolamento da espiral que, por intermédio de um sistema de ponteiros, indica a temperatura.

3 Termômetro Este instrumento é montado de tal forma que uma extremidade sensível projetada para fora da fuselagem capte a quantidade de calor do ar exterior. Esta parte exposta normalmente é coberta por uma blindagem especial que tem finalidade de diminuir a radiação direta do sol e assim minimizar os erros. Temperatura entre -70ºC e +50ºC poderão ser obtidas.

4 Quando uma aeronave desloca-se dentro da massa de ar, o choque de partículas com a haste provoca um aquecimento devido ao atrito, com consequente erro de indicação. Este, no entanto, considerando aeronaves lentas, pode ser desprezado.

5 É sabido que a temperatura, para efeito prático, diminui com o aumento da altitude numa razão de 2ºC para cada 1000 pés (300m). Em algumas situações, onde os valores de temperatura não são fornecidos, utilizaremos esta proporção para estimar valores.

6 Exemplo 1: Aeronave no MSL Temp = 10ºC Temp 4000 =? Exemplo 2: Elevação 2500 Temp = 15ºC Temp =?

7 Exemplo 3: OAT 8000 = 3ºC Temp Elevação 1500 =? Em algumas situações, a temperatura em aviação virá referenciada à atmosfera padrão da ICAO. A este valor chamamos de condição ISA. Nestas condições, a temperatura no MSL será de 15ºC. A cada 1000 pés que subirmos iremos observar um decréscimo de 2ºC TISA = FL 1000

8 Exemplo 4: Qual a temperatura ISA na altitude de 8500? Exemplo 5: A 4500 pés acima do MSL tem-se a temperatura ISA + 4ºC. Qual a temperatura nesta altitude?

9 Sistema de Pitot Estático: O sistema de Pitot Estático compreende o tubo de Pitot e as linhas de pressão. É a fonta de tomada de pressões para operação dos seguintes instrumentos: Altímetro, velocímetro e indicador de subida ou descida.

10 A localização do tubo de Pitot varia com a aeronave, mas, basicamente, é instalado onde possa receber o impacto direto do ar, paralelo a linha de vento relativo e em área de turbulência mínima. Os dois tipos de pressão captadas pelo tubo de Pitot são: pressão estática (orifícios perpendiculares ao vento relativo) e pressão dinâmica (orifício voltado para a direção de deslocamento da aeronave.

11 Em certas condições atmosféricas, estes orifícios poderão estar obstruídos por água ou gelo, o que será corrigido por intermédio de resistências aquecedores comandadas pelo piloto. Outro cuidado com o tubo de Pitot é colocar, quando no solo, uma capa protetora para evitar impurezas nos orifícios.

14 Altímetro: O instrumento de bordo destinado a fornecer medidas de altitudes da aeronave é o altímetro. Este usará a pressão atmosférica para indicar vários tipos de altitude, os quais veremos a seguir.

15 Altitude Pressão É a altitude lida no altímetro, referida ao nível de pressão padrão de hectopascais (29.92 Polegadas de mercúrio). Quando inserida a pressão Padrão no altímetro, esta altitude leva o nome de Nível de voo (FL Flight Level) e é expresso em centenas de pés. Por exemplo, se a altitude é pés, o FL indicado é 125 (FL125). Definida como altitude sem correções ou altitude QNE. Altitude Indicada É uma altitude obtida quando o altímetro tem como referência de ajuste a pressão do local sobrevoado, reduzida ao nível médio do mar. Definida também como a Altitude Pressão corrigida para os erros de pressão ou altitude QNH.

16 Altitude Densidade É a altitude pressão corrigida para os erros de temperatura e pode ser calculada no computador de voo. Altitude Verdadeira É a altitude pressão corrigida para os erros de pressão e temperatura e pode ser calculada no computador de voo. Altitude Absoluta ou Altura É a distância vertical de uma aeronave em relação ao terreno sobrevoado. Altitude Calibrada É a altitude corrigida para erros mecânicos.

17 O que devemos observar é que as altitudes acima referidas tem como base a pressão exercida pelo ar num ponto de espaço, sendo que estas pressões são esperadas acontecerem em determinada altitude, daí originando um valor expresso em pés. Para que entendamos perfeitamente o funcionamento do altímetro, é necessário que aceitemos o conceito de atmosfera Padrão ou ISA.

18 Sabemos que a pressão atmosférica decresce com a altitude e varia também de ponto a ponto na superfície terrestre. Um outro fator conjugado a pressão atmosférica é a temperatura. Uma variação da temperatura pode implicar em uma variação da pressão e vice-versa.

19 Sendo assim, a ICAO estabeleceu, para efeito de estudo e comparações, uma atmosfera padrão, onde os valores de pressão e temperatura variam com as altitudes. Estes valores médios foram medidos na superfície terrestre nas latitudes de 45º. Para efeito prático podemos considerar que: 1) A pressão diminui 1 hectopascal a cada 30 pés que subimos; 2) A temperatura decresce 2ºC para cada 1000 pés que subimos;

20 Na atmosfera real, no entanto, os valores podem não coincidir com a ISA. Ou seja, a temperatura ao nível do mar pode ser diferente de 15ºC e a pressão da mesma forma. Sendo assim, poderemos ter uma maior aproximação ou afastamento entre os níveis de pressão. Por exemplo, numa região fria a tendência natural do ar atmosférico é possuir maior densidade do que em uma região quente, causando assim um espaçamento entre dois níveis de mesma pressão diferentes do padrão normal.

21 Indicador de subida ou descida, Variômetro ou Climb: O variômetro é o instrumento de bordo que possibilita conhecer a razão de subida ou descida que uma aeronave desenvolve. Normalmente sua unidade é dada em pés por minuto.

22 O princípio de funcionamento é bastante simples: A pressão atmosférica captada pelo sistema pitot-estático é transmitida por duas linhas de pressão até a caixa do instrumento que possui no seu interior uma cápsula aneroide. Uma destas linhas de pressão é ligada a parte interior da cápsula e outra a parte externa. A pressão que atua de dentro para fora da cápsula é conduzida por um tubo capilar, e por isso sofre um ligeiro atraso na sua transmissão. A outra linha de pressão, no entanto, conduz a pressão para a parte externa da cápsula quase que imediatamente. Quando a aeronave executa subidas ou descidas, a cápsula se contrai ou expande, ocasionando o movimento de um ponteiro que indica a quantidade de pés que a aeronave sobe ou desce em um minuto.

23 Velocímetro: Sem dúvida nenhuma, é o instrumento mais importante de controle da aeronave. Este instrumento tem o seu princípio baseado nas pressões estática e dinâmica captadas no tubo de Pitot. Basicamente, a pressão dinâmica é medida por uma cápsula aneroide. Quanto maior for o seu valor, mais a cápsula se estenderá, indicando, sobre um mostrador graduado geralmente em KT, a velocidade da aeronave.

24 O velocímetro de qualquer aeronave indicará corretamente a velocidade em relação ao ar quando a pressão atmosférica for de 1013hPa e a temperatura do ar for de 15ºC. É fácil perceber que a medida que subirmos, em virtude de variações da densidade do ar atmosférico, as pressões estática e dinâmica diminuem, ocasionando um erro de indicação.

25 A grandes altitudes, por exemplo, a velocidade indicada no velocímetro não atinge valores que representam corretamente a velocidade em relação ao ar que a aeronave desenvolve. São necessárias operações que veremos posteriormente para encontrar o valor real desta velocidade.

26 Devemos ressaltar que, a princípio, a velocidade obtida no velocímetro tem como base o deslocamento da aeronave em relação ao ar e não em relação ao solo. Veremos a seguir alguns tipos de velocidade existentes.

27 Velocidade Indicada (VI) É a lida diretamente no velocímetro, sem correções. Também conhecida como IAS (Indicated AirSpeed); Velocidade Calibrada (VC) É a VI corrigida dos erros de instalação ou posição do instrumento, também conhecida como CAS (Calibrated AirSpeed); Velocidade Equivalente (VE) É a VC corrigida para os erros de compressibilidade do ar. Este erro é causado pelo aquecimento do tubo de Pitot em virtude do impacto das partículas de ar. O erro aumenta com a velocidade e depende também da altitude do voo. Para efeito prático, consideramos VE igual a VC quando a velocidade for até 250KT. Também conhecida como EAS (Equivalent AirSpeed);

28 Velocidade no Ar, Verdadeira ou Aerodinâmica (VA) É a VE ou VC corrigida para os erros de densidade (pressão e temperatura). Para efeito prático, consideramos que a VA aumenta 2% em relação a VI, para cada 1000 pés que subirmos. Seria a velocidade que a aeronave desenvolve em relação ao ar e ela independe do vento. Também conhecida como TAS (True AirSpeed), será calculada no Computador de voo. Velocidade no Solo (VS) É a VA equacionada vetorialmente com o efeito do vento sobre a aeronave. Podemos dizer que é a velocidade da sombra da aeronave na superfície terrestre, também conhecida como GS (Ground Speed).

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