domingo, 8 de dezembro de 2013
terça-feira, 3 de dezembro de 2013
Formação de gelos em aeronaves
Ele afeta uma aeronave tanto interna quanto
externamente. Internamente, o gelo se forma no tubo de Pilot, nos carburadores
e nas tomadas de ar, reduzindo a circulação do ar para os instrumentos e
motores. Externamente, a acumulação de gelo ocorre nas superfícies expostas do
avião, aumentando o seu peso e a sua resistência do avanço. Quando ocorre nas
partes móveis, como motos e hélices, afeta o controle da aeronave produzindo
fortes vibrações.
Intensidade de formação de gelo
Formação leve – Nesta intensidade, a
acumulação de gelo se processa lentamente. Somente após vários minutos de voo
dentro das nuvens, pode ser notado
algum indício dele, porém não ultrapassando a razão de 1 mm/min. Em geral, a
formação leve não afeta a operacionalidade da aeronave, porque a própria evaporação
compensa o acúmulo.
Formação moderada – a formação será
considerada moderada quando a acumulação ficar compreendida entre 1 e 5 mm/min.
Nesta condição, cai a eficiência das comunicações, os instrumentos de pressão
já apresentam erros, alguma vibração já é percebida, e a velocidade indicada
chega a diminuir em até 15%.
Formação forte – a formação será
considerada forte quando a acumulação ficar compreendida entre 5 e 10 mm/min.
Nesta condição, a formação é quase instantânea, criando uma densa capa de gelo
sobre a aeronave. Fortes vibrações afetam os motores, as camas ficam
sensivelmente prejudicadas, e a velocidade indicada chega a diminuir em até
25%. Em condições extremas, a formação de gelo poderá determinar a imediata
mudança de nível de voo, porque os sistemas usuais de combate à formação de
gelo de tornam ineficazes.
Condições de formação de gelo
Aproximadamente
todas as formações de gelo em aeronave ocorre em nuvens super resfriadas.
Estas são nuvens nas quais
gotículas estão presentes em temperaturas abaixo de 0ºC.
Em temperaturas perto de 0ºC, a nuvem pode consistir inteiramente
de tais gotículas, com pouca ou nenhuma partícula de gelo presentes. Em
temperaturas mais baixas, a probabilidade aumenta de modo que partículas de
gelo serão encontradas em significantes números acompanhadas de gotículas
líquidas.
De fato, quando o conteúdo da água gelada
aumenta, o conteúdo de água líquida tende a diminuir, desde que as partículas
de gelo crescem às custas das partículas de água. Em temperaturas abaixo de
-20ºC, mistas nuvens são formadas inteiramente
de partículas de gelo.
A regra geral é que quanto mais partículas de
gelo e menos gotículas líquidas que estão presentes, menos acúmulo de gelo na
estrutura. Isto é porque as partículas de gelo tendem a quicar para fora da
superfície da aeronave, enquanto as gotículas super resfriadas congelam e
aderem a superfície. Como resultado, o acúmulo de gelo é frequentemente maior
em temperatura não muito distante de 0ºC, onde o conteúdo de água líquida pode
ser abundante, e é usualmente desprezível em temperaturas abaixo de -20ºC.
Sistemas antigelo
Sistema
Mecânico – evita o acúmulo de gelo, mas não impede a sua formação. Consiste em capas de borracha nas bordas de
ataque das asas e empenagem. Por meio de ar comprimido por bombas, essas capas
são infladas periodicamente, promovendo o rompimento e a expulsão do gelo
formado. Evitando o uso do piloto automático em condições de formação de gelo,
o piloto estará, também, minimizando o acúmulo de gelo nas superfícies de
comando da aeronave.
Sistema
Térmico – Evita e combate a formação de gelo, aquecendo as partes que se deseja
proteger, tais como bordas de ataque, empenagens e tubo de Pilot. Este
aquecimento pode ser feito por resistências elétricas incandescentes,
instalados em pontos específicos ou por fluxos de ar aquecido pelos motores.
Sistema
Químico – Na maioria das vezes, este sistema é utilizado preventinamente nas
hélices, para-brisas e carburadores. Consiste na utilização de fluídos
anticongelantes compostos de substâncias solúveis em água, como o álcool
etílico, que tem a propriedade de fazer passar para o estado líquido o gelo
formado ou impedir sua formação.
Áreas críticas de formação de gelo
Sistema de carburação – a formação de gelo no
sistema de carburação reduz o rendimento do motor e, consequentemente sua
potência. Há três formas de congelamento que podem afetar o carburador
de uma aeronave. A primeira ocorre por acúmulo de gelo na boca da tomada
de ar do motor, provocando uma obstrução que impede a chegada de ar no sistema
de carburação, afetando seriamente a mistura ar-combustível. A segunda,
por obstruções provocadas pelo acúmulo de gelo no interior do carburador. Neste
caso, o gelo formado não é devido à água super-resfriada contida nas nuvens, mas ao processo
adiabático que experimenta o fluxo de ar no sistema de injeção de combustível.
É possível ocorrer esta forma de congelamento mesmo em temperatura de 5ºC em
céu claro. A terceira ocorre também internamente, pelo resfriamento
produzido pela evaporação do combustível ao ser introduzido na corrente de ar.
Neste processo, a maior quantidade de calor utilizada para evaporar o
combustível é subtraída de ar cuja temperatura baixa consideravelmente até
valores que podem produzir forte acúmulo de gelo. Esta forma de congelamento é
possível ocorrer mesmo em temperatura de 20ºC, em céu claro. A rigor, a segunda
e a terceira formas de resfriamento interno do carburador ocorrem
simultaneamente, sendo seu efeito considerado o mais perigoso devido à
facilidade com que pode acontecer.
Asas e empenagem – A formação de gelo que
ocorre nas asas e na empenagem, principalmente nas bordas de ataque, modifica o
perfil aerodinâmico, aumenta a resistência ao avanço e diminui à sustentação da
aeronave. A formação de gelo do tipo "opaco+claro" (misto) sobre as
bordas de ataque, em virtude da sua acumulação irregular, tende a produzir
alterações significativas no perfil aerodinâmico da aeronave. A acumulação que ocorre sobre a empenagem tende
a dificultar a manutenção do rumo da aeronave e a produzir vibrações que podem
comprometer a estrutura da cauda.
Hélices – As hélices são produzidas
de tal forma que o seu perfil possa produzir um máximo de tração, mas, se
ocorrer formação de gelo em sua superfície, principalmente em suas bordas de
ataque, esse perfil será modificado, reduzindo o seu rendimento. Neste caso, o
motor começa a apresentar fortes vibrações por causa do desbalanceamento das
hélices. Em baixa R.P.M (rotações por minuto), o acúmulo de gelo nas hélices
será mais intenso que em alta, por causa do aquecimento dinâmico resultante do
movimento e assim sendo, a formação de gelo tende a ocorrer do centro para as
pontas.
Tubo de Pilot – Se o gelo bloqueia a
entradas do tubo de Pilot ou se acumula em seu interior deixam de funcionar os
instrumentos que dependem das pressões dinâmica e estática do ar atmosférico,
como o indicador de velocidade vertical (climb), altímetro e velocímetro,
Antenas – O gelo que se acumula nas
antenas de rádio produz efeitos prejudiciais às comunicações, porque aumenta o
diâmetro dos calos (efeito pelicular) e diminui o isolamento da antena em
relação à carcaça da aeronave. O excesso de peso produzido pelo acúmulo de gelo
poderá romper a antena, deixando a tripulação em situação aind mais complicada.
Turbulência
A
atmosfera da Terra é
uma mistura gasosa que acompanha a esfera sólida em todos os seus movimentos.
Por se tratar de um sistema dinâmico, a atmosfera apresenta-se
variável em muitos de seus aspectos. Um deles é a irregularidade do movimento
do fluxo de ar, resultante de vários fatores, tais como aquecimento
diferenciado do solo e obstáculos naturais da topografia. Esse movimento
irregular do luxo de ar, mais conhecido por turbulência exerce efeito significativo
no voo, comprometendo, portanto, a segurança da navegação aérea.
As reações de uma aeronave à turbulência
dependem das diferenças da velocidade do vento adjacente, do
tamanho e peso da aeronave, da superfície das asas e da altitude de voo. Quando
passa rapidamente de um fluxo para outro, a aeronave sofre intensa mudança de
velocidade. Obviamente, se o tempo de mudança for maior, a variação de
velocidade será menor, proporcionando mais suavidade nos
"solavancos".
Causas da turbulência
Correntes
convectivas – O gradiente térmico vertical da atmosfera, quando
superior a 1ºC/100 m, faz surgir, dentro e fora das nuvens, correntes
verticais significativas capazes de interferir no movimento horizontal das
aeronaves; quando no intervalo 0,6 a 1ºC/100 m, as correntes aparecem somente dentro
das nuvens. Evidentemente,
quanto maior o gradiente, mais intensos serão os movimentos verticais,
provocando efeitos de turbulência nos níveis mais baixos da troposfera. A
turbulência resultante desse processo chama-se turbulência convectiva. O topo das nuvens Cúmulos define,
aproximadamente, o limite superior dessas correntes.
Obstruções ao fluxo de ar – Tanto a topografia acidentada quanto as edificações podem provocar desvios no fluxo horizontal do ar atmosférico. Em geral, os efeitos dependem da altura desses obstáculos e da intensidade do vento, pois quanto mais acidentada a topografia e quanto mais forte o fluxo, mais intensa e mais alta será a turbulência mecânica ou de solo. É capaz de afetar níveis de até 1.000 metros de altura.
Obstruções ao fluxo de ar – Tanto a topografia acidentada quanto as edificações podem provocar desvios no fluxo horizontal do ar atmosférico. Em geral, os efeitos dependem da altura desses obstáculos e da intensidade do vento, pois quanto mais acidentada a topografia e quanto mais forte o fluxo, mais intensa e mais alta será a turbulência mecânica ou de solo. É capaz de afetar níveis de até 1.000 metros de altura.
Ondas de montanha
– São fenômenos turbulentos resultantes da
irregularidade e da alta intensidade do fluxo de ar, que sopra
perpendicularmente a uma cordilheira. A barlavento das montanhas, o ar é
forçado a ascender, enquanto que, a sotavento, é forçado a descer, estendendo
seus efeitos sobre a nave, em forma de ondas. A turbulência deste fenômenos é
conhecida por turbulência orográfica.
Cortante
do vento – Variações verticais ou
horizontais do vento fazem aparecer
forças de cortante, capazes de provocar turbulência naqueles níveis. Em geral,
as variações mais importantes do vento, capazes de
provocar turbulências muito fortes, são encontradas no interior da corrente de jato,
na Tropopausa, e conhecidas por Turbulência em Ar claro (CAT). Nos níveis
inferiores, todavia, as mais perigosas estão relacionadas com a presença de nuvens Cumulonimbos, provocando
efeitos de cortante conhecidos por tesoura de vento.
Esteiras de grandes aeronaves – Quando uma aeronave, grande e pesada, inicia a corrida para decolar, uma esteira de ar começa a se formar em sua retaguarda. A partir do ponto de decolagem, vértices de pontas de asas surgem nas laterais da esteira, formando um turbilhonamento intenso e perigoso para aeronaves de menor porte, peso e velocidade.
Esteiras de grandes aeronaves – Quando uma aeronave, grande e pesada, inicia a corrida para decolar, uma esteira de ar começa a se formar em sua retaguarda. A partir do ponto de decolagem, vértices de pontas de asas surgem nas laterais da esteira, formando um turbilhonamento intenso e perigoso para aeronaves de menor porte, peso e velocidade.
Graus de intensidade da turbulência
Turbulência leve – A aeronave sofre acelerações verticais inferiores a 0,2
"g", isto é, inferiores a 2 m/s2. A tripulação sente a necessidade
de utilizar o cinto de segurança, todavia os objetos soltos ainda continuam em
repouso.
Turbulência moderada – A aeronave sofre acelerações verticais,
compreendidas entre os valores de 0,2 e 0,5 "g", ou seja, entre 2 e 5
m/s2. Os tripulantes podem ser lançados, ocasionalmente, para fora
de seus assentos, sendo imprescindível o uso de cinto de segurança.
Turbulência forte – A aeronave sofre acelerações verticais,
compreendidas entre os valores de 0,5 e 0,8 "g", podendo ficar fora
de controle. Devido aos violentos ziguezagues, os passageiros podem entrar em
pânico. Os objetos soltos são fortemente lançados de um lado para o outro, e os
instrumentos do avião vibram fortemente, criando sérias dificuldades ao piloto.
Turbulência severa – A aeronave sofre acelerações verticais superiores a
0,8 "g", podendo, em raras ocasiões, atingir a 3 "g", isto
é, 3 vezes a aceleração da gravidade. Nessas circunstâncias, é impossível
controlar a aeronave, que pode sofrer danos estruturais irresponsáveis.
Conselhos úteis
Embora seja dificílimo evitar áreas de
turbulência, é conveniente que se procure contornar a situação. Vejamos alguns
conselhos que poderão ser úteis nos momentos de voo sob turbulência:
1 – Corrigir a velocidade
indicada da aeronave para suavizar os efeitos da turbulência, segundo as normas
do aparelho;
2 – Evitar voos à baixa
altura entre montanhas, principalmente nas proximidades do lado sotavento de
uma delas;
3 – Evitar as nuvens "colo",
pois constituem áreas de intensa turbulência;
4 – Evitar nuvens lenticulares,
principalmente se seus bordos forem enfarrapados;
5 – Não confiar,
excessivamente, nas indicações do altímetro próximo aos picos de montanhas,
pois podem contar erros superiores a 1.000 pés;
6 – Executar a aproximação
para pouso em velocidade pouco acima da prevista a fim de evitar uma queda
brusca de sustentação;
7 – Estar atento para os
possíveis efeitos psicológicos de turbulência sobre a tripulação.
Aurora Boreal e Austral
São
fenômenos visuais que ocorrem nas regiões polares. Aurora Boreal no Polo Norte e
Aurora Austral no Polo Sul. Os fenômenos são mais comuns entre os meses de
fevereiro, março, abril, setembro e outubro. Podem surgir em vários formatos e
as cores podem variar bastante. Muitas vezes, surgem várias cores ao mesmo
tempo.
Ocorre em decorrência do impacto de partículas
de vento solar e a poeira espacial encontrada na via láctea, com a alta atmosfera da Terra,
canalizadas pelo campo magnético terrestre.
Por que o céu é azul?
A
explicação pode ser a partir de um fenômeno físico que ocorre na atmosfera, denominado
de espalhamento
de Rayleigh. Como se sabe, a radiação solar que aquece a Terra é uma
luz extremamente brilhosa e branca, porém composta por várias outras
tonalidades de cor, cada qual com um comprimento de onda específico. O que
ocorre é que quando a luz penetra na atmosfera ela atinge
os átomos de nitrogênio e oxigênio, bem
como as outras partículas que compõe a atmosfera, dando
origem ao fenômeno de espalhamento.
A luz é uma onda que possui vários
comprimentos. Segundo o fenômeno físico do espalhamento, a luz solar é
espalhada em várias direções e com várias tonalidades de cor, cada uma com um
comprimento de onda específico, no entanto, a onda que possui o comprimento da
cor azul é bem mais definida e eficiente do que as outras. Por esse motivo é
que vemos o Sol como um disco brilhante e o restante do
céu todo azul, juntamente em razão do efeito que a luz provoca sobre os átomos
que compõe o ar, a qual faz com que a luz seja espalhada em vários comprimentos
de onda, dos quais somente percebemos a cor azul.
O mesmo ocorre pela tarde, quando passamos a
ver o céu com um leve toque de vermelho ou laranja, que se deve ao fato de a
luz percorrer um caminho maior para chegar até nossos olhos.
Por que a estrela polar é importante?
De noite, quando o céu
está limpo, é possível determinar o norte observando-se as estrelas. Na abóbada
celeste, no hemisfério norte, há uma estrela que permanece sempre imóvel,
enquanto que as outras parecem girar lentamente em torno dela. É a estrela
Polar.
Abaixo da linha do equador, onde a estrela Polar não é visível, é possível a orientação pelo Cruzeiro do Sul, constelação que indica aproximadamente o Polo Sul.
Abaixo da linha do equador, onde a estrela Polar não é visível, é possível a orientação pelo Cruzeiro do Sul, constelação que indica aproximadamente o Polo Sul.
Diferença entre cometa, asteroide, meteoroide, meteoro e meteorito
Cometa –
São pequenos membros do sistema solar, geralmente com poucos quilômetros ou
milhas de diâmetro. Acredita-se que sejam compostos por:
- Poeira;
- Gelo (água, amônia,
metano e dióxido de carbono);
- Pouca quantidade de
materiais contendo carbono (orgânicos, por exemplo, alcatrão);
- Um núcleo rochoso
(alguns cometas).
Acredita-se que os cometas foram formados dos
primeiros materiais do sistema solar. Quando o Sol se formou, ele expeliu material mais
leve (gases, poeira) para o espaço. Alguns desses materiais (principalmente
gás) condensaram para formar os planetas externos (Júpiter, Saturno, Urano, Netuno)
e alguns permaneceram em órbita afastados do Sol em duas áreas:
- Nuvem de Oort –
uma esfera aproximadamente 50 mil UA do Sol, que recebeu o nome do astrônomo holandês
Jan Oort que foi o primeiro a localizá-lo.
- Cinturão de Kuiper
– uma área dentro do plano do sistema solar fora da órbita de Plutão.
Asteroide
– São corpos pequenos e rochoso que orbitam o Sol entre as órbitas de Marte e Júpiter.
Existem mais de 20 mil asteroides conhecidos. Eles possuem forma irregular e
tem diversos tamanhos que podem variar de um raio de 1 km e centenas de km.
(Ceres é o maior, com um raio de 457 km). Muitos asteroides giram em períodos de
3 a 30 dias. Ao examinar os espectros de luz refletidos desses objetos, podemos
classificar os asteroides como:
- C –
escuro, provavelmente contém carbono (carbonáceo)
- S –
duas vezes mais brilhante que o C, provavelmente feito de ferro rochoso
- M –
semelhante aos meteoritos de ferro
- P e D – pouco brilho, avermelhado
Os asteroides parecem ter duas origens diferentes:
- destroços resultantes da
nebulosa original que deu origem ao universo e que não se compactaram (C)
- resquícios de um planeta
fragmentado por problemas gravitacionais.
Acredita-se que os asteroides são os restos
dos planetesimas, pedaços antigos do sistema solar que de formaram entre Marte
e Júpiter.
Meteoroide
– É um pedaço de matéria rochosa ou metálica que viaja no espaço exterior.
Meteoroides viajam ao redor do Sol em uma variedade de órbitas e Á várias
velocidades. O meteoroide mais rápido move-se à cerca de 42 quilômetros por
segundo. A maioria dos meteoroides são aproximadamente do tamanho de uma
pedrinha. Quando um desses pedaços de matéria entram na atmosfera da Terra, a
fricção entre o pedaço de matéria e os fases na atmosfera o aquecem
ao ponto de fazê-lo brilhar aos nossos olhos. Este risco de luz de conhecido
como meteoro.
Meteoro –
Chamado popularmente de estrela cadente, designa-se o fenômeno observado quando
da passagem se um meteoroide pela atmosfera terrestre.
Meteorito
– São fragmentos de corpos sólidos naturais (asteroides, lua, marte,
cometas...), que vindos do espaço penetram na atmosfera terrestre,
se incandescem pelo atrito com o ar e atingem a superfície terrestre. A chegada
de um meteorito é anunciada pela passagem de um grande meteoro (bólido), chiado
e estrondos cacofônicos.
Os meteoritos podem ser classificados em:
pétreos, formados basicamente de material rochoso; metálicos, também chamados
de sideritos, formados basicamente da liga metálico ferro; siderolitos, que são
meteoritos compostos das duas fazes: metálica e pétrea.
Conslusão
Cometa é um pedaço de gelo e rocha
proveniente de fora do sistema solar, muitas vezes acompanhado de uma cauda.
Asteroide é uma rocha em órbita, geralmente,
entre Marte e Júpiter. As vezes os asteroides vem em direção à Terra.
Meteoroide é uma rocha que vagueia pelo espaço
de médio tamanho. Se ele atinge a terra é meteorito.
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