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CAPTULO 14

SISTEMA DE AR CONDICIONADO E PRESSURIZAO INTRODUO O oxignio necessrio para a maioria dos processos vitais. Antes que a ausncia de oxignio leve um ser vivo morte subitamente, uma reduo no suprimento normal de oxignio para os tecidos do corpo pode produzir impor-tantes mudanas em suas funes, nos processos mentais e graus de conscincia. A condio de inatividade da mente e do corpo, causada pela deficincia ou perda de oxignio chamada hipoxia. Existem vrias causas de hipoxia, mas uma, relacionada operao de aeronaves, o decrscimo na presso parcial do oxignio nos pulmes. A razo pela qual os pulmes absorvem oxignio depende da presso do oxignio. Essa presso exerce cerca de um quinto da presso total do ar em qualquer nvel. Ao nvel do mar o valor desta presso (3PSI) suficiente para saturar o sangue. Todavia, se ela reduzida por causa da presso atmosfrica na altitude ou por causa do decrscimo da percentagem de oxignio no ar respirado, a quantidade de oxignio no sangue, deixando os pulmes, cai, e ento, segue-se a hipoxia. Do nvel do mar at 7.000 ps sobre o n-vel do mar, o oxignio contido e a presso na atmosfera permanece suficientemente alta para manter quase total a saturao do sangue com oxignio, e ento assegurar as funes normais do corpo e da mente. A uma grande altitude ocorre uma queda na presso baromtrica, resultando em um decrscimo do oxignio contido no ar inalado. Conseqentemente, o oxignio contido no sangue reduzido. A 10.000 ps sobre o nvel do mar, a saturao de oxignio do sangue cerca de 90%. Uma longa permanncia nessa altitude resultar em dor de cabea e fadiga. A saturao de oxignio cai a 81% a 15.000 ps sobre o nvel do mar. Este decrscimo resultar em sonolncia, dor de cabea, lbios e unhas azuladas, enfraquecimento da viso e julgamento, acrscimo no ritmo cardaco e respiratrio, e algumas mudanas na personalidade. A 22.000 ps acima do nvel do mar, a

saturao do sangue de 68% e convulses so possveis de ocorrer. Permanecer sem supri-mento de oxignio a 25.000 ps por 5 minutos, quando a saturao do sangue cai para 55% - 50%, causar perda da conscincia. COMPOSIO DA ATMOSFERA A mistura de gases comumente chamada ar, mas tecnicamente denominada atmosfera composta principalmente de nitrognio e oxi-gnio, existindo ainda pequenas quantidades de outros gases importantes, tais como dixido de carbono, vapor d'gua e oznio. A figura 14-1 mostra a respectiva porcentagem da quantidade de cada gs em relao mistura total.

Figura 14-1 Os gases da atmosfera.

Conforme a altitude aumenta, a quantidade total de todos os gases atmosfricos reduz rapi-damente, e, exceto para vapor d'gua e oznio, as propores relativas da mistura gasosa per-manecem inalteradas acima de cerca de 50 milhas de altitude. Acima de 50 milhas de altitude, modificaes acontecem, e diferentes gases, assim como novas formas de gases, pre-sentes nas altitudes mais baixas, aparecem. O nitrognio o gs mais comum e com-preende 78% da mistura total dos gases atmos-fricos. Todavia, at onde o homem conhece, o nitrognio um gs inerte, o que no pode ser usado diretamente para o seu prprio processo vital. Biologicamente ele de importncia imensa, porque muitos compostos contendo ni-trognio so essenciais a toda matria viva. O oxignio e sua importncia no pode ser

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subestimado. Sem oxignio, a vida, como ns a conhecemos, no pode existir. O oxignio ocupa 21% da mistura total dos gases atmosfricos. O dixido de carbono de interesse bio-lgico. A pequena quantidade na atmosfera usada pelas plantas para produzir as complexas substncias, utilizadas pelos animais como ali-mento. O dixido de carbono tambm auxilia no controle da respirao do homem e outros ani-mais. O vapor d'gua na atmosfera varivel, entretanto, embora sob as condies de umidade ao nvel do mar, ele raramente excede 5%; esse gs ainda absorve muito mais energia do sol que os outros gases. O vapor no a nica forma na qual a gua ocorre na atmosfera; gua e partcu-las de gelo esto quase sempre presentes. Essas partculas de gelo tambm absorvem energia e, com o vapor d'gua, executam uma parte impor-tante na formao das condies atmosfricas. O oznio uma variedade de oxignio, o qual contm trs tomos de oxignio por mol-cula, alm dos dois usuais. A maior poro de oznio na atmosfera formada pela interao do oxignio e dos raios solares, prximo ao topo da camada de oznio. O oznio tambm produzido por descar-gas eltricas, da o odor peculiar de oznio, que , de algum modo, semelhante ao cheiro da gua clorada, e que pode ser detectado aps os relmpagos. As auroras e raios csmicos tambm podem produzir oznio. O oznio de grande importncia para as criaturas vivas na terra e para a circulao da atmosfera superior, assim como para os organismos vivos devido sua capacidade de filtragem da maior parte dos raios ultra-violeta da radiao solar. Presso da atmosfera Os gases da atmosfera (ar), embora invis-veis, tm peso exatamente como a matria slida. O peso de uma coluna de ar tomada da superfcie da terra para o espao chamado de presso atmosfrica. Se esta coluna de 1 sq.in, o peso do ar ao nvel do mar de aproximadamente 14.7 lbs., e a presso atmosfrica, em conseqncia, pode ser definida como 14.7 P.S.I ao nvel do mar. Outro modo comum de definio da pres-so atmosfrica dar o peso de uma coluna de mercrio, que pesa o mesmo que uma coluna de

atmosfera de mesma seo reta. Quando medida deste modo, a presso atmosfrica ao nvel do mar normalmente 1013.2 milibares, ou 29.92 polegadas de mercrio. A presso atmosfrica decresce com o aumento da altitude. A razo para isso muito simples: a coluna de ar que pesada menor. A figura 14-2 mostra como a presso muda para uma dada altitude. A queda de presso rpida, e a 50.000 ps a presso atmosfrica cai a quase um dcimo do valor ao nvel do mar. A umas poucas centenas de milhas sobre a terra, o ar torna-se to rarefeito que a atmosfera pode ser considerada no-existente. A linha de de-marcao com o espao muito vaga.

Figura 14-2 Variao da presso com a altitude

Como a presso atmosfrica reduz com a altitude. Por exemplo, ao nvel do mar a presso 14,7 P.S.I., enquanto que a 40.000 ft, como as linhas pontilhadas mostram, a presso de somente 2,72 P.S.I. Temperatura e altitude As variaes na temperatura atmosfrica prximo terra so bem conhecidas, e no ne-cessita discusso. Todavia em altas altitudes a temperatura atmosfrica no to varivel, mas tende a ter um padro. A meteorologia acha conveniente definir, um pouco arbitrariamente, a atmosfera como sendo feita em vrias camadas. A mais baixa de-las chamada troposfera. A temperatura do ar diminui com o aumento da altitude na troposfera, encontrando um determinado mnimo no topo da camada. O topo da atmosfera chamado de tropopausa. A

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tropopausa encontra sua maior altura sobre o Equador (cerca de 60.000 ft) e sua altura mais baixa sobre os plos (cerca de 30.000 ft). A tropopausa marca o ponto no qual a temperatura do ar para de cair com o aumento da altitude, e permanece essencialmente constante. A camada atmosfrica sobre a tropopausa chamada de estratosfera. A estratosfera mais baixa uma regio isotrmica (temperatura constante) na qual a temperatura no varia com a altitude. A regio isotrmica continua acima cerca de 82.000 ps a 115.000 ps de altitude. Acima deste nvel, a temperatura aumenta bruscamente (de 1,5 C. por cada 1.000 ps). A temperatura alcana o pico a cerca de 164.000 ps a 197.000 ps de altitude. Acima de 197.000 ps de altitude (aproximadamente), a temperatura cai novamente, alcanando um mnimo de -10 F a -100 F a cerca de 230.000 ps a 262.000 ps de altitude. Acima deste nvel, a temperatura novamente aumenta e, aparentemente, continua a crescer at o limite do espao. Os pargrafos precedentes apresentaram um conhecimento geral da atmosfera. bvio que um meio de prevenir a hipoxia e seus efeitos deve ser proporcionado. Quando uma presso atmosfrica cai abaixo de 3 P.S.I. (aproximada-mente 40.000 ps), mesmo respi-rando oxignio puro no suficiente. A baixa presso parcial do oxignio, a baixa presso do ar ambiente, e temperatura a alta altitude, tornam necessrio criar o prprio meio ambiente para o conforto do passageiro e tripulao. O problema mais difcil a manuten-o da presso parcial de oxignio correta no ar inalado. Isto pode ser alcanado pela utilizao de oxignio, cabines pressurizadas, ou vesti-menta pressurizada. O primeiro e segundo m-todo so de uso extensivo na aviao civil. A pressurizao da cabine de aeronave hoje o mtodo aceito para proteger pessoas contra os efeitos da hipoxia. Dentro de uma cabine pressurizada, os passageiros podem ser transportados confortavel e seguramente por longos perodos de tempo, particularmente se a altitude da cabine mantida a 8.000 ps, ou menos, onde o uso de equipamento de oxignio no requerido.

Todavia, a tripulao nesse tipo de aeronave deve ser alertada sobre o perigo da perda acidental da presso da cabine, e deve ser

preparada para enfrentar uma emergncia, caso ela ocorra. PRESSURIZAO Quando uma aeronave voa a uma alta altitude, ela consome menos combustvel para uma determinada velocidade, comparando com o que ela faria em uma altitude mais baixa; em outras palavras, a aeronave mais eficiente em altas altitudes. Mau tempo e turbulncia podem ser evitados, voando em um ar relativamente calmo acima das tempestades. Aeronaves que no tm pressurizao e sistema de ar condicionado so normalmente limitadas a baixas altitudes. Um sistema de pressurizao de cabine deve executar vrias funes, se ele foi projetado para assegurar conforto e segurana para os passageiros. Esse sistema deve ser capaz de manter uma altitude de presso de cabine de aproximadamente 6.000 ps mxima altitude de cruzeiro prevista para a aeronave. O sistema tambm deve ser projetado para prevenir rpidas mudanas de altitude de cabine que possam ser desconfortveis ou danosas aos passageiros e tripulantes. Alm do mais, o sistema de pressurizao deve permitir uma troca rpida do ar da cabine. Isto necessrio para eliminar o odor e remover o ar viciado. Em um sistema de pressurizao tpico, a cabine de comando e a de bagagem so incorporadas em uma unidade selada, que capaz de conter ar sob uma presso maior que a presso atmosfrica externa.

O ar pressurizado bombeado para dentro dessa fuselagem selada por super carregadores de cabine, os quais fornecem um volume relativamente constante de ar a todas as altitudes at um teto mximo. O ar liberado da fuselagem por um dispositivo chamado vlvula de fluxo de sada. Desde que os compressores forneam um fluxo constante de entrada de ar para a rea pressurizada, a vlvula de fluxo de sada, pela regulagem da sada de ar, o elemento mais importante no sistema de pressurizao. O fluxo de ar atravs de uma vlvula de fluxo de sada determinado pelo grau de aber-tura da vlvula. Essa vlvula normalmente controlada por um sistema automtico que pode ser ajustado pelos tripulantes. Alguns poucos, simples e pequenos ajustes so necessrios, mas

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a maior parte do tempo, controles automticos necessitam apenas de monitoramento. No caso de mal funcionamento dos

controles automticos, controles manuais esto disponveis. Um esquema de um sistema bsico de pressurizao mostrado na figura 14-3.

Figura 14-3 Sistema bsico de pressurizao.

O grau de pressurizao e, portanto, a altitude de operao da aeronave so limitados por vrios fatores crticos de projeto. Basicamente a fuselagem projetada para suportar uma mxima presso diferencial especfica de cabine. A presso diferencial de cabine a razo entre as presses de ar interna e externa sobre o revestimento da fuselagem. Se a presso diferencial torna-se muito grande, danos estruturais fuselagem podem ocorrer. Em adio, a pressurizao limitada pela capacidade dos supercarregadores em manter um volume constante de fluxo de ar

para a fuselagem. Conforme a altitude aumenta, a presso do ar entrando no supercarregador torna-se menor, consequentemente, o supercar-regador tem que trabalhar mais para realizar sua parte no trabalho. Eventualmente, em algumas altas altitudes, os supercarregadores encontraro seus limites de velocidade de operao, potncia absorvida ou alguns outros fatores operacionais. A aeronave normalmente no voar alm desses limites permitidos. Problemas de pressurizao

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Existem muitos problemas tcnicos com-plexos associados pressurizao de aeronaves. Talvez os problemas mais difceis sejam com o projeto, fabricao e seleo de materiais estruturais, que iro suportar a grande presso diferencial existente entre o exterior e o interior de aeronaves pressurizadas, quando voando em altas altitudes. Se o peso da estrutura da aeronave no fosse considerado, seria relativamente simples construir uma fuselagem que poderia suportar enormes presses. necessrio construir uma fuselagem ca-paz de conter ar sobre presso, sendo ainda leve o suficiente para permitir carregamentos lucrativos. Como regra geral, as aeronaves pressurizadas so construdas para proporcionar uma altitude de presso de cabine de no mais que 8.000 ps, a uma altitude de operao mxima. Se uma aeronave projetada para operao em altitudes acima de 25.000 ps, ela deve ser capaz de manter uma altitude de presso de cabine de 15.000 ps, no caso de uma provvel falha. A presso atmosfrica a 8.000 ps aproximadamente 10.92 P.S.I., e a 40.000 ps ela prxima a 2.72 P.S.I. Se uma altitude de cabine de 8.000 ps mantida em uma aeronave voando a 40.000 ps, a presso diferencial que sua estrutura ter que suportar de 8,20 P.S.I. (10,92 P.S.I. menos 2,72 P.S.I.). Se a rea pressurizada dessa aeronave contm 10.000 sq.in., a estrutura dessa aeronave ser submetida a uma fora de exploso de 82.000 Lbs., ou aproximadamente 41 toneladas. Em complemento ao projeto da fuselagem para suportar essa fora, um fator de segurana de 1,33 deve ser utilizado. A parte pressurizada da fuselagem ter que ser construda para ter uma resistncia final de 109.060 Lbs. (82.000 vezes 1,33), ou 54,5 toneladas. Do exemplo anterior no difcil formar uma idia das dificuldades encontradas na projeo e construo da estrutura de uma fuse-lagem, que dever ser leve e resistente o bastante ao mesmo tempo. SISTEMAS DE PRESSURIZAO E AR CONDICIONADO

O sistema de pressurizao e condiciona-mento de ar da cabine fornece ar condicionado para aquecimento e resfriamento dos espaos da cabine.

Esse ar tambm proporciona pressuriza-o para manter um ambiente seguro e confortvel, em adio ao condicionamento de ar da cabine.

Alguns equipamentos de bordo e compartimentos de equipamentos requerem ar condicionado para a preveno contra o super aquecimento e o conseqente dano ao equipamento. Alguns dos equipamentos de ar condicio-nado, instalados em modernas aeronaves, utili-zam unidades de refrigerao de ar turbinadas para fornecer ar refrigerado. Essas unidades so chamadas de sistemas de ciclo de ar. Outros modelos de aeronaves utilizam um sistema de refrigerao a gs comprimido.

A unidade de refrigerao do tipo gs freon, quase similar em operao aos refrigeradores domsticos. Os sistemas utilizadores desse princpio de refrigerao so chamados sistemas de ciclo de vapor. Termos e definies O sistema que mantm as temperaturas do ar da cabine o sistema de ar condicionado. As fontes de calor, que fazem com que o condicionamento do ar da cabine seja necessrio, so: (1) Temperatura do ar do impacto; (2) Calor do motor; (3) Calor solar; (4) Calor eltrico; e (5) Calor do corpo. necessrio nos tornarmos familiarizados com alguns termos e definies para entender-mos os princpios de operao dos sistemas de pressurizao e condicionamento de ar, como seguem: (1) Presso absoluta. a presso medida com

uma escala que tem o valor zero no vcuo completo.

(2) Temperatura absoluta. a temperatura me-

dida com uma escala que tem valor zero no

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ponto onde no existe movimento molecular (-273.1 C ou -459.6 F).

(3) Adiabtico. Uma palavra significando a

no transferncia de calor. O processo adiabtico aquele onde nenhum calor transferido entre a substncia, sendo trabalhada, e qualquer fonte externa.

(4) Altitude da aeronave. a altura real acima

do nvel do mar, na qual a aeronave est voando.

(5) Temperatura ambiente. a temperatura da rea imediatamente em volta do objeto sob discusso.

(6) Presso ambiente. a presso da rea ime-

diatamente em volta do objeto sob discus-so.

(7) Presso baromtrica padro. o peso dos

gases na atmosfera, suficiente para manter uma coluna de mercrio de 760 milmetros de altura (aproximadamente 30 IN.) ao nvel do mar (14.7 P.S.I.). Esta presso diminui com a altitude.

(8) Altitude de cabine. usado para expressar

a presso da cabine em termos da altitude equivalente acima do nvel do mar.

(9) Presso diferencial. a diferena entre a

presso atuando de um lado da parede e a presso atuando do outro lado. Nos sistemas de pressurizao e condicionamento de ar de aeronaves, a diferena entre a presso da cabine e a presso atmosfrica.

(10) Presso manmetro. uma medida de

presso em um vaso, container, ou linha, comparada com a presso ambiente.

(11) Aumento da temperatura devido ao ar de

impacto. o aumento da temperatura devido compresso de impacto sobre a superfcie de uma aeronave, viajando em alta velocidade atravs da atmosfera. A razo de incremento proporcional ao quadrado da velocidade do objeto.

(12) Escalas de temperatura.

(a) Centgrada. uma escala na qual 0 C

representa o ponto de congelamento da gua, e 100C equivale ao ponto de ebulio da gua ao nvel do mar. (b) Fahrenheit. uma escala na qual 32 F representam o ponto de congelamento da gua, e 212 F equivale ao ponto de ebulio da gua ao nvel do mar.

REQUISITOS BSICOS Os cinco requisitos bsicos para o bom funcionamento de um sistema de condiciona-mento de ar e pressurizao de cabine so: (1) Uma fonte de ar comprimido para pressuri-

zao e ventilao. As fontes de pressurizao da cabine podem ser, compressores acionados pelo motor da aeronave, supercarregadores independentes de cabine ou ar sangrado diretamente do motor da aeronave.

(2) Um meio de controle da presso da cabine

pela regulagem do fluxo de sada do ar da cabine. Isto conseguido por um regulador de presso da cabine e uma vlvula de fluxo de sada.

(3) Um mtodo de limitao da presso

mxima diferencial qual a rea pressurizada da cabine estar sujeita. Vlvulas de alvio de presso, vlvulas de alvio negativo (vcuo) e vlvulas de alijamento so utilizadas com essa finalidade.

(4) Um meio de regulagem da temperatura do

ar (na maioria dos casos resfriamento) sendo distribudo seo pressurizada da aeronave. Isso conseguido por um sistema de refrigerao, trocadores de calor, vlvulas de controle, elementos de aquecimento eltricos e um sistema de controle de aquecimento da cabine.

(5) As sees da aeronave que precisam ser pressurizadas, devem ser seladas para reduzir o vazamento indesejvel de ar ao mnimo. Essa rea deve ser capaz de suportar seguramente a presso diferencial mxima entre a cabine e a atmosfera, qual ela estar sujeita.

O projeto de cabine para suportar a

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presso diferencial e manter o vazamento de ar, dentro dos limites do sistema de pressurizao, basicamente um problema de engenharia estrutural e fabricao. Alm dos componentes j discutidos, vrias vlvulas, controles e unidades associadas so necessrias para completar o sistema de condicionamento de ar e pressurizao da cabine. Quando sistemas auxiliares, tais como dispositivos limpadores de pra-brisa, tanques de combustvel

pressurizado e tanques hidrulicos pres-surizados so requeridos, vlvulas de corte adicionais e unidades de controle devem ser instaladas. A figura 14-4 mostra um diagrama de um sistema de condicionamento de ar e pressuriza-o. Os detalhes exatos desse sistema so pecu-liares a somente um modelo de aeronave, mas o conceito geral similar aquele encontrado na maioria das aeronaves.

Figura 14-4 Tpico sistema de ar condicionado e de pressurizao. FONTES DE PRESSO DA CABINE

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Os supercarregadores internos de motores alternativos proporcionam o meio mais simples de pressurizao de cabine. Isso obtido pela canalizao de ar de uma tubulao, que supre ar comprimido de um supercarregador aos pis-tes. Essa configurao pode ser usada somente quando o carburador do motor est aps o fluxo do supercarregador. Quando o carburador est antes do fluxo do supercarregador, como freqentemente acontece, este mtodo no pode ser usado porque o ar comprimido contm combustvel.

O ar para a pressurizao da cabine pode tambm ser canalizado de um turbocarregador usado com um motor alternativo.

Existem vrias desvantagens na utilizao desses dois mtodos. O ar da cabine torna-se contaminado com odores de leo lubrificante, gases da exausto e combustvel. Tambm, a pressurizao da cabine a altas altitudes torna-se impossvel, quando a presso da descarga do supercarregador cair para aproximadamente a presso ambiente. Uma terceira desvantagem a queda na performance do motor prximo ao seu teto de servio, devido perda de ar para a pressurizao da cabine. Com motores turbinados a gs, a cabine pode ser pressurizada pela sangria de ar do compressor do motor. Usualmente, o ar sangrado de um compressor de motor suficientemente livre de contaminao, e pode ser usado seguramente para pressurizao da cabine. Porm, existem vrias desvantagens com a utilizao de ar sangrado de compressores de motores turbina. Essas desvantagens so: (1) A possibilidade de contaminao do ar por combustveis e lubri-ficantes em caso de vazamento e; (2) A depen-dncia do suprimento de ar em relao performance do motor. Devido s muitas desvantagens associadas s fontes de pressurizao, anteriormente descritas, compressores de cabine independentes tm sido projetados.

Esses compressores podem ser acionados pelo motor atravs de um acessrio de engrazamento, ou podem ser movimentados por um fluxo de ar proveniente de um compressor de motor turbinado.

Geralmente, os compressores podem ser separados em dois grupos, (1) Compressores

deslocamento-positivo; e (2) Compressores centrfugos. Compressores de cabine do tipo deslocamento positivo (supercarregadores) Includo neste grupo esto os compresso-res alternativos, compressores tipo turbina e os Roots. Os dois primeiros no so muito ade-quados pressurizao de cabine, devido grande quantidade de leo presente no ar distribudo para a cabine. A ao do compressor Roots (Figura 14-5) baseada na entrada de um volume pr-determinado de ar, o qual subseqentemente comprimido e entregue ao duto da cabine.

Figura 14-5 Esquema do compressor da cabine

do tipo Roots. Os rotores so montados em um aloja-mento em dois eixos paralelos. Os lbulos no se tocam nem no alojamento, e ambos os rotores giram mesma velocidade. O ar penetra nos espaos entre os lbulos, comprimido e entregue ao duto de ar da cabine. Uma vista em corte de um supercarrega-dor de cabine mostrado na figura 14-6. O alo-jamento do supercarregador normalmente ale-tado nas superfcies externas para aumentar sua rea de resfriamento. O efeito de resfriamento algumas vezes incrementado atravs do revesti-mento do alojamento do supercarregador e da passagem de uma corrente de ar atravs dele. O ar refrigerado tambm usado para reduzir a temperatura de peas internas; ele canalizado atravs de passagens usinadas nas cavidades do rotor, e expelido no lado da entrada da tampa do supercarregador. Para conseguir a entrega de ar livre de leo, os rolamentos do supercarregador so co-locados em cmaras separadas.

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Os eixos do rotor podem ser montados com selos fabricados de borracha resistente ao leo, que evitam a entrada de qualquer lubrificante no alojamento do compressor.

O uso de selos labirinto permite que uma

pequena quantidade de ar escape para o ambiente.

Algumas gotas de leo que possam ter atravessado pelo selo de borracha so ento assopradas de volta.

Figura 14-6 Vista em corte de um supercarregador de cabine do tipo Roots.

Compressores do tipo deslocamento positivo emitem um rudo agudo durante sua operao, devido s pulsaes do ar provocadas pelos rotores.

Silenciadores so usados com esses tipos de compressores para reduzir o nvel de rudo.

Compressores centrfugos de cabine

O princpio de operao de um compressor centrfugo baseado no aumento da energia cintica do ar, passando atravs da ventoinha. Com a rotao da ventoinha do compressor, o ar produzido no somente acelerado, mas tambm comprimido devido ao da fora centrfuga.

A energia cintica no ar ento convertida em presso no difusor. Existem dois tipos bsicos de difusores:

(1) Sem palheta, onde o ar entra no espao difusor diretamente aps

deixar a ventoinha; e (2) Aqueles possuidores de palhetas

direcionadoras. Um esquema de um compressor de

cabine centrfugo mostrado na figura 14-7.

Figura 14-7 Compressor centrfugo da cabine. O supercarregador mostrado na figura 14-8 essencialmente uma bomba de ar. Ele incor-pora uma ventoinha centrfuga, similar ao super carregador no sistema de induo de um motor

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alternativo. O ar externo sob a presso atmosfrica admitido ao supercarregador atravs de dutos e vertedouros adequados. Este ar comprimido pela ventoinha de alta velocidade entregue fuselagem. Os supercarregadores so normalmente movidos pelo motor atravs de um acoplamento conveniente, todavia, aeronaves turbo-jato utilizam supercarregadores (turbo-compresso-res) com acionamento pneumtico.

Figura 14-8 Vista pictorial de um

supercaregador de cabine do tipo centrfugo.

Os supercarregadores de cabine acionados pelo motor so, geralmente, montados em sua nacele. O supercarregador acoplado diretamente ao acessrio acionador por um eixo adequado. Um mecanismo de desacoplamento mecnico normalmente incorporado no sistema de acionamento para permitir a desconexo do supercarregador, em caso de mal funcionamento. O mecanismo de desacoplamento pode ser operado da cabine de comando pelos tripulantes. Na maioria das aeronaves no possvel ou permissvel o reacoplamento do supercarregador em vo, uma vez que o mesmo tenha sido desconectado. Os supercarregadores acionados pelo mo-tor, usados em aeronaves com motor alternativo, necessitam de um mecanismo de acionamento de regime varivel. A relao de engrenagens desses supercarregadores ajustada automaticamente, para compensar as mudanas de R.P.M. do motor ou da presso atmosfrica. Normalmente, a relao de engrenagens 8 a 10 vezes a velocidade do motor, quando operando em condies de

cruzeiro. O regime de acionamento est no mximo quando operando em altas altitudes com o motor em baixa R.P.M. Os turbocompressores usados em aerona-ves turbo-jato podem ser localizados nas nace-les do motor ou na fuselagem. Pode haver at quatro turbocompressores em uma aeronave. Um turbocompressor consiste de uma turbina acionada por presso de ar que, por sua vez, aciona uma ventoinha. O suprimento de ar comprimido usado para operar o turbocompressor tomado do sistema pneumtico da aeronave. A velocidade do turbocompressor controlada pela variao do suprimento de ar comprimido para sua turbina. Os supercarregadores de cabine de todos os tipos possuem seus prprios sistemas de lu-brificao. O lubrificante pode ser o mesmo tipo usado para lubrificao do motor, ou poder ser um leo especial similar ao fluido hidrulico. Os rolamentos e engrenagens do su-percarregador so lubrificados por presso e por pulverizao. O sistema de lubrificao tpico incorpora uma bomba, vlvula de alvio, crter, sistema de resfriamento e, algumas vezes, um tanque de leo separado. A alta velocidade em uma ventoinha uma limitao importante em todos os supercarregadores. Quando a velocidade na extremidade externa da ventoinha atinge a velocidade do som, a ventoinha rapidamente perde a sua eficincia como uma bomba. Uma limitao, igualmente importante, envolve a presso de descarga criada nas sadas dos dutos de ar. Se a presso de descarga excessiva, a ventoinha pode sofrer um estol ou vibrao. Controle do supercarregador A funo do sistema de controle do super-carregador manter um volume regularmente constante de sada de ar do supercarregador. Isso conseguido no sistema usado em aeronave com motor alternativo, pela variao do regime de acionamento do supercarregador. O regime de acionamento entre a ventoinha do supercarregador e o motor variado, para compensar as mudanas na R.P.M. do motor ou presso atmosfrica. Isto conseguido por meio de um mecanismo automtico que compara o fluxo de ar da sada do supercarregador e, atravs de uma caixa de

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mudana de velocidade varivel, ajusta a velocidade da ventoinha sempre que a sada do fluxo de ar varia do seu valor pr-fixado. A quantidade de F.H.P. (Friction HorsePower) tirada do motor para acionar o supercarregador dependente do regime de acionamento. As perdas so mnimas durante uma operao em baixo regime, quando a energia requerida para girar a ventoinha est no mnimo.

As perdas so de aproximadamente 75 F.H.P. em alto regime e 25 F.H.P. em baixo regime. Essa perda ocorre em altas altitudes, onde, os motores que impulsionam os supercarregadores de cabine podem requerer 3 a 4 polegadas de HG na linha de presso para produzir o mesmo B.H.P. (Brake Horsepower) como o dos outros motores. A velocidade da ventoinha do supercarre-gador , portanto, ajustada pelo sistema de con-trole, para manter uma massa constante de fluxo de ar de sada. Se variveis, tais como altitude, tendem a aumentar ou diminuir a sada, o mecanismo de controle provoca a correo do regime de acionamento. Mudanas do regime de acionamento so tambm amenizadas por vrios requintados sistemas, para prevenir contra a acelerao ou desacelerao rpida, que podem resultar em desconfortveis vibraes na pressurizao. Srias conseqncias podem ocorrer se a velocidade da ventoinha tornar-se mais alta que a sua velocidade mxima projetada. Para proteger o supercarregador contra tais ocorrncias, um sistema tpico tem um governador de sobrevelocidade. Essa unidade similar a um governador de contrapeso de hlice. O governador de sobrevelocidade atua em uma vlvula para posicionar o mecanismo de controle para a posio baixo regime. Ele trabalha automaticamente para reduzir a R.P.M. da ventoinha, quando ocorrer uma sobreveloci-dade. Algumas instalaes tambm tm uma vlvula operada eletricamente, que posicionam o mecanismo de controle para a posio de baixa velocidade. Essa vlvula de velocidade mnima pode ser operada manualmente da cabine de comando, ou automaticamente por um interruptor no montante do trem de pouso. Ele usado basicamente para reduzir o regime de acionamento do supercarregador quando a

pressurizao no estiver sendo usada, ou quando ocorrerem emergncias. Instrumentos do supercarregador O principal instrumento associado ao supercarregador um medidor de fluxo de ar. Este instrumento normalmente mede a presso diferencial entre a entrada e a sada do supercarregador. Em alguns casos existem dois ponteiros para indicar as presses de entrada e sada na mesma escala. O medidor de fluxo de ar (ou presso de entrada e sada) indica a operao adequada do supercarregador. Leituras altas, leituras baixas ou leituras flutuantes indicam vrios tipos de mal funcionamento. Indicaes de presso e temperatura do leo esto tambm disponveis em instrumentos apropriados na cabine de comando. Em alguns casos, luzes de aviso podem ser usadas, no lugar ou em complemento a esses instrumentos. Compressores de cabine acionados pelo motor so usados em aeronaves turbolice. Esses compressores no tm uma variao de velocidade, devido a operao dos motores turbolice serem relativamente constante. A sada desse tipo de compressor controlada pela variao automtica do fluxo de ar de entrada, atravs de um mecanismo sensor de fluxo de ar e uma vlvula de entrada adequada, que mantm uma sada de fluxo de ar constante. Ordinariamente uma vlvula tipo "surge" e "dump" usada na sada do compressor. Em alguns sistemas este o nico tipo de controle empregado para o compressor. A vlvula tipo "surge" e "dump" previne contra a perturbao do fluxo de ar do compressor pela reduo da presso de sada, quando as demandas do sistema so intensas. A vlvula tambm pode descarregar completamente a presso de sada, quando a sada do compressor no for mais necessria. Esta vlvula pode ser operada da cabine de co-mando e, tambm, por vrios sistemas automticos de controle. Quando a vlvula "surge" e "dump" aberta, a sada do compressor de cabine acionada pelo motor descarregada para fora de bordo atravs de dutos apropriados. Os instrumentos usados em conjunto,

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com os compressores acionados pelo motor, so similares queles usados com o supercarregador de velocidade varivel. Um medidor de presso de entrada e descarga mede as presses do compressor. Alta temperatura e baixa presso do leo do compressor so normalmente indicadas por luzes de aviso. Os turbocompressores usados em aeronaves turbojato so similares em operao aos turbocarregadores, movidos pelo escape usados em alguns motores alternativos. A fora derivada do sistema pneumtico da aeronave usada para a turbina da unidade. Desde que os turbocompressores no sejam apontados diretamente sobre eixos acionadores do motor, eles podem ser colocados na nacele do motor ou na fuselagem. Ordinariamente unidades turbocompressoras mltiplas so usadas para prover o alto fluxo de ar necessrio as grandes aeronaves turbojato. A sada das unidades dos turbo compressores usualmente controlada pela variao do suprimento pneumtico da turbina. O suprimento de ar pneumtico obtido de uma seo do compressor do motor turbojato. Este suprimento de ar regulado para uma presso constante de aproximadamente 45 P.S.I. a 75 P.S.I. O sistema pneumtico de presso de ar tambm usado para operar o sistema anti-gelo e outros sistemas da aeronave, assim sendo, vrias vlvulas de corte e unidirecionais so usadas para isolar unidades inoperantes do sistema tur-bocompressor. A sada do turbocompressor controlada automaticamente por uma vlvula de controle de fluxo de ar, e palhetas de entrada servo operadas. As palhetas de entrada controlam o suprimento de ar do sistema pneumtico do compressor da turbina; elas abrem ou fecham de acordo com o sinal de presso de ar captado pela vlvula de controle de fluxo de ar. A velocidade do compressor aumentada ou diminuda para manter um volume de ar na sada, relativamente constante. A velocidade do turbocompressor ir por conseguinte aumentar com a altitude. O principal controle do turbocompressor uma simples vlvula "liga-desliga". Essa vlvula localizada no duto de ar pneumtico. Na posio desligada ela fecha completamente o suprimento pneumtico para a turbina. Vrios

circuitos especiais tambm podem atuar junto a essa vlvula de corte, quando a operao do turbocompressor no for desejada. A maioria das unidades de turbocompres-sores incorporam um controle de sobrevelocidade. Uma unidade de controle de sobrevelocidade tpico um simples governador com contrapesos, que faz com que o turbocompressor seja completamente fechado quando uma certa R.P.M. limite atingida. Normalmente, a vlvula de corte do duto pneumtico fechada por um controle de sobrevelocidade. O sistema de turbocompressor tambm usa uma vlvula do tipo "surge" e "dump", similar as usadas para compressores acionados pelo motor. Os instrumentos da cabine de comando so os mesmos que os usados em sistemas acionados pelo motor, com a adio de um tacmetro que mede a velocidade do turbocompressor. Essa velocidade, em uma aeronave tpica, varia de aproximadamente 20.000 R.P.M. ao nvel do mar a 50.000 R.P.M. a 40.000 ps O controle de sobrevelocidade deve ser ajustado para cerca de 55.000 R.P.M. VLVULAS DE PRESSURIZAO O controle principal do sistema de pressurizao a vlvula de sada de fluxo. Essa vlvula colocada em uma parte pressurizada da fuselagem, normalmente na parte inferior dos compartimentos. A finalidade da vlvula permitir a sada do excesso de ar, atravs de aberturas adequadas na carenagem da asa, ou do revestimento da fuselagem. Pequenas aeronaves usam uma vlvula de sada de fluxo; grandes aeronaves podem usar at trs vlvulas, as quais trabalham em conjunto para prover o necessrio volume de fluxo de sada. Um tipo de vlvula de sada de fluxo uma simples borboleta, que aberta ou fechada por um motor eltrico. O motor recebe sinais eltricos amplificados de um controlador de pressurizao para variar a posio da vlvula para um vo pressurizado. Algumas aeronaves usam uma vlvula de sada de fluxo pneumtica (figura 14-9). Essa vlvula recebe sinais de um controle de pressurizao na forma de presses controladas de ar. As presses de ar que operam a vlvula

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so obtidas da alta presso dentro da cabine, com assistncia da presso do sistema pneumtico no motor da aeronave. Em muitas aeronaves, a vlvula de sada de fluxo ser mantida completamente aberta no solo por um switch, acionado pelo trem de pouso. Durante o vo, conforme o ganho de altitude, a(s) vlvula(s) fecha(m) gradualmente para produzir uma grande restrio ao fluxo de sada do ar da cabine. A razo de subida ou descida da cabine determinada pela razo de abertura ou fechamento da(s) vlvula(s) de sada de fluxo.

Figura 14-9 Tpica vlvula pneumtica de sada de fluxo.

Durante o vo de cruzeiro, a altitude da cabine diretamente relacionada ao grau de abertura da vlvula de sada de fluxo. Em adio a(s) vlvula(s) de sada de fluxo controlvel, uma vlvula de alvio de presso de cabine usada em todas as aeronaves pressurizadas. Essa vlvula pode ser construda em uma vlvula de sada de fluxo, ou pode ser uma unidade inteiramente separada. A vlvula de alvio de presso automaticamente abre, quando a presso diferencial da cabine alcana um valor pr-fixado. Todas as aeronaves pressurizadas requerem alguma forma de vlvula de alvio de presso negativa. Essa vlvula tambm pode ser incorporada na vlvula de sada de fluxo ou pode ser uma unidade individual. Uma forma comum de vlvula de alvio de presso negativa, uma simples superfcie articulada na parede traseira (pressure dome) da cabine.

Essa vlvula abre quando a presso de ar externa for maior que a presso da cabine. Durante o vo pressurizado, a presso interna da cabine mantm essa superfcie fechada. A vlvula de alvio de presso negativa previne contra a ocorrncia acidental de uma altitude de cabine maior que a altitude da aeronave. A sada do fluxo de ar da cabine tambm pode ser conseguida atravs de uma vlvula operada manualmente. Essa vlvula pode ser chamada de vlvula de alvio de segurana, vlvula de despressurizao manual ou qualquer outro termo similar. A vlvula manual usada para controlar a pressurizao quando todos os outros meios de controle falharem. A inteno bsica permitir uma despressurizao rpida durante fogo ou descida de emergncia. Controles de pressurizao O controlador de pressurizao (fig 14-10) a fonte de sinais de controle para o sistema de pressurizao. O controlador proporciona os ajustes para obteno do tipo de condio pressurizada. A maioria dos operadores especificam procedimentos de operao padro para o controlador, os quais mostraram ser os melhores para seus particulares tipos de opera-o. O controlador parece muito com um alt-metro, e tem vrios botes adicionais de ajusta-gem.

O mostrador graduado em incrementos de altitudes de cabine superiores a aproximada-mente 10.000 ps Normalmente, existe um ponteiro, que pode ser ajustado para a altitude de cabine desejada atravs do boto

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Figura 14-10 Controlador da pressurizao. de ajuste da altitude de cabine. Em alguns casos, existe outro ponteiro, ou uma escala rotativa, que tambm indica a correspondente altitude de presso da aeronave. Um boto separado ajusta o controlador ajustagem existente no altmetro (ou presso baromtrica ao nvel do mar). A ajustagem ba-romtrica selecionada indicada em um segmento separado do mostrador. O terceiro boto no controlador ajusta a razo de mudana de altitude da cabine. Esses ajuste pode ser feito em um controle separado em algumas instalaes. Quando os botes do controlador so ajustados, as correes so feitas por um dispositivo de sinalizao eltrico ou pneumtico, dentro do controlador. O ajuste comparado presso existente na cabine por uma cpsula aneride ou um fole a vcuo. Se a altitude da cabine no corresponde quela ajustada pelos botes, o fole a vcuo produz o sinal apropriado para a vlvula de sada de fluxo. Quando os foles determinam que a altitude da cabine alcanou quela para a qual ela foi ajustada, os sinais para a vlvula de sada de fluxo so interrompidos. Enquanto ou-tros fatores no mudarem, a vlvula de sada de fluxo permanece na ajustagem para manter a presso de cabine desejada. O controlador pode perceber qualquer mudana, tais como a variao da altitude da aeronave ou perda de um supercompressor, e reajustar a vlvula de sada de fluxo como

necessrio. O controle de razo determina quo rpido sinais so enviados vlvula de sada de fluxo. Em alguns controladores a razo do sinal parcialmente automtica. O ajuste barom-trico compensa o controlador para os erros nor-mais em altimetria, que so encontrados na maioria dos vos. Essa ajustagem aumenta a preciso do controlador e, como um exemplo, protege a cabine de estar parcialmente pressuri-zada enquanto um pouso estiver sendo realizado. Os sinais que se originam no controlador so muito fracos. Isso devido a ele ser um instrumento delicado, que no pode trabalhar com altas voltagens eltricas ou foras pneumticas. Esses fracos sinais so amplificados, eltrica ou pneumaticamente, para operar a vlvula de sada de fluxo. Vrios instrumentos so usados em conjunto com o controlador de pressurizao. O medidor de presso diferencial da cabine indica a diferena entre a presso interna e a externa. Esse instrumento deve ser monitorado para assegurar que a cabine no est se aproximando da presso diferencial mxima permitida. Um altmetro de cabine tambm provido como um verificador da performance do sistema.

Em alguns casos, esses dois instrumentos so conjugados em um. Um terceiro instrumento indica a razo de subida ou descida. Um instrumento de razo de subida e um altmetro de cabine so ilustrados na Figura 14-11.

Figura 14-11 Instrumentos de controle da pressurizao. SISTEMA DE CONTROLE DA PRESSO DA CABINE O sistema de controle da presso da cabine projetado para proporcionar a

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regulagem da presso da cabine, alvio de presso positiva, alvio de presso negativa, e os meios para seleo da altitude de cabine desejada na faixa isobrica e diferencial. Em adio, o descarregamento da presso de cabine uma funo do sistema de controle de presso. Um regulador da presso de cabine, uma vlvula de sada de fluxo e uma vlvula de segurana so usados para realizar essas funes. Regulador da presso da cabine O regulador da presso da cabine controla a presso da cabine a um valor selecionado na faixa isobrica, e, alm de limit-la a um valor diferencial pr-fixado na faixa. A faixa isobrica mantm a cabine a uma altitude de presso constante, durante o vo em vrios nveis. Ela usada at que a aeronave al-cance a altitude na qual a diferena entre a presso interna e a externa da cabine seja igual a maior presso diferencial, para a qual a estrutura da fuselagem foi projetada. O controle diferencial usado para evitar que a presso

diferencial mxima, para a qual a fuselagem foi construda, seja excedida. Essa presso diferencial determinada pela resistncia estrutural da cabine e, freqentemente, pelo relacionamento entre o ta-manho da cabine e as provveis reas de ruptura, tais como as reas de janelas e portas. O regulador da presso da cabine proje-tado para controlar a presso, pela regulagem da posio da vlvula de sada de fluxo. O regulador normalmente proporciona controle, totalmente automtico ou manual, da presso dentro da aeronave.

A operao normal automtica, requerendo somente a seleo da altitude de cabine desejada e a razo de mudana da pres-so da cabine. O regulador da presso da cabine pode ser integralmente construdo com a vlvula de sada de fluxo, ou pode ser montado remotamente de uma vlvula de sada de fluxo, e conectado a ela atravs de tubulao. Em qualquer caso, o princpio de operao similar.

Figura 14-12 Regulador de presso do ar da cabine.

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O regulador ilustrado na figura 14-12 integrante da vlvula de sada de fluxo. Esse re-gulador do tipo de presso diferencial, normalmente fechado, controlado e operado pneumaticamente. Esse tipo de regulador consiste de duas sees principais: (1) A seo da cabea e da cmara de referncia; e (2) A se-o da vlvula de sada de fluxo e diafragma. A seo da vlvula de sada de fluxo e diafragma contm uma base, uma vlvula de sada de fluxo atuada por mola, um diafragma atuador, um diafragma de equalizao e um prato separador. O prato separador fixado extremidade da guia, a que se expande do centro da capa do conjunto. A vlvula de sada de fluxo desliza na guia entre a tampa e o prato separador e, forada por ao de mola na posio fechada, de encontro base. O diafragma de equalizao estende-se alm da rea do prato separador at a vlvula de descarga, criando uma cmara pneumtica entre o prato separador fixo e a face interna da vlvula de sada de fluxo. O ar da cabine flui para essa cmara atravs de orifcios no lado da vlvula de sada de fluxo, para exercer uma fora contra a face interna, opondo tenso de mola para abrir a vlvula. O diafragma atuador expande-se alm da vlvula de descarga para a capa do conjunto, criando uma cmara pneumtica entre a capa e a face externa da vlvula de descarga. O ar da seo da cabea e cmara de referncia flui atravs de orifcios na capa, enchendo essa cmara, e exercendo uma fora contra a face externa da vlvula de descarga para auxiliar a tenso da mola na manuteno. A posio da vlvula de descarga controla o fluxo do ar da cabine para a atmosfera, para controle da presso da cabine. A ao dos componentes na seo da cabea e cmara de referncia controla os movimentos da vlvula de descarga pela variao da presso do ar da cmara de referncia, sendo exercida contra a face externa da vlvula. A cabea e a seo da cmara de referncia encerram um sistema de controle isobrico, um sistema de controle diferencial, um filtro, uma vlvula de teste no solo, uma conexo para a linha esttica e uma vlvula solenide de ar. A rea dentro da cabea chamada de cmara de referncia.

O sistema de controle isobrico incorpora um aneride a vcuo, um balancim, uma mola auxiliar e uma vlvula de calibrao isobrica. Um dos extremos do balancim liga-se a cabea pelo aneride a vcuo. O outro extremo do brao do balancim posiciona a vlvula de calibrao numa posio normalmente fechada, de encontro a um orifcio de passagem na cabea. A mola auxiliar, entre a sede da vlvula calibradora e o retentor da mola, faz a vlvula mover-se da sua sede, o quanto for permitido pelo brao do balancim. O sistema de controle diferencial inclui um diafragma, balancim, vlvula de calibrao e mola auxiliar. Um dos extremos do brao do balancim fica ligado a um diafragma na cabea. O diafragma forma uma face sensitiva entre a cmara de referncia e uma pequena cmara na cabea. Essa cmara aberta para a atmosfera pela passagem ligada linha esttica. A presso atmosfrica atua de um lado do diafragma, e a presso da cmara de referncia do outro. O extremo oposto do balancim posiciona a vlvula calibradora na posio normalmente fechada contra a passagem na cabea. A mola auxiliar, entre a sede da vlvula e o retentor, faz com que esta afaste-se da sede o quanto for permitido pelo balancim. Sempre que a presso do ar da cmara de referncia for suficiente para comprimir o aneride, o balancim pivoteia sobre o seu ponto de apoio. Isso permite vlvula de calibrao mover-se de sua sede o equivalente compresso no aneride. Quando a vlvula de calibrao aberta, o ar da cmara de referncia flui para a atmosfera atravs de uma conexo com a linha esttica. Pela regulagem da presso do ar da cmara de referncia, os sistemas de controle isobrico e diferencial comandam os braos da vlvula de sada de fluxo, proporcionando trs meios de operao chamados despressurizao, isobrica e diferencial. Durante a operao de despressurizao, figura 14-13, a presso da cmara de referncia suficiente para comprimir o aneride isobrico e abrir a vlvula de calibrao. O ar da cabine, entrando na cmara de referncia atravs do orifcio de ar, flui para a atmosfera atravs da vlvula de calibrao isobrica.

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Figura 14-13 Regulador da presso da cabine

durante a despressurizao. Considerando que o orifcio de ar da cabine menor que o orifcio formado pela vlvula de calibrao, a presso na vlvula de referncia mantida em um valor ligeiramente menor que a presso da cabine. medida que a presso aumenta na cabine, a presso diferencial entre a face interna e a externa da vlvula de sada de fluxo aumenta. Isso desaloja a vlvula de sada de fluxo e propicia a sada do ar da cabine para a atmosfera. medida que a faixa isobrica (figura 14-14) alcanada, a presso da cmara de referncia, que est diminuindo na mesma razo da presso atmosfrica, ter diminudo o bastante para permitir que o aneride isobrico se expanda, e mova a vlvula de calibrao em direo sua sede. Como resultado, o fluxo de ar da cmara de referncia atravs da vlvula de calibrao reduzido, evitando redues posteriores na presso de referncia. Em resposta s ligeiras modificaes na presso da cmara de refern-cia, o sistema de controle isobrico ajusta a presso de referncia para mant-la substancialmente constante na cmara, atravs da faixa isobrica de operao. Respondendo ao diferencial entre a presso constante da cmara de referncia, e a presso varivel da cabine, a vlvula de sada de fluxo abre ou fecha, regulando o ar da cabine, conforme

necessrio, para manter constante a presso.

Figura 14-14 Regulador da presso da cabine

no alcance isobrico. medida que a faixa diferencial alcan-ada, a presso diferencial entre a constante presso de referncia e a diminuio da presso atmosfrica torna-se suficiente para mover o diafragma, e abrir a vlvula de calibrao diferencial.

Como resultado, o ar da cmara de referncia flui para a atmosfera atravs da vlvula de calibrao diferencial, reduzindo a presso de referncia. Respondendo ao decaimento da presso de referncia, o aneride isobrico expande e fecha a vlvula de calibrao isobrica completamente. A presso da cmara de referncia agora controlada, atravs da vlvula de calibrao diferencial, pela presso atmosfrica incidindo contra a o diafragma diferencial. medida que a presso atmosfrica diminui, a vlvula de calibrao abre mais, permitindo `a presso de referncia diminuir proporcionalmente. Respondendo presso diferencial entre a presso da cabine e a presso de referncia, a vlvula de sada de fluxo abre ou fecha para calibrar o ar da cabine, e manter um valor de presso diferencial pr-determinado. Em adio s caractersticas de controle automtico descritas, o regulador incorpora uma vlvula de teste no solo e uma vlvula

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solenide de ar, ambas localizadas na cabea e seo da cmara de referncia. A vlvula solenide de ar uma vlvula, eletricamente ativada, mantida em uma posio normalmente fechada, contra uma passagem atravs da cabea, que abre a cmara de referncia atmosfera. Quando a chave de presso da cabine posicionada em "RAM" o solenide do regulador abre, fazendo com que o regulador drene o ar da cabine para a atmosfera. A vlvula de teste no solo (ver figura 14-12) um controle manualmente operado, com trs posies, que permitem verificaes de performance do regulador e do sistema de pressurizao da cabine. Na posio "Teste only-all off" a vlvula faz com que o regulador fique completamente inoperante.

Na posio "test only-differential on", a vlvula faz com que o sistema de controle isobrico fique inoperante, de tal forma que a operao do sistema de controle diferencial possa ser verificado. Na posio "Flight", a vlvula permite que o regulador funcione normalmente. A vlvula de teste no solo dever ser sempre frenada na posio "Flight", exceto quando em teste. Vlvula de segurana da presso de ar da cabine A vlvula de segurana da presso de ar da cabine (figura 14-15) uma combinao de vlvula de alvio de presso positiva, de presso negativa e vlvula de alijamento.

Figura 14-15 Vlvula de segurana da presso de ar da cabine.

A vlvula de alvio de presso positiva impede que a presso da cabine ultrapasse uma

presso diferencial pr-determinada acima da presso ambiente. A vlvula de presso

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negativa impede que a presso do ambiente ultrapasse a presso da cabine, permitindo que o ar externo entre quando a presso ambiente ultrapassa a presso da cabine. A vlvula de alijamento ilustrada na figura 14-15 atuada por uma chave de controle da cabine. Quando esta chave posicionada para "RAM", a vlvula solenide abre, fazendo com que a vlvula de segurana alije ar para a atmosfera. Em algumas instalaes, um sistema manual, usando cabos e alavancas, usado para atuar a vlvula de alijamento. A vlvula de segurana consiste de uma seo da vlvula de sada de fluxo e uma cmara de controle. A seo da vlvula de sada de fluxo, e a cmara de controle, so separadas por um diafragma flexvel, sensvel presso.

O diafragma exposto presso da cabine no lado da vlvula de sada de fluxo e presso da cmara de controle no lado oposto. O movimento do diafragma faz com que a vlvula de sada do fluxo abra ou feche. Uma abertura provida de filtro na vlvula de sada de fluxo permite que o ar da cabine entre na cmara de referncia. A guia da vlvula de sada de fluxo estende-se a essa abertura para limitar o fluxo de ar para dentro dessa cmara. A presso de ar, dentro da cmara de referncia, exerce uma fora contra a face interna da vlvula de sada de fluxo para auxiliar a tenso da mola na manuteno da vlvula fechada. A presso do ar da cabine, contra a face externa da vlvula de sada de fluxo, produz uma fora de oposio tenso da mola para abrir a vlvula. Sob condies normais, as foras combinadas dentro da cmara de referncia so capazes de manter a vlvula de sada de fluxo na posio "fechada". O movimento da vlvula de sada de fluxo de fechamento para abertura, permite ao ar da cabine escapar para a atmosfera. A cabea incorpora uma cmara interna, chamada cmara de controle de alvio de pres-so. Dentro da cmara de controle esto locali-zados dois diafragmas de alvio de presso, a mola de calibrao, o parafuso de calibrao e a vlvula de calibrao acionada por mola. A ao desses componentes dentro da cmara, controla o movimento da vlvula de sada de fluxo durante a operao normal.

Os dois diafragmas formam trs compar-timentos pneumticos dentro da cmara de con-trole. O compartimento interno est aberto para a presso da cabine, atravs de uma passagem na guia da vlvula de sada de fluxo. O compartimento central est aberto para a cmara de referncia e, d vazo para o compartimento externo, atravs de um furo dreno na vlvula de calibrao. O fluxo do ar da cmara de referncia do compartimento central para o compartimento externo controlado pela posio da vlvula de calibrao, a que mantida na posio normal-mente fechada por ao de mola. O comparti-mento externo, no qual a mola e o parafuso de calibrao esto localizados, est aberto para a atmosfera atravs de uma passagem na cabea. A presso atmosfrica, atuando contra os diafragmas, auxilia a mola de calibrao na ma-nuteno da vlvula de calibrao fechada. A presso da cabine, agindo sobre os diafragmas, atravs do compartimento interno, tenta abrir a vlvula de calibrao, deslocando-os de volta contra o parafuso de calibrao. Sob condies normais, as foras combinadas da presso atmosfrica e da mola calibradora mantm a vlvula de calibrao distante do parafuso, mantendo-a fechada. O alvio da presso ocorre quando a pres-so da cabine excede a presso atmosfrica de um valor pr-determinado. Nesse ponto, a pres-so da cabine supera as foras combinadas da presso atmosfrica e da tenso da mola na cmara de controle, movimentando a vlvula de calibrao de volta, contra o parafuso de calibrao. Com a vlvula aberta, o ar da cmara de referncia pode escapar atravs do compartimento externo para a atmosfera. medida que a presso do ar da cmara de referncia reduzida, a fora da presso da cabine contra a vlvula de sada de fluxo supera a tenso da mola e abre a vlvula, permitindo que o ar da cabine flua para a atmosfera. A razo de fluxo do ar da cabine para a atmosfera determinada pelo quanto a presso diferencial cabine-atmosfera excedeu o ponto de calibrao. medida que a presso da cabine reduzida, as foras abrindo a vlvula sero proporcionalmente reduzidas, permitindo vlvula retornar posio, normalmente fechada, conforme as foras se tornem balanceadas.

14-20

Em adio aos meios de operao au-tomtica descritos, a vlvula inclui os meios para acionamento eltrico para a posio de ali-jamento. Isso conseguido por uma passagem na cabea, permitindo ao ar da cmara de refe-rncia escoar diretamente para a atmosfera. O fluxo de ar, atravs da passagem, controlado por uma vlvula de esfera e uma vlvula solenide. A vlvula solenide mantida na posio normalmente fechada por ao de mola. Quando a vlvula solenide aberta pelo posicionamento da chave de presso na cabine em "RAM", o ar flui da cmara de referncia, diminuindo a presso de referncia, e permitindo vlvula de sada de fluxo abrir e alijar o ar da cabine. Deve ser lembrado que a descrio prece-dente do sistema de controle de presso para

finalidades ilustrativas, e no deve ser interpre-tado como representando uma construo parti-cular ou modelo de aeronave. O manual do fabricante sempre aplicvel aos detalhes e limitaes do sistema, para a aeronave com a qual voc est envolvido. Distribuio de ar O sistema de distribuio de ar da cabine inclui: (1) dutos de ar, (2) filtros, (3) trocadores de calor, (4) silenciadores, (5) vlvulas unidire-cionais, (6) umidificadores, (7) sensores de controle de fluxo de massa, e (8) medidores de fluxo de massa. O sistema de distribuio mostrado na figura 14-16 tpico dos sistemas usados em pequenas aeronaves turbolice.

Figura 14-16 Tpico sistema de distribuio de ar.

O ar entra na cabine do supercompressor atravs de uma abertura, com tela na tomada de ar do radiador de leo do motor esquerdo. Se a tela da entrada de ar estiver obstruda por gelo, uma porta sob presso de mola ao lado da tela abre, permitindo ao ar desviar-se da tela. Do supercarregador da cabine, o ar passa atravs de uma vlvula de corte na parede de fogo, uma vlvula de alvio de presso e um silenciador, que abafa o barulho e as pulsaes do supercarregador.

O ar ento passa atravs de uma vlvula de controle de fluxo, que controla a razo do

fluxo de ar, para manter o mximo de libras de fluxo de ar por minuto.

Dutos de ar Dutos com seo retangular ou circular so os mais usados nos sistemas de distribuio de ar.

Os dutos de seo circular so usados sempre que for possvel; os retangulares so geralmente usados onde os dutos circulares no podem ser empregados, devido s limitaes de espao ou da instalao.

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Os dutos retangulares podem ser utilizados na cabine, onde uma aparncia mais agradvel desejada.

Os dutos de distribuio para vrias zonas da cabine, sadas de ar individuais para passageiros, e desembaador de janelas, podem ter vrias formas. Exemplos de duto circular, retangular, elpitico e perfilado so ilustrados na figura 14-17.

.

Figura 14-17 Seco em corte dos dutos de

distribuio de ar.

Os dutos de suprimento de ar da cabine so usualmente feitos de ligas de alumnio, ao inoxidvel ou plstico.

Tubos condutores para ar com temperaturas acima de 200 C so feitos de ao inoxidvel.

As partes da tubulao, onde a tem-peratura do ar no excede 100 C, so constru-das de alumnio macio.

Dutos plsticos, rgidos ou flexveis so usados como dutos de sada para a distribuio de ar condicionado

Figura 14-18 Suportes de dutos e foles de expanso.

Desde que ar quente seja canalizado atravs do sistema de dutos, importante que seja permitido ao duto expandir-se (expanso devido ao calor), e retrair-se novamente quando o ar resfria. Essa expanso e contrao deve ocorrer sem perda da integridade do duto. Foles de expanso (figura 14-18) so incorporados em vrias posies ao longo do sistema de

dutos, para permitir que estes se expandam ou contraiam. Em geral, so necessrios apoios em ambos os lados das conexes com foles, um apoio fixo em lado para impedir o movimento do duto e um apoio corredio com um suporte fixo no outro lado. O apoio corredio permite o movimento do aneride, enquanto a seo do

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duto estiver sob presso. Sistemas tpicos de apoio de duto so mostrados na figura 14-18. Sempre que um duto for angulado, dispo-sitivos so providenciados para prevenir quanto s foras nas extremidades, as quais tendem a empurrar as sees dos dutos separadamente. Isso pode ser conseguido com um suporte externo oscilante, o qual fixa o duto estrutura rgida da aeronave (figura 14-19).

Em alguns casos, uma conexo articulada incorporada dentro do prprio duto para transmitir as cargas nas extremidades. O elo de trao dentro do fole assemelha-se a um nico elo de corrente que junta dois segmentos de dutos. A figura 14-20 ilustra uma conexo desse tipo.

Figura 14-19 Suportes tpicos para dutos em

ngulo.

Figura 14-20 Conexo interna de um fole de expanso.

Filtros O ar entregue a uma cabine pressurizada de um supercarregador ou compressor de turbina pode conter partculas de sujeira, vapor de leo ou outras impurezas. Ar no filtrado, o qual contm uma considervel quantidade de impurezas, usualmente tem um odor desagradvel, causando dor de cabea e nusea.

Filtros so geralmente incorporados na tubulao para purificao do ar. SISTEMAS DE AR CONDICIONADO A funo de um sistema de ar condicionado manter uma temperatura confortvel dentro da fuselagem da aeronave. O sistema ir elevar ou abaixar a temperatura do ar conforme necessrio, para se obter a temperatura desejada. A maioria dos sistemas capaz de manter a temperatura de sada do ar entre 70 e 80 F, com temperaturas de sada do ar normalmente programadas. Este ar com a temperatura condicionada ento distribudo para que haja um mnimo de estratificao (camadas quentes e frias). O sistema, em adio, deve possuir con-trole de umidade, prevenir contra o embaa-mento das janelas, e deve manter a temperatura dos painis de parede e piso sob nvel confor-tvel. Em um sistema tpico, a temperatura do ar comparada desejada, selecionado nos controles de temperatura. Ento, se a temperatura no est correta, aquecedores ou resfriadores so colocados em operao para mudar a temperatura do ar, que misturado, produzindo uma temperatura uniforme na cabine. Em resumo, um sistema de condicionamento de ar projetado para desenvolver uma ou todas das seguintes funes: (1) ventilao; (2) aquecimento; e (3) resfriamento. Ventilao A ventilao obtida atravs de dutos de ar pressurizado, instalados nas superfcies dianteiras, inferiores ou superiores da aeronave, ou atravs de outras tomadas de ventilao nas paredes da aeronave.

O ar entrando nestas aberturas usualmente passa dentro do mesmo sistema de duto, usado para aquecimento e resfriamento. Em algumas aeronaves, ventiladores e as-sopradores de reciclagem esto presentes no sistema para auxiliar na reciclagem do ar. Muitas aeronaves tem conexo de solo para receber aquecimento, resfriamento ou ventilao de equipamentos de apoio de solo, quando estacionados.

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SISTEMA DE AQUECIMENTO A maior parte das necessidades de aqueci-mento para ar condicionado conseguida auto-maticamente quando o ar comprimido pelos supercarregadores de cabine. Em muitos casos, o calor no necessita ser adicionado. A compresso do ar freqentemente proporciona mais aquecimento que o necessrio. Consequentemente, resfriamento em alguns graus necessrio, mesmo quando a temperatura do ar de sada no alta. Quando um grau de aquecimento, em adi-o quele obtido do "calor da compresso" necessrio, um dos seguintes tipos de sistemas colocado em operao: (1) aquecedores a combusto de gasolina; (2) aquecedores eltricos; (3) reciclagem de ar comprimido; e (4) trocador de calor ar-para-ar dos gases de exausto. Aquecedor combusto Os aquecedores a combusto operam similarmente seo do queimador dos motores turbojato. A gasolina injetada em uma rea do queimador sob uma presso a qual transforma o combustvel em uma fina nvoa. O ar para a combusto suprido ao quei-mador por meio de um vertedouro de ar com-primido ou uma ventoinha eltrica. A ignio suprida por centelhamento contnuo de uma vela de ignio especial.

A combusto do combustvel e ar ocorre continuamente. A temperatura de sada do aquecedor controlada por um processo de ciclagem por meio do qual a combusto ativada ou desativada por pequenos perodos de tempo, dependendo do aquecimento requerido. O ar, o qual eventualmente mistura com o ar da cabine direcionado em torno da seo do queimador em uma passagem de ar separada. Esta ventilao retira o calor do queimador por conveco, atravs das paredes metlicas do queimador.

Os gases da combusto do queimador so expelidos para fora de bordo para prevenir contra a contaminao da cabine por monxido de carbono. Vrios controles automticos da combus-to do queimador previnem contra a operao do aquecedor quando condies perigosas exis-

tirem, como por exemplo, o fluxo de combust-vel cortado se houver ar insuficiente para a combusto, insuficiente ventilao e em alguns casos se o sistema de ignio no estiver funcionando.

Outros controles previnem contra aque-cimento muito rpido da cmara de combusto e previnem contra ultrapassagem da temperatura mxima de sada. Os aquecedores eltricos podem ser na forma de aquecedores de duto de ar ou painis eltricos radiantes. O aquecedor de duto incor-pora uma srie de espirais de fio de alta resis-tncia, localizadas em um duto de suprimento de ar.

Quando a energia eltrica aplicada s espirais, elas de aquecem. O ar fluindo atravs dos dutos transporta o calor para a rea onde ele necessrio. A maioria dos aquecedores de duto requerem uma ventoinha para assegurar o suficiente fluxo de ar sobre as espirais. Sem o auxlio do fluxo de ar produzido pela ventoinha, as espirais poderiam queimar-se devido ao super-aquecimento.

Usualmente um circuito eltrico insta-lado para prevenir a operao do aquecedor caso a ventoinha no esteja em operao. Painis radiantes Os painis radiantes consistem de superfcies de paredes e piso, as quais tm fios incrustados no material do painel. Quando a energia eltrica aplicada aos fios, os fios e a superfcie do painel tornam-se quentes. Este tipo de painel fornece calor para o ar da cabine, principalmente por radiao. Aquecedores eltricos Os sistemas de aquecimento eltrico requerem grande consumo de energia eltrica. Eles no podem ser utilizados, se o sistema eltrico tiver capacidade limitada.

Os sistemas de aquecimento eltrico, contudo, so de ao rpida, e podem ser usados para pr-aquecimento da aeronave no solo antes da partida dos motores, caso uma fonte de fora estiver disponvel.

Aquecedores a ar comprimido Algumas aeronaves turbojato usam um

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sistema de aquecimento, no qual o ar comprimido quente da sada do compressor de cabine reinjetado na entrada do compressor. Esta dupla compresso eleva a temperatura do ar suficientemente, de tal forma que outros tipos de aquecedores no so usualmente necessrios. Aquecedores a gs da exausto Um sistema de aquecimento, relativamente simples, usado em algumas grandes aeronaves, utiliza os gases expelidos pelo motor (figura 14-21), como uma fonte de calor.

Esse sistema particularmente efetivo em aeronaves, onde a exausto do motor ejetada atravs de longo tubo de escapamento.

Um revestimento ou invlucro para ar quente instalado em volta do tubo de escapamento. O ar, injetado atravs do revestimento de ar quente, recebe o calor por conveco, do material do tubo de escapamento.

Este ar aquecido enviado para um trocador de calor ar-para-ar, onde o seu calor transferido para o ar que est sendo levado cabine.

Pela utilizao do trocador de calor ar-para-ar, em adio ao invlucro de ar quente, o perigo da penetrao de monxido de carbono na cabine minimizado. Independente do tipo, os sistemas de aquecimento proporcionam ar aquecido para o conforto, e fornecem calor para o desembacia-mento, degelo e antigelo dos componentes e equipamentos da aeronave. Quase todos os tipos de sistemas de aquecimento usam o movimento de deslocamento para a frente da aeronave, para forar o ar condicionado para vrios pontos. Um sistema de aquecimento consiste de uma unidade de aquecimento, a tubulao necessria e controles.

As unidades, dutos e controles usados iro variar consideravelmente de sistema para sistema.

Figura 14-21 Sistema de aquecimento pelos gases do escapamento.

AQUECEDORES COMBUSTO O nmero e tamanho dos aquecedores combusto usados em uma determinada aeronave depende do seu tamanho e de suas necessidades de aquecimento.

Estes aquecedores so instalados isoladamente ou, em combinao, para atender as necessidades de aquecimento da aeronave especfica. Um grande aquecedor isolado, ou vrios pequenos aquecedores, podem ser usados. Independente do tamanho, cada

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aquecedor combusto necessita de quatro elementos para sua operao. (1) combustvel para queimar; (2) ignio para inflamar o combustvel; (3) ar para a combusto para

prover o oxignio necessrio e manter a chama; e (4) ventilao para transferir o calor para os locais onde ele necessrio.

Figura 14-22 Esquema de instalao de um sistema aquecedor. Sistemas de combustvel do aquecedor O combustvel usado nos aquecedores suprido, na maioria dos casos, pelos mesmos tanques de combustvel que suprem os motores. O combustvel flui do tanque para os aquecedo-res por gravidade, ou bombeado at l por bombas de combustvel. O combustvel para o aquecedor deve primeiramente passar atravs de um filtro, do mesmo modo do combustvel, que flui para os motores da aeronave para remover suas impurezas. Se partculas estranhas no forem removidas, elas podem eventualmente entupir as unidades do sistema de aquecimento e impedir a operao do aquecedor. Aps a filtragem, o combustvel flui atravs de uma vlvula solenide de combustvel e bicos medidores.

Independente do tipo, eles normalmente tm a mesma funo, que a de manter um volume constante sada do combustvel para a cmara de combusto. Este volume uniforme, em combinao com o fluxo de combusto fixado, assegura uma razo relativamente constante de combustvel/ar para o aquecedor. O resultado uma sada estvel do aquecedor. Para aumentar ou diminuir a temperatura

da cabine, os aquecedores podero operar mais ou menos tempo, conforme mais ou menos calor for desejado.

Na maioria dos sistemas de aquecimento isso executado automaticamente por um amplificador, conectado ao dispositivo sensor de temperatura, ou pelos comutadores que abrem e fecham o circuito da vlvula solenide de combustvel.

O aquecedor oscila ento entre ligado e desligado, para manter a temperatura se-lecionada no reostato localizado na cabine. A maioria dos sistemas de aquecimento tambm incluem comutadores de sobreaqueci-mento em cada sada do aquecedor, para cortar automaticamente o suprimento de combustvel quando a temperatura atingir cerca de 350 F. Pode-se observar que o controle do suprimento de combustvel do aquecedor necessrio, no somente para a sua operao normal, mas tam-bm para deslig-lo quando superaquecido. Outra unidade essencial para o sistema de combustvel do aquecedor a alimentao no interior da cmara de combusto. Dependendo da instalao, ele poder ser um bico injetor ou um vaporizador de pavio. O bico injetor (figura 14-23) projetado para injetar uma nuvem fina e uniforme na corrente de ar da

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combusto, onde ela inflamada pela vela de ignio.

Figura 14-23 Bico injetor de aquecedor.

Figura 14-24 Vaporizador de pavio de ao

inoxidvel. O vaporizador de pavio feito de asbestos, contido em um tubo flangeado fundido ou em ao inoxidvel, contido em uma coluna vertical. Este ltimo tipo mostrado na figura 14-24. Um pr-aquecedor, na forma de uma bobina em torno da linha de combustvel usada em alguns aquecedores que utilizam vaporizador de pavio. Ele aquece o combustvel para acelerar a vaporizao e auxiliar a ignio quando a temperatura externa estiver abaixo de zero. O seu uso limitado em dois minutos devido aos danos resistncia, em um longo perodo de operao. Sistema de ignio A alta voltagem para aquecedores usando

velas de ignio como ignitores suprida por uma unidade de ignio de alta potncia; ope-rando com fonte de 28 VCC da aeronave ou por transformadores de ignio operando com 115 VCA da aeronave. A unidade de 28 VCC consiste principalmente de um vibrador e bobina elevadora, a qual produz uma centelha de alta-voltagem em alta freqncia. Um terminal blin-dado usado para conectar a bobina vela de ignio. A centelha produzida entre o eletrodo central da vela e o seu eletrodo terra. Pratica-mente o mesmo resultado obtido onde os transformadores de ignio so usados. Aqui, todavia, a energia suprida por um sistema de inversor CA principal de 115 V 400Hz. Essa energia levada aos transformadores, onde se eleva a uma voltagem muito alta, necessria para fazer a centelha saltar entre o espao dos eletrodos da vela de ignio. Mas se uma fonte CA ou CC usada para centelhar a vela de ignio, a ignio contnua durante a operao do aquecedor. Esta operao contnua impede que os eletrodos se sujem. a disposio dos eletrodos que fazem a diferena entre os tipos de velas de ignio usa-dos nos aquecedores combusto das aerona-ves. Um tipo de vela de ignio mostrado na figura 14-25A. Esse tipo conhecido como de dois eletrodos.

O outro tipo de vela a ser encontrado nos aquecedores combusto a de eletrodo blindado (figura 14-25B). Nesta vela, o eletrodo terra forma uma blindagem em volta do eletrodo central. Embora os ignitores vela sejam diferentes, de alguma forma, na aparncia, a maioria dos ignitores com espiral incandescentes so similares ao mostrado na figura 14-25C. Eles consistem de um fio resistivo enrolado em uma espiral em volta de um pino, que se estende do corpo do ignitor.

A extremidade externa da espiral conectada ao pino; proporcionando suporte e continuidade eltrica.

O corpo do ignitor provido de dois termi-nais, os quais so conectados atravs da espiral, e roscados para permitir a sua instalao. A espiral incandescente opera com fonte eltrica de 24 ou 28 VCC da aeronave.

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Figura 14-25 Velas de ignio de aquecedores. A corrente direta faz com que a espiral se torne quente ao rubro e, assim, inflamando a mistura ar/combustvel at que o aquecedor esteja operando a uma temperatura suficiente para manter a chama aps o desligamento da espiral incandescente. Um disjuntor trmico corta o circuito para a espiral incandescente, quando essa temperatura alcanada. Isto prolonga a vida do ignitor. Um outro tipo de vela usado a do tipo de eletrodo nico (no mostrado). O eletrodo terra usado neste tipo de vela uma instalao sepa-rada, fixada ao aquecedor, em um ngulo que ir proporcionar um espaamento entre o eletrodo da vela e o terra. Sistema de ar para a combusto O ar para a combusto de cada aquecedor de cabine recebido da tomada principal de ar ou atravs de uma tomada em separado. Nas aeronaves pressurizadas e no pressurizadas isto proporcionado por uma presso dinmica durante o vo, e por um turbocompressor de solo quando em operao no solo. Para evitar que muito ar entre no aquecedor medida que a presso dinmica aumenta, este dotado de uma vlvula de alvio do ar da combusto, ou um regulador de presso diferencial. A vlvula de alvio de ar localizada na linha frontal do duto de tomada dinmica de ar, e acionada por mola para alijar o excesso de ar na corrente de exausto de gs do aquecedor. O regulador de presso diferencial est localizado tambm na linha de tomada de ar da

combusto, mas ele controla a quantidade de ar chegando cmara de combusto de uma maneira ligeiramente diferente. Enquanto a vlvula de alvio recebe uma grande quantidade de ar e desvia a quantia no necessria, o regulador de presso permite que somente a quantidade necessria entre em sua tomada, logo de incio. Ele faz isso atravs de um mecanismo de controle do tipo mola e dia-fragma. Um lado do diafragma voltado para a linha de entrada de ar do aquecedor, e o outro lado para a linha de exausto de gs. Qualquer mudana na presso ocorrida entre esses pontos corrigida no regulador, que deixar passar mais ou menos ar, conforme necessrio. Ento uma presso de ar da combusto constante fornecida ao aquecedor. Associado um fluxo regular de combustvel, essa presso constante de ar torna possvel um fluxo regulado de gases para combusto atravs da cmara de combusto e o radiador conectado. Se uma chama surgir prximo ao aquecedor, uma vlvula contra fogo automaticamente corta o suprimento de ar para a combusto, para evitar que o fogo se espalhe pelo sistema de aquecimento. Uma vlvula de contra fogo do ar da combusto do tipo-alijamento (figura 14-26) localizada na entrada de ar de combusto de alguns aquecedores. Essa vlvula tem dois segmentos semi-circulares, soldados juntos e acionados por mola, para permitir um fluxo mximo de ar atravs do duto de ar de combusto. Os segmentos iro se soltar para vedar o duto, quando o material soldante se fundir a aproximadamente 400 F.

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Figura 14-26 Vlvula contra fogo de aquecedor combusto.

Ventilao A ventilao poder vir de uma das trs fontes: (1) um ventilador para circulao de ar e operao do aquecedor no solo; (2) uma tomada de ar pressurizado dinmico; ou (3) um compressor de cabine nas aeronaves pressurizadas. O ar da ventilao, presso dinmica ou ventilador, entra na extremidade da cabea do aquecedor e, passando sobre as superfcies do radiador do aquecedor, torna-se aquecido e passa atravs do terminal de sada para o espao total do conjunto e para os dutos do sistema de distribuio. MANUTENO DOS SISTEMAS DO AQUECEDOR COMBUSTO Os componentes do aquecedor combus-to esto sujeitos ao desgaste e danos, que podem resultar na falha do sistema. Quando isto ocorre, os procedimentos de pesquisa de panes devem ser seguidos para isolar o componente. Todos os componentes em pane ou com desgaste excessivo devem ser substitudos. Dur-ante a substituio dos componentes, ajustes de-vem ser feitos para assegurar a operao apro-priada do sistema do aquecedor combusto. As instrues do fabricante devem ser seguidas sempre que se fizer qualquer ajuste no aquecedor ou no sistema de aquecimento. Nesta seo, so discutidos os ajustes do sistema aquecedor tpico, desenvolvido para aeronaves. Tm-se em mente que os componentes do sistema variam com os tipos de aeronaves e, igualmente, os procedimentos para ajuste. Em algumas aeronaves, um cuidadoso ajuste das sadas de aquecimento necessrio para se obter uma distribuio uniforme de calor. Alguns dos fatores que podem causar variao na distribuio so: (1) a distncia entre a sada e a fonte de ar aquecido; (2) a rea de seo reta da sada; (3) do espao servido pela sada; e (4) qualquer restrio ao fluxo de ar causada pelo tamanho do duto e do percurso. Vlvulas de mixagem de ar so instaladas nos sistemas de aquecimento de cabine, para que o ar quente e o ar frio possam ser

misturados nas propores necessrias a manter o aquecimento adequado. Algumas vlvulas de mixagem de ar so pr-ajustadas no solo e no podem ser atuadas durante o vo. Ajustagens externas so executadas nessas vlvulas para permitir ajustes sazonais. Durante a ajustagem, as vlvulas so reguladas para um nmero especfico de graus, a partir de uma posio completamente fechada. Para assegurar uma mixagem adequada de ar quente e frio nas vlvulas de mixagem de ar motorizadas, a ajustagem feita em cada vlvula. Os ajustes regulam as posies de abertura e fechamento das vlvulas. Inspeo no Sistema de Aquecimento A inspeo dos sistemas de aquecimento por combusto, inclui a verificao das aberturas e sadas de ar quanto a obstrues. Todos os controles so verificados quanto liberdade de operao. Liga-se a bomba de combustvel, de modo que as linhas de combustvel, solenides e vlvulas possam ser verificadas quanto a vazamento. A unidade de aquecimento inspecionada quanto operao adequada ligando-a, e observando se o ar quente produzido ou no na sada. A parte externa do aquecedor verificada quanto a sinais de superaquecimento. Qualquer rea queimada ou escurecida, normalmente indica uma queima diretamente da cmara de combusto. Aquecedores danificados por superaquecimento devem ser substitudos. Quando se substitui um aquecedor, a operao imperfeita de algumas partes do sistema, tais como obstruo das entradas de ar do aquecedor ou inadequada operao dos interruptores, reguladores, vlvulas, ou outras unidades, a causa mais provvel de dano. Os dispositivos automticos e de controle de superaquecimento devem ser verificados operacionalmente. Os dutos de aquecimento da cabine devem ser verificados quanto a rasgos, quebras e deformaes. Para garantir o fluxo de combustvel, o elemento do filtro de combustvel do aquecedor deve ser inspecionado quanto a limpeza, e o bico injetor de combustvel ou a espiral de ignio, quanto a estarem livres de depsitos de carvo. Para obteno da operao adequada dos aquecedores, a combusto sob condies de

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gelo, uma inspeo especial no inverno, deve ser desenvolvida. Verifica-se os drenos das linhas do aquecedor regularmente quanto s restries causadas pela formao de gelo. Durante a operao em baixas temperaturas (abaixo de 0C ou 32F); o valor dgua, nos gases de combusto, fluindo atravs dos drenos das linhas, pode condensar e formar gelo. Sob condies de mudana de temperatura, a gua condensa e congela no fluxo de ar, colidindo com as linhas sensoras do aquecedor por combusto. A gua produzida durante a combusto pode acumular-se nos bicos de combustvel e velas, e formar gelo aps o desligamento do aquecedor. Esse gelo pode ser suficiente para tornar difcil, ou mesmo impossvel, dar partida no aquecedor sem um pr-aquecimento. SISTEMAS DE RESFRIAMENTO Os sistemas de resfriamento so instalados para proporcionar uma atmosfera confortvel dentro da aeronave, no solo ou em todas as altitudes. Esses sistemas mantm a correta quantidade de ar fluindo atravs do interior da aeronave, com a temperatura e umidade corretas. Desde que a fuselagem seja uma grande cavidade, a capacidade do sistema de resfriamento deve ser muito grande. Vrios tipos de sistemas podem ser usados para se conseguir esses requisitos. Dois, dos tipos mais comuns, o de ciclo de ar e o de ciclo a vapor, sero discutidos nesta seo. SISTEMA DE RESFRIAMENTO DO TIPO CICLO DE AR Um sistema de resfriamento do tipo ciclo de ar consiste de uma turbina de expanso (turbina de resfriamento), um trocador de calor ar-para-ar, e vlvulas que controlam o fluxo de ar atravs do sistema. A turbina de expanso incorpora um compressor e uma turbina em um eixo comum. O ar sob alta presso do compressor da cabine direcionado para a seo da turbina. medida que o ar passa, ele gira a turbina e o compressor. Quando o ar comprimido desenvolve o trabalho de girar a turbina, ele sofre uma queda de presso e de temperatura. essa queda de presso e de temperatura que produz o ar frio

usado para o condicionamento do ar. Antes da entrada na turbina de expanso, o ar pressurizado direcionado para um trocador de calor ar-para-ar. Essa unidade utiliza o ar exterior temperatura ambiente para resfriar o ar comprimido. Fica evidente que o trocador de calor somente pode resfriar o ar comprimido para a temperatura do ar ambiente. A finalidade bsica do trocador de calor remover o calor da compresso, para que a turbina de expanso receba ar relativamente frio, e com ele inicie o seu prprio processo de resfriamento. A hlice que faz parte da turbina de expanso pode desenvolver vrias funes. Em algumas instalaes, a hlice usada para forar o ar ambiente atravs do trocador de calor. Desta maneira, a eficincia do trocador de calor aumentada sempre com a velocidade da turbina de expanso. Outras instalaes usam o compressor para uma compresso adicional do ar do supercarregador da cabine; como um auxlio para for-lo atravs do trocador de calor e da turbina. Uma vlvula controla o fluxo de ar comprimido atravs da turbina de expanso. Para aumentar o resfriamento, a vlvula aberta para orientar uma grande quantidade de ar comprimido da turbina. Quando nenhum resfriamento desejado, o ar da turbina cortado. Outras vlvulas operadas em condio com a vlvula de ar da turbina, controla o fluxo do ar ambiente atravs do trocador de calor. O efeito global do controle dessas vlvulas o de aumentar o fluxo de ar de resfriamento do trocador de calor, ao mesmo tempo em que resfria mais na turbina. A fora necessria para acionar o sistema de ciclo de ar derivada inteiramente do ar comprimido do supercarregador da cabine. O uso do sistema de ciclo de ar, portanto, impe uma carga extra aos supercarregadores. medida que mais resfriamento solicitado da turbina, maior solicitao de presso colocada sobre os supercarregadores, os quais devem trabalhar muito para suprir a demanda de ar.

Freqentemente necessrio fazer uma escolha entre a quantidade desejada de resfriamento e o grau desejado de pressurizao da cabine e a opo ser a reduo da demanda para um ou para outro. O mximo de resfriamento ou de pressurizao no pode ser obtido ao mesmo

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tempo. Tentativas para obter ambos faro com que o supercarregador trabalhe sobrecarregado, ou o-pere de uma maneira insatisfatria. Operao do sistema Esta descrio da operao de um sistema de condicionamento de ar, tem a inteno de

fornecer um entendimento da maneira como o sistema controlado, as funes de vrios componentes e subconjuntos e seus efeitos na operao total do sistema. A figura 14-27 um esquema de um sistema tpico. Referncias freqentes ao esquema devero ser feitas durante o estudo das descries operacionais seguintes.

Figura 14-27 Esquema do fluxo do sistema de pressurizao e do ar condicionado da cabine.

O sistema composto de um trocador de calor primrio, uma vlvula de desvio do trocador, limitadores de fluxo, unidade de refrigerao, vlvulas de corte principal, trocador de calor secundrio, vlvula de desvio da unidade de refrigerao, vlvula de corte do ar de impacto, e um sistema de controle de temperatura. Um regulador de presso da cabine e uma vlvula de alijamento so includas no sistema de pressurizao. O ar, para o condicionamento do ar da cabine e do sistema de pressurizao, sangrado dos compressores de ambos os motores. As linhas de sangria do motor so cruzadas, e equipadas com vlvulas unidirecionais para assegurar o suprimento de ar de qualquer motor. Um bico limitador de fluxo incorporado em cada linha, para evitar a completa perda de presso no sistema remanescente, caso ocorra ruptura na linha, e para evitar que excessiva quantidade de ar quente sangre atravs da ruptura.

Na leitura do esquema, na figura 14-27, a entrada inicial de ar quente indicada no lado direito. O fluxo descrito na pgina, atravs de cada unidade, e voltando para o quadro; no canto inferior direito que representa a cabine de comando e a dos passageiros. O ar procedente da tubulao do motor canalizado atravs de um limitador de fluxo ao trocador de calor primrio e, simultaneamente, para a sua vlvula de desvio. O ar frio para o trocador de calor obtido de um duto de entrada e, aps passar pelo trocador, eliminado para a atmosfera. O suprimento de ar proveniente do trocador de calor primrio controlado para manter uma temperatura constante de 300F pela vlvula de desvio do trocador de calor. A vlvula de desvio automaticamente controlada pela presso de ar na sua entrada, e por um elemento sensor de temperatura na sada. Esses elementos proporcionam dados de temperatura, que fazem com que a vlvula mantenha uma temperatura constante pela mixagem do ar

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quente sangrado do motor, com o ar refrigerado procedente do trocador de calor. O ar da cabine , em seguida, direcionado para outro limitador de fluxo e uma vlvula de corte. Esta a vlvula de corte principal para o sistema, e co