Instrumentos de Bordo e Proteção contra Fogo

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Instrumentos de Bordo e Proteção contra Fogo
Cap. 06 - Instrumentos de Bordo e Proteção contra Fogo
INSTRUMENTOS
Os instrumentos servem para controlar o vôo, o funcionamento do motor e demais sistemas da
aeronave.
Eles são classificados em 4 grupos distintos de instrumentos, a saber:
- De navegação: que orientam a trajetória do vôo;
- De vôo: que indicam as condições do vôo, como velocidade altitude e outra;
- Do motor: que indicam como o mesmo está funcionado; e
- Da aeronave: que indica o funcionamento dos demais sistemas.
SISTEMA PITOT-ESTÁTICO
O Sistema Pitot-Estático capta as pressões estática e dinâmica, através do tubo de pitot, para o
altímetro, o velocímetro e o variômetro.
O tubo de pitot, normalmente fica localizado sob a asa ou junto a fuselagem da aeronave.
TUBO DE PITOT
O tubo de pitot possui uma tomada de pressão estática, que é a pressão atmosférica fora da
aeronave, e uma outra tomada de pressão total, que corresponde a pressão de impacto com o ar ou dinâmica
somada com a pressão estática.
Para evitar a formação de gelo, ele possui uma resistência de aquecimento, que é ligada sempre que
necessário. Há também um orifício de drenagem para evitar o acúmulo de água. As linhas de pressão
estática e dinâmica são tubos destinados a enviar a pressão estática e a total até os instrumentos.
CÁPSULA ANERÓIDE
A cápsula aneróide é um manômetro de pressão absoluta, construída com se fosse uma espécie de
sanfona metálica, com vácuo em seu interior.
Ela se retrai ou se expande, a medida que a pressão em seu redor varia. Esta variação é transmitida
a mecanismos de ponteiros, projetados sobre escalas graduadas que nos dão indicações para os
instrumentos alimentado pelo sistema de pitot-estático.
A pressão absoluta é medida em relação ao vácuo, onde ela terá valor zero. Existem também os
manômetros de pressão relativa que veremos adiante.
A cápsula de pressão diferencial nada mais é que uma cápsula aneróide que recebe pressões
diferentes, sendo uma delas na parte interna e outra na parte externa.
MANÔMETRO DE PRESSÃO RELATIVA
O manômetro de pressão relativa fornece indicações a partir da pressão ambiente, que é considerada
zero.
Ele é denominado tubo de Bourbon, e é constituído de um tubo metálico delgado, achatado,
ligeiramente enrolado e fechado em uma das extremidades.
Quando se aplica uma pressão em seu interior, ele se distende, transmitindo esse movimento a
mecanismos de ponteiros que aplicados a escalas graduadas constituem o princípio de funcionamento de
inúmeros instrumentos.
Ele pode funcionar diretamente como manômetro, medindo pressão hidráulica, de óleo, de
combustível, entre outros exemplos, como pode funcionar de maneira indireta, como indicador de
temperatura, torque do motor além de várias aplicações.
MANÔMETRO DE PRESSÃO DE ADMISSÃO
O manômetro de pressão de admissão, nada mais é que um manômetro de pressão absoluta de
cápsula aneróide, destinado a medir a pressão no coletor de admissão dos motores superalimentados.
Quando o motor estiver parado, ele não marca zero, mas sim a pressão atmosférica local.
INSTRUMENTOS ALIMENTADOS PELO SISTEMA PITOT-ESTÁTICO
Os principais instrumentos alimentados pelo sistema de pitot-estático são o altímetro, o velocímetro e
o variômetro.
Eles são alimentados pelas linhas de pressão estática e dinâmica, que lhes enviam a pressão estática
e total captada pelo tubo pitot. Estas pressões acionam cápsulas aneróides ou diferenciais que transmitem
indicações aos instrumentos.
Altímetro
O altímetro indica a altitude que a aeronave se encontra, ou seja ele nada mais é que um barômetro
ou manômetro que mede a pressão atmosférica. Ele é constituído por um mecanismo de ponteiros acionados por uma cápsula aneróide ligada a linha
de pressão estática do sistema pitot-estático.
A escala do mostrador do instrumento é graduada em pés ou metros para indicar a altitude. Para
evitar erros, o altímetro pode ser ajustado pelo piloto para a pressão exigida para cada tipo de operação.
Velocímetro
O velocímetro indica a velocidade da aeronave em relação ao ar.
Ele é constituído por um mecanismo de ponteiros acionados por uma cápsula de pressão diferencial
em que a sua parte interna é ligada a linha de pressão total e a sua parte externa ligada a linha de pressão
estática do sistema pitot-estático.
As pressões estática externa e interna se anulam entre si e a pressão dinâmica sozinha é que aciona
a cápsula. A escala do mostrador do instrumento é graduada em quilômetros por hora, milhas por hora ou
nós.
Variômetro
O variômetro ou indicador de subida e descida, ou ainda climb, indica a velocidade de subida ou
descida da aeronave.
Ele é constituído por um mecanismo de ponteiros acionados por uma cápsula de pressão diferencial
ligada ao sistema pitot-estático.
Ela funciona baseada na variação da pressão atmosférica, ou seja, quando a aeronave desce, a
pressão aumenta e diminui quando a aeronave sobe, fazendo com que esta variação acione a cápsula de
pressão diferencial.
A escala do mostrador do instrumento é graduada normalmente em pés por minuto, mas pode
também estar em metros por segundo.
TERMÔMETROS
Os termômetros destinam-se basicamente a medir a temperatura, que pode ser a ambiente, a do
óleo, ou da cabeça do cilindro ou ainda outra qualquer. Devido a essa diversidade de aplicação, eles são
calcados em princípios de funcionamento bastante variados. A seguir veremos os principais tipos utilizados
em aviação.
Elétrico
O termômetro elétrico é constituído de um indicador, com um amperímetro que mede a corrente que
passa por uma resistência embutida em um sensor.
Ele é o mais apropriado para medir a temperatura do ar externo da aeronave, pois o vento incidindo
sobre o sensor, faz variar a resistência elétrica conforme varia a temperatura. A escala do mostrador do
instrumento é graduada em graus Celsius ou Fahrenheit.
Pressão de vapor
O termômetro de pressão de vapor é constituído de um indicador, com um manômetro de tubo de
Bourdom, ligado a um tubo que transmite a pressão do bulbo ao instrumento. Este bulbo possui um líquido
especial em seu interior, que se dilata aumentando a sua pressão interna à medida que a temperatura se
eleva.
Ele é o mais apropriado para medir a temperatura do óleo do motor. A escala do mostrador do
instrumento é graduada em graus Celsius ou Fahrenheit.
Par Termoelétrico
O termômetro de par termoelétrico ou "thermocouple" é constituído de um indicador, com um
voltímetro, que mede a tensão produzida pelo par termoelétrico, que é formado por dois metais diferentes que
em contato geram uma força eletromotriz quando submetidos ao calor.
Ele é o mais apropriado para medir a temperatura da cabeça do cilindro. A escala do mostrador do
instrumento é graduada em graus Celsius ou Fahrenheit.
GIROSCÓPIO
No giroscópio, o eixo ao qual está fixado o círculo girante, tende a se opor a qualquer mudança de
direção, quaisquer que sejam os movimentos do suporte. A esse fenômeno, a Física chamou de rigidez
giroscópica.
Ele pode ser acionado por sopro de ar acionado por uma bomba de vácuo acoplada ao motor, ou
também por um motor elétrico. Alguns instrumentos baseiam-se neste princípio de funcionamento.
A seguir vamos estudar os principais instrumentos puramente giroscópicos.
Instrumentos puramente giroscópicos
Os instrumentos puramente giroscópicos são aqueles que não dependem de qualquer sinal externo
de rádio.São eles:
- Giro direcional,que indica a variação de rumo;
- Horizonte artificial ou indicador de atitude,que indica a atitude da aeronave;e
- Indicador de curva ou "Turn and Bank"ou ainda "pau e bola",que indica a inclinação da aeronave e a
velocidade de giro,como por exemplo:2 graus por minuto.
CRONÔMETRO
O cronômetro da aeronave é considerado um instrumento de navegação, visto que muitos
procedimentos e manobras são executadas, dentro de um certo espaço de tempo.
TACÔMETRO
O tacômetro ou contagiro é utilizado para indicar a rotação do motor. Basicamente se utilizam dois
tipos nas aeronaves, o mecânico ou elétrico.
Mecânico
O tacômetro mecânico ou centrífugo é constituído por um mecanismo de ponteiros acionados pela
ação de contrapesos rotativos, que se afastam, pela ação da força centrífuga, quando a rotação aumenta. A
escala do mostrador do instrumento é graduada em RPM.
Elétrico
O tacômetro elétrico é constituído de um indicador, com um voltímetro, que mede a tensão produzida
por um gerador de corrente contínua acionado pelo motor da aeronave. Há também o tacômetro em que o
gerador é de corrente alternada e neste caso, o indicador possui um motor síncrono que gira na mesma
rotação do gerador, movimentando o ponteiro por ação eletromagnética. A escala do mostrador do
instrumento é graduada em RPM.
TORQUÍMETRO
O torquímetro indica o torque fornecido pelo motor. Normalmente seu princípio de funcionamento
baseia-se em um manômetro de pressão relativa.
A escala do mostrador do instrumento é graduada em unidade de pressão, ou seja, quilograma força
por centímetro quadrado, libra por polegada quadrada ou ainda PSI, do inglês "Pounds per Square Inch".
Nos motores a pistão essa pressão é expressa em BMEP, do inglês "Brake Mean Effective Pressure".
Os motores de baixa potência dificilmente utilizam torquímetro.
FLUXÔMETRO
O fluxômetro ou Indicador de consumo indica a quantidade de combustível que o motor está
consumindo por hora de funcionamento.
Ele recebe um sinal elétrico emitido por um transmissor de fluxo localizado na tubulação de
combustível que alimenta o motor.
BÚSSOLA
A bússola indica a proa magnética, ou seja, o ângulo formado entre a direção do norte magnético e o
eixo longitudinal da aeronave. Temos dois tipos de bússolas:
Bússola Magnética
A bússola magnética funciona como um imã, que aponta para o Norte Magnético da Terra. Ele é
embutido no limbo, que é uma escala circular móvel, contida num recipiente transparente, imerso em
querosene, para amortecer eventuais oscilações.
Campos magnéticos, oriundos de componentes eletromagnéticos na cabine, provocam interferência
na bússola. Os erros decorrentes dos campos magnéticos são minimizados, através de ajustes dos imãs
compensadores, existentes em sua carcaça. Os erros remanescentes, são registrados em um cartão de
desvios e colocados junto a bússola. Nas inspeções periódicas determinadas, ou sempre que um novo
equipamento eletromagnético é incorporado a aeronave, a bússola necessita ser compensada.
Bússola de Leitura Remota
Na bússola de leitura remota, a válvula de fluxo ou "flux-gate" que é o sensor magnético, fica
localizado fora da cabine e livre de campos magnéticos.
Os sinais são processados e enviados, por um transmissor, ao indicador localizado no painel de
instrumentos, livre dos erros que ocorrem na bússola magnética.
RADIOALTÍMETRO
O radioaltímetro indica a altura verdadeira da aeronave em relação ao solo.
Há duas antenas na aeronave uma delas transmite e a outra recebe o sinal refletido por um radar no
solo. Como é conhecida a velocidade de propagação do sinal, o tempo transcorrido entre a emissão e
recebimento do mesmo é calculado e convertido em altura.
FAIXAS DE UTILIZAÇÃO
As cores verde, amarelo e vermelho, servem para dar uma indicação fácil e rápida no instrumento,
sobre as condições em que determinado componente está sendo operado.
Há alguns instrumentos que sequer têm indicação numérica, possuindo apenas faixas de cores que
estabelecem os limites entre uma condição normal, tolerável ou anormal de funcionamento.
Vamos conhecer o significado de cada faixa:
SISTEMA DE ILUMINAÇÃO EXTERNA
A sinalização luminosa externa da aeronave é super importante para a segurança do vôo,
principalmente à noite.
As luzes de navegação ou de posição são obrigatoriamente, vermelha do lado esquerdo, se avião na
ponta da asa, se helicóptero na fuselagem, verde ou azul do lado direito e branca na cauda, sendo esta
visível por trás.
As luzes anti-colisão são vermelhas rotativas ou estroboscópicas brancas, normalmente colocadas
abaixo e acima da fuselagem, em que pese, possam ser colocadas em outras posições, como por exemplo,
na ponta das asas.
Os faróis de pouso se destinam a iluminar a pista e o de táxi a operações no solo.
SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIO
A melhor forma de se evitar um incêndio é compreendendo como o mesmo se processa, pois ele
nada mais é que uma reação química entre materiais combustíveis, oxigênio e calor.
Triângulo do Fogo
Para que ocorra a combustão, são necessários três componentes: o material combustível, o oxigênio
e o calor. A reunião desses três componentes, constitui o triângulo do fogo.
Ponto de Fulgor
A medida que a temperatura se eleva, os materiais, principalmente os líquidos, começam a liberar
vapores inflamáveis.
Ponto de Fulgor, é portanto, a temperatura em que a quantidade de vapores formada é
suficientemente grande para que se inflamem, pela simples aproximação de uma chama, ou outra fonte de
calor qualquer, ou ainda a ocorrência de uma faísca.
Ponto de Auto-inflamação
A medida que a temperatura se eleva, os materiais, principalmente os líquidos, começam a liberar
vapores inflamáveis.
Ponto de Auto-inflamação, é portanto, a temperatura em que a quantidade de vapores formada é tão
grande, que se inflamam espontaneamente, devido a sua própria temperatura.
PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIO
A melhor forma de se combater um incêndio é agir de imediato, antes que as chamas tomem
proporções incontroláveis.
Para tal, devemos conhecer o princípio básico de combate ao fogo, bem como identificar o tipo de
incêndio e conhecer o agente adequado para extingui-lo.
Princípio de Combate ao Fogo
Para que ocorra a combustão, são necessários três componentes: o material combustível, o oxigênio
e o calor. A eliminação de um desses componentes, ocasiona a extinção do fogo.
Consegue-se isso provocando o abafamento do material em chamas, eliminando-se assim o oxigênio,
ou pelo resfriamento do material, eliminando-se nesse caso o calor.
Tipos de Incêndio
Nesta tabela, podemos ver as classes em que os incêndios estão divididos.
É muito importante identificar o tipo de incêndio, pois baseado nisso é que vamos escolher o agente
adequado para extingui-lo, sem o que, os esforços podem ser em vão.
AGENTES EXTINTORES
Os agentes extintores mais comuns serão a seguir apresentados. Cada um deles se presta de forma
mais apropriada ao combate de determinado tipo de incêndio.
Água
A água se destina a apagar incêndios da classe "A", por resfriamento.
A água também é utilizada em forma de neblina, para combater incêndios por pulverização. Algumas
aeronaves utilizam extintores portáteis deste tipo.
Espuma
A espuma se destina a apagar incêndios da classe "B", por abafamento.
Em que pese a sua ação corrosiva, é largamente empregada, devido ao seu efetivo resultado,
quando se trata de incêndio em combustível, o que é comum em incêndios que envolvam aeronaves.
Pó Químico
O pó químico se destina a apagar incêndios da classe "B" e "C", por abafamento.
Extintores portáteis deste tipo são comuns nos automóveis e algumas aeronaves.
Pó Seco
O pó seco se destina a apagar incêndios da classe "D", por abafamento.
O incêndio do tipo "D" são os que ocorrem em metais, como o magnésio, por exemplo.
Dióxido de Carbono (CO2)
O dióxido de carbono ou CO2, se destina a apagar incêndios da classe "C", como fios elétricos e
isolantes, por abafamento e resfriamento.
Devido a baixíssima temperatura que produz, pode causar queimaduras químicas na pele. Além
disso, em que pese não ser tóxico, pode provocar asfixia em ambientes fechados, pois ele ocupa o espaço
que deveria ter oxigênio.
É bastante utilizado em extintores que se destinam a emprego aeronáutico, tanto a bordo quanto no
solo, contudo, há outros tipos de agentes extintores mais modernos como os de Halon, que também são
empregados em aviação.
SISTEMA DE PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIO
Como já foi visto, a melhor forma de se combater um incêndio é agir de imediato, antes que as
chamas se propaguem e, para tal, as aeronaves de um modo geral, possuem um sistema de detecção, aviso
e extinção de fogo. No solo, também deve haver um sistema capaz de combater o fogo logo em seu início.
Sistema de detecção
O Sistema de Detecção de Fogo e Superaquecimento é constituído por detectores de calor locais,
colocados em pontos estratégicos do motor, ou contínuos, como se fosse um fio, dando cobertura a várias
partes ao longo do seu percurso.
Os detetores são portanto sensores, responsáveis pelo acionamento de alarme de aviso luminoso e
sonoro localizado na cabine da aeronave.
Os detectores podem ser instalados em outras partes da aeronave, além do motor, como é o caso
das toaletes das aeronaves comerciais.
Aviso de fogo
Uma vez disparado o sistema de aviso de fogo, deve-se seguir rigorosamente as recomendações do
fabricante, antes de acionar o Sistema de Extinção de Fogo.
Esses procedimentos são recomendados, porque podemos estar diante de um alarme falso, ou falha
no Sistema de detecção, ou ainda diante da ocorrência de um superaquecimento, que precisa ser
monitorado.
Sistema de Extinção
O Sistema de Extinção de Fogo é constituído por reservatórios de agente extintor, normalmente
localizados atrás da parede de fogo do motor, aspersores (que são uma espécie de chuveirinhos) válvulas de
controle, e tubulações, que conduzem o agente extintor até o ponto de atuação.
Este sistema é comandado pelo piloto, visando evitar seu acionamento, por alarme falso.
Algumas aeronaves de pequeno porte não possuem Sistemas de Proteção Contra Incêndio, tendo
apenas um extintor portátil a bordo.
Combate ao Fogo no Solo
O Sistema de Combate ao Fogo no Solo, é constituído de extintores de maior porte, montados em
carrinhos, que são operados por pessoa treinada, destinando-se a combater qualquer princípio de incêndio, o
que, não raro, ocorre durante a partida dos motores.
Em incêndios maiores, o combate ao fogo só é possível, com o emprego de veículos de combate ao
fogo, operados por bombeiros. Nos aeroportos de maior porte, há equipe de bombeiros em serviço durante
toda a sua operação.