CLASSIFICAÇÃO DOS INSTRUMENTOS
· INSTRUMENTOS DE VOO – São aqueles que auxiliam no controle da ATITUDE da aeronave.
· INSTRUMENTOS DE NAVEGAÇÃO – São aqueles orientam sobre direções, ou seja, possibilitam comandar a aeronave em cursos acuradamente definidos.
· INSTRUMENTOS DO MOTOR – São aqueles que fornecem informações sobre a operação do motor.
CAIXA DO INSTRUMENTO
• É a carcaça do instrumento; sua proteção.
• Algumas caixas são vedadas ao ar.
• Outras são ventiladas.
Os painés são montados sobre COXINS (amortecedores de borracha), cuja finalidade é a absorção de impactos de baixa frequência e alta amplitude.
MOSTRADOR
• É o local onde são encontrados a numeração, as marcações e os ponteiros.
• Os ponteiros são frequentemente cobertos com uma pintura brilhante (sulphide calenon) que brilha por horas após a exposição à luz.
• Outros instrumentos utilizam de uma camada fosforecente que brilha somente quando estimulada por uma pequena lâmpada ultravioleta.
• Há, ainda, aqueles que são marcados com uma combinação de sais, óxido de zinco e “shellac” radioativo.
• CUIDADO: No manuseio desses intrumentos cuidados devem ser tomados para evitar o envenenamento com “radium”.
MARCAÇÕES DE LIMITES
• VERDE – faixa de operação normal.
• AMARELO – faixa de ATENÇÃO. Se o instrumento estiver nesta faixa de operação devem ser tomadas providências para que retorne à faixa de operação normal.
• VERMELHO – limites MÁXIMOS e MÍNIMOS de operação são identificados por um traço radial vermenho. É o limite extremo de utilização.
• AZUL – limites operacionais sobre condições particulares.
• BRANCO – é uma marca de referência; é pintada no vidro para indicar se o mesmo moveu-se.
MANÔMETROS
• São instrumentos responsáveis pela indicação de pressão.
• Podem ser de pressão absoluta e de pressão relativa.
• Os manômetros de pressão absoluta tem como mecanismo interno a Cápsula Aneróide, enquanto que os de pressão relativa o Tubo de Bourdon.
MANÔMETROS DE PRESSÃO ABSOLUTA
• São aqueles que NÃO desprezam o ZERO ABSOLUTO partindo para suas marcações deste zero, ou seja, parte de um zero absoluto e levam em consideração a pressão atmosférica, uma vez que esta não é desprezada neste tipo de manômetro.
• Por exemplo: um instrumento de pressão absoluta no espaço sideral marcaria ZERO, haja vista a total ausência de pressão e no solo indicaria a pressão atmosférica local (com o motor parado).
MANÔMETROS DE PRESSÃO RELATIVA
• São aqueles que desprezam o ZERO ABSOLUTO partindo para suas marcações de um zero relativo, ou seja, a partir de um ponto definido que não possui qualquer relação com a pressão atmosférica, uma vez que esta é desprezada neste tipo de manômetro.
INDICADORES DE PRESSÃO HIDRÁULICA
• São manômetros de pressão relativa, normalmente, calibrados para indicações em LIBRAS POR POLEGADAS QUADRADAS (PSI).
• A geração de pressão hidráulica para o Sistema Hidráulico pode ser feito por bombas mecânicas ou elétricas.
• Tubulações de alta pressão são fabricadas em aço inoxidável, assim como, os tubos de Bourdon.
• Entre a linha de alta pressão e o tubo de bourdon existe um restritor de fluxo, cuja finalidade é minimizar as oscilações nos instrumentos devido às flutuações na pressão, além de reduzi-la no instrumento por questões óbvias de segurança.
BÚSSOLA OU COMPASSO MAGNÉTICO
• O ângulo formado entre o norte magnético e o norte verdadeiro é chamado de ÂNGULO DE VARIAÇÃO MAGNÉTICA.
• CARACTERÍSTICAS DO FUNCIONAMENTO DA BÚSSOLA
• Depende para o seu funcionamento do magnetismo terrestre.
• Na aviação são empregadas bússolas de limbo (marcações) MÓVEL.
• Funciona (gira) em relação ao eixo vertical.
• Aceita inclinação de até 18º.
• Seu limbo está mergulhado em QUEROSENE.
• EXISTEM, AINDA, BÚSSOLAS ELÉTRICAS CUJO ELEMENTO SENSOR É A VÁLVULA DE FLUXO (FLUX VALVE)
SISTEMA DO PITOT-ESTÁTICO
COMPONENTES DO SISTEMA DE PITOT-ESTÁTICO
• Tubo de Pitot
• Tomadas Estáticas
• Tubulações
• Instrumentos
TUBO DE PITOT
• Não deve ser confundido com todo o Sistema do Pitot-Estático, uma vez que é apenas um de seus componentes.
• É instalado na aeronave em um local onde tenha pouca ou nenhuma ação de turbulência.
• É instalado em alinhamento com o vento relativo gerado pelo deslocamento da aeronave.
• É o componente responsável por sentir a pressão DINÂMICA gerada pelo ar de impacto que incide diretamente sobre um orifício localizado em sua extremidade.
• Manda informações de pressão dinâmica para a operação do velocímetro.
TOMADAS ESTÁTICAS
• No tubo de pitot, lateralmente, podem ser encontradas as tomadas de pressão ESTÁTICA, que sentem a pressão atmosférica local em torno das mesmas.
• Há, também, a possibilidade de estarem instaladas na lateral da fuselagem da aeronave, onde continuarão a desempenhar sua função.
• São instaladas na aeronave em um local onde tenha pouca ou nenhuma ação de turbulência.
• É o componente responsável por sentir a pressão ESTÁTICA.
• Manda informações de pressão ESTÁTICA para a operação do altímetro, do velocímetro e do climb.
ALTÍMETRO
• É o instrumento que mede a ALTITUDE da aeronave em PÉS.
• Recebe apenas informações de PRESSÃO ESTÁTICA.
• Internamente possui uma CÁPSULA ANERÓIDE com VÁCUO em seu interior.
• É um instrumento de PRESSÃO ABSOLUTA.
• A escala barométrica de um altímetro deve sempre ser ajustada de acordo com a pressão do aeródromo onde o altímetro indicará a altitude correta do avião.
CONCEITOS RELACIONADOS À ALTITUDE
• ALTITUDE – é a distância entre o nível (médio) do mar e o nível de voo.
• ALTITUDE ABSOLUTA – é o mesmo que ALTURA.
• ALTITUDE INDICADA – é a indicada no instrumento.
• ALTITUDE DE PRESSÃO – é aquela verificada no instrumento quando o mesmo está calibrado para uma pressão de 1.013,25 hPa em sua “janela”. É usada durante o voo.
• O baro knob do altímetro objetiva corrigir os erros de leitura na escala graduada do altímetro.
VELOCÍMETRO
• O velocímetro é também conhecido como ANEMÔMETRO.
• Indica a velocidade com que a aeronave se desloca em relação AR ATMOSFÉRICO.
• Indica a velocidade em nós.
• Recebe informações, tanto de pressão DINÂMICA (tubo de pitot), quanto de pressão ESTÁTICA (tomadas estáticas).
• Em seu interior encontramos uma cápsula aneróide ligada à tubulação de tomada dinâmica.
• Note que com a aeronave parada não há qualquer indicação no velocímetro, em razão da ausência de pressão dinâmica no interior da cápsula aneróide do mesmo. No interior do instrumento e no interior da cápsula aneróide do altímetro, com a aeronave parada, encontramos somente pressão estática. Quando a aeronave inicia seu deslocamento a pressão dinâmica passa a incidir sobre o tubo de pitot e consequentemente chega ao interior da dita cápsula.
• Sendo assim, podemos afirmar que o velocímetro DEPENDE PARA O SEU FUNCIONAMENTO DE DIFERENCIAL DE PRESSÃO.
• CUIDADO
Como vimos, o velocímetro DEPENDE PARA O SEU FUNCIONAMENTO DE DIFERENCIAL DE PRESSÃO, porém, durante o seu funcionamento, NO INTERIOR DA CÁPSULA ANERÓIDE, encontramos a SOMA DAS DUAS PRESSÕES (estática e dinâmica).
INDICAÇÃO DE VELOCIDADE VERDADEIRA
Diz-se verdadeira a velocidade que sofre correções de temperatura (e, consequentemente, de densidade).
• A pressão total é utilizada pelo velocímetro.
• Quando comparamos 2 pressões damos à pressão resultante o nome de PRESSÃO DIFERENCIAL.
• VMO – VELOCIDADE MÁXIMA OPERACIONAL é uma LIMITAÇÃO OPERACIONAL.
MAQUÍMETRO
• O maquímetro indica a velocidade com que a aeronave se desloca em relação ao a velocidade do SOM.
• Indica a velocidade em MACH.
CLIMB
• O climb é também conhecido como VARIÔMETRO ou INDICADOR DE RAZÃO DE SUBIDA E DE DESCIDA.
• Indica a velocidade com que a aeronave se desloca VERTICALMENTE (sobe e desce).
• Indica a velocidade vertical em PÉS POR MINUTO.
• Recebe informações de pressão ESTÁTICA (tomadas estáticas).
• Em seu interior encontramos uma cápsula aneróide, na qual é encontrado um orifício calibrado o qual permite um retardo no equilíbrio entre pressão externa e interna dela própria, de modo que somente há indicação enquanto a aeronave sobe ou desce.
• O orifício capilar do climb serve para permitir uma diferença de pressão.
• INSTRUMENTOS GIROSCÓPICOS
• São aqueles que tem o seu funcionamento baseado nos princípios giroscópicos.
PRINCÍPIOS GIROSCÓPICOS
• RIGIDEZ GIROSCÓPICA
– Se for aplicada uma força sobre o giroscópio o seu eixo permanecerá inalterado.
• PRECESSÃO GIROSCÓPICA
– Uma força é aplicada em determinado ponto do giroscópio, porém, só se manifestará (atuará) 90º após o ponto onde efetivamente foi aplicada.
• Os eixos do sistema giroscópicos são 3.
• Um giroscópio SEMPRE mantém a MESMA posição em relação à Terra.
SISTEMA GIROSCÓPICO
• É composto por:
– Bomba de vácuo ou Sistema Elétrico
– Indicador de sucção.
– Tubulações.
– Instrumentos:
• Girodirecional.
• Horizonte Artificial.
• Turn and Bank.
BOMBA DE VÁCUO
• Ela produz o vácuo necessário à movimentação das roldanas internas dos instrumentos giroscópios.
• Pode ser elétrica ou mecânica, sendo que a primeira, por independer da RPM do motor, é mais confiável à operação dos instrumentos; a mecânica pode causar leituras imprecisas em grandes altitudes.
• Em aeronaves mais antigas o vácuo era criado por um Venturi instalado na parte externa da aeronave.
GIRODIRECIONAL
• É um instrumento semelhante à bússola, porém, que depende para o seu funcionamento da rigidez giroscópica.
• Ele indica proa e direção da aeronave.
HORIZONTE ARTIFICIAL
• Também chamado de giro horizonte ou indicador de atitude.
• Seu mecanismo interno pode ser acionado por bombas de vácuo ou eletricamente.
• Sua função é indicar a ATITUDE da aeronave.
• Ele possui em seu mostrador a miniatura de um avião.
• A esfera representa o horizonte.
TURN AND BANK
• É também conhecido como pau e bola.
• Ele indica curva e inclinação.
• Uma curva fechada é chamada de derrapagem.
• CURVA COORDENADA
• DERRAPAGEM
• GLISSADA
INSTRUMENTOS DO MOTOR
MANIFOLD PRESSURE
• O manômetro de pressão de admissão da carga tem a função de medir a pressão com a qual a mistura ar-combustível está entrando nos cilindros de um motor convencional.
• É um instrumento que mede pressão absoluta, logo, em seu interior é encontrada uma cápsula aneróide.
• Ele está calibrado em POLEGADAS DE MERCÚRIO (In Hg).
• No espaço sideral marcaria ZERO devido a ausência total de pressão.
• No solo, com o motor parado, indica a pressão atmosférica local.
• Com o motor em funcionamento a pressão dependerá da rotação do motor.
INDICADOR DE SUCÇÃO
• O INDICADOR DE SUCÇÃO tem a função de medir a quantidade de sucção que esta sendo produzida pela bomba de vácuo do sistema giroscópico.
• É um instrumento que mede pressão absoluta, logo, em seu interior é encontrada uma cápsula aneróide.
• Ele está calibrado em POLEGADAS DE MERCÚRIO (In Hg).
MANÔMETROS DE PRESSÃO ABSOLUTA
• São aqueles que NÃO desprezam o ZERO ABSOLUTO partindo para suas marcações deste zero, ou seja, parte de um zero absoluto e levam em consideração a pressão atmosférica, uma vez que esta não é desprezada nestes tipos de manômetros.
• Por exemplo: um instrumento de pressão absoluta no espaço sideral marcaria ZERO, haja vista a total ausência de pressão e no solo indicaria a pressão atmosférica local (com o motor parado).
MANÔMETROS DE PRESSÃO RELATIVA
• São aqueles que desprezam o ZERO ABSOLUTO partindo para suas marcações de um zero relativo, ou seja, a partir de um ponto definido que não possui qualquer relação com a pressão atmosférica, uma vez que esta é desprezada nestes tipos de manômetros.
MANÔMETRO DE PRESSÃO DE ÓLEO
• Sua função é medir a pressão do óleo que chega ao motor.
• A tomada de pressão está sempre instalada depois da bomba e antes do motor.
• É um instrumento de pressão relativa que opera através do tubo de bourdon.
• Em aeronaves que operam com motores convencionais é comum encontramos um instrumento conjugado que fornece informações de: pressão de óleo, pressão de combustível e temperatura de óleo.
INDICADOR DE PRESSÃO DE ÓLEO CONJUGADO
TEMPERATURA DE AR DO CARBURADOR
• Sua função é detectar a temperatura do ar que está sendo admitido pelo carburador.
• Este instrumento, também, auxilia no monitoramento do retorno de chamas.
TEMPERATURA DO ÓLEO
Indica a temperatura do óleo que está entrando no motor.
CIRCUITO MEDIDOR DO TIPO PONTE DE WHEATSTONE
Este medidor opera do princípio de comparar um resistor desconhecido com outras resistências conhecidas.
PAR TÉRMICO (TERMO COUPLE)
• É utilizado para a medição temperatura.
• É fabricado com 2 materiais que apresentem uma diferença de resistência (por exemplo: ferro-constantan).
• Nos motores convencionais é utilizada uma espécie arruela que é instalada na vela do cilindro mais quente, o qual é estabelecido pelo fabricante do motor.
INDICADOR DE TEMPERATURA DOS GASES
• A temperatura pode ser tomada na entrada da turbina (TIT – turbine inlet temperature) ou no próprio escapamento (EGT – temperatura dos gases dos gases do escapamento). O EGT utiliza termopares bimetálicos.
CIRCUITO TIT
CIRCUITO EGT
• NOTE QUE O TERMÔMETRO ELÉTRICO FORNECE LEITURA ATRAVÉS DO DESEQUILÍBRIO DE UM CIRCUITO RESISTIVO.
• Assim, podemos afirmar que que um circuito de termômetro de RESISTÊNCIA ELÉTRICA é formado por: Instrumento Indicador, elemento sensível de temperatura (bulbo) e cablagens.
• Para baixas temperaturas são utilizados termômetrso de mercúrio.
INDICADOR DE PRESSÃO DO DEGELADOR
• O manômetro de pressão do degelador tem a função de medir a pressão com a qual os BOOTS estão sendo inflados (indica a operação do sistema).
• É um instrumento que mede pressão relativa, logo, em seu interior é encontrada um tubo de bourdon.
• Ele está calibrado em PSI.
• Ele mede a diferença entre a pressão atmosférica e a pressão de ar nos BOOTS.
FLUXÔMETRO
• O fluxômetro indica o fluxo de combustível (quantidade de combustível enviada para o consumo do motor) em LIBRAS POR HORA.
TACÔMETRO
GERADOR DO TACÔMETRO
• O tacômetro ou taquímetro é um indicador de RPM.
O tacômetro mecânico tem funcionamento baseado em contrapesos.
O tacômetro é utilizado como meio de auxílio ao “check” dos magnetos.
• No motor convencional indica a RPM do eixo de manivelas.
No motor à reação indica a velocidade angular do eixo principal da turbina.
SINCROSCÓPIO
• O sincroscópio é um instrumento que indica a sincronia entre motores.
LIQUIDÔMETRO E CAPACITOR
• LIQUIDÔMETRO é indicador de quantidade de combustível.
• O sistema do tipo CAPACITOR é um dispositivo eletrônico de medir combustível que determina com exatidão o peso do combustível nos tanques.
TIPO BÓIA
TIPO CAPACITOR
• O material dielétrico do capacitor é o combustível.
INDICADOR DE ÂNGULO DE ATAQUE
• Consiste de um detector (transmissor) da direção de corrente de ar e um indicador localizado no painel de instrumentos.
SISTEMA DO PILOTO AUTOMÁTICO
• O sistema do piloto automático é um sistema de controle automático, que mantém a aeronave voando em qualquer RUMO MAGNÉTICO previamente selecionado, e faz com que a aeronave retorne àquele rumo quando for deslocada.
• O piloto automático também MANTÉM a aeronave estabilizada sobre os eixos horizontal e lateral.
• EIXOS DA AERONAVE
• A finalidade de um sistema de piloto automático é primariamente reduzir o trabalho, o esforço e fadiga no controle da aeronave, durante voos muito longos.
• Os sistemas de piloto automático fornecem controles para 1, 2 ou 3 eixos das aeronaves, conforme o tipo do sistema.
Alguns sistemas controlam apenas os ailerons; outros controlam os ailerons e os profundores; e, há ainda, aqueles que controlam os ailerons, os profundores e o leme de direção.
MOVIMENTOS
COMPONENTES DO SISTEMA DE PILOTO AUTOMÁTICO
• ELEMENTOS DE COMANDO – para comando do piloto automático.
• ELEMENTOS SENSÍVEIS (GIROS) – para sentir o que a aeronave está fazendo.
• ELEMENTOS DE ATUAÇÃO (SERVOS) – para movimentar as superfícies de controle.
• ELEMENTOS COMPUTADORES (AMPLIFICADOR OU COMPUTADOR) – para aumentar a força dos sinais dos giros para uma amplitude suficiente para operar os servos.
CONTROLADOR DE VOO OU ELEMENTO (UNIDADE) DE COMANDO
ELEMENTOS SENSÍVEIS OU GIROS
• GIRODIRECIONAL
• É um instrumento semelhante à bússola, porém, que depende para o seu funcionamento da rigidez giroscópica.
• Ele indica proa e direção da aeronave.
• TURN AND BANK
• É também conhecido como pau e bola.
• Ele indica curva e inclinação.
• HORIZONTE ARTIFICIAL
• Também chamado de giro horizonte ou indicador de atitude.
• Seu mecanismo interno pode ser acionado por bombas de vácuo ou eletricamente.
• Sua função é indicar a ATITUDE da aeronave.
• Ele possui em seu mostrador a miniatura de um avião.
• ALTÍMETRO
• É o instrumento que mede a ALTITUDE da aeronave em PÉS.
• Recebe apenas informações de PRESSÃO ESTÁTICA.
• Internamente possui uma CÁPSULA ANERÓIDE com VÁCUO em seu interior.
• É um instrumento de PRESSÃO ABSOLUTA.
ELEMENTOS COMPUTADORES
ELEMENTOS DE ATUAÇÃO OU SERVOS ATUADORES
• Note que os servos convertem sinais ELÉTRICOS ANALÓGICOS em FORÇA MECÂNICA.
SISTEMA DIRETOR DE VOO
• VOR – usado para interceptar e manter o rumo selecionado quando acoplado ao piloto automático.
• ILS – tem a função de localizador e rampa.
• RMI – O indicador de rádio magnético mostra a PROA e a RÁDIO NAVEGAÇÃO. Através dele podemos visualizar direções relativas das estações de rádio de ADF e VOR.
• ADF – suas informações são apresentadas através do RMI.
• As bandeiras do VOR, ADF e ILS indicam o mau funcionamento do VOR ou LOC.
SISTEMA DE INDICAÇÃO REMOTA TIPO “SINCRO”
• Um sistema SINCRO é um sistema elétrico usado para transmitir informação de um ponto para outro, ou seja, a informação de determinada unidade é sentida em um ponto e enviada em forma de informação visual para outro ponto, na cabine. Por exemplo: ao ser acionado o trem de pouso passa informações elétricas para um transmissor que as envia ao indicador.
• A palavra SINCRO é uma forma abreviada de SINCRONIA.
SISTEMA MAGNESYN
SISTEMA SELSYM C. C.
SISTEMA AUTOSYM
• O sistema de indicação remota do tipo “sincro” é utilizado para indicar posição de trem de pouso e flapes; nos sistemas de piloto automático; nos sistemas de radar; nos cowlflaps; etc.
SISTEMA ANUNCIADOR E DE ALERTA
• O sistema alerta os membros da tripulação, por meios visuais e sonoros, quando da ocorrência de qualquer situação anormal de vôo.
• No sistema de alarme das aeronaves, as legendas são iluminadas de acordo com a gravidade da pane, porém há também legendas que indicam operação normal de um determinado componente.
• As cores são as seguintes: Vermelha, âmbar (aproxima do amarelo), verde, azul e branca.
• Existem aeronaves onde as legendas no Painel Múltiplo de Alarmes são de apenas uma cor (vermelho ou âmbar). Neste caso o julgamento da gravidade da pane fica por conta dos manuais de procedimento de vôo.
• Vermelha (WARNING): Quando acesa, indica a necessidade de uma ação corretiva imediata.
• Âmbar (CAUTION): Este tipo de falha não requer necessariamente uma ação corretiva e imediata.
• As cores azul, verde e branca indicam operação normal de um determinado componente.
COMPONENTES DO SISTEMA
• Painel Múltiplo de Alarmes (PMA)
• Luzes de Alarme Geral
• Botão de cancelamento , instalados ao lado das luzes de alarme geral
• Controlador das luzes de alarme
• Luzes discretas de indicação de alarme , distribuídas nos vários painéis da cabine de comando (Sistemas Diversos)
• Uma Unidade de Alarme Sonoro
PAINEL MÚLTIPLO DE ALARMES (PMA)
• Consiste de um mostrador de falhas, cuja a quantidade de legendas coloridas e iluminadas depende do tipo de aeronave.
• No PMA existem dois tipos de legendas:
– Legendas específicas - permitem aos pilotos a identificação do sistema em falha, sem a necessidade de maiores informações de qualquer outro painel.
– Legendas de sistema – indicam aos pilotos somente o sistema que apresenta-se em falha. O piloto precisa olhar para o painel correspondente ao sistema em falha e observar qual a lâmpada de indicação ou alarme que está acesa, a fim de identificar a falha.
• Em várias aeronaves modernas equipadas com telas MFD, onde são apresentadas indicações dos parâmetros de vários sistemas, o PMA é parte integrante deste conjunto de indicações.
• Luzes de Alarme Geral e Botão de Cancelamento
• Essas luzes ficam na linha de visada do piloto e servem para alertar quanto ao acendimento de uma legenda no PMA.
CONTROLADOR DAS LUZES DE ALARME
• É um dispositivo equipado com circuitos eletrônicos, com capacidade de executar testes e de controlar a intensidade luminosa (DIM) de quase todas as luzes de alarme. O objetivo principal deste sistema é impedir que o acionamento de uma luz de alarme discreta interfira nas outras.
• Luzes Discretas de Alarme
UNIDADE DE ALARME SONORO
• Pertence ao sistema de alarme e funciona em conjunto com o sistema de alarme visual.
• Apresenta dois tipos de alarme sonoro: mensagens faladas e/ou sons.
• As mensagens faladas são acionadas todas vezes que é acionada uma legenda vermelha no PMA. A mensagem é a leitura da legenda.
• A unidade pode ser cancelada pelo acionamento da tecla “ALARM CANCEL”.
• A unidade realiza um auto teste todas as vezes que a aeronave é energizada e é composta por dois canais idênticos.
EXERCÍCIOS SOBRE A MATÉRIA PODEM SER ENCONTRADOS NO SEGUINTE LINK: http://itamarclaudionetto.no.comunidades.net/index.php?pagina=1602720678
BIBLIOGRAFIA:
• IAC - Apostila de Instrumentos.
• Internet.
• Motores aeronáuticos convencionais.
• Stone, Richard. Introduction to Internal Combustion Engines. Macmillan Education Ltd, 1985.
• Apostila do Curso Manutenção de Aeronaves II. Centro de Estudos Aeronáuticos.
• The Aopa Pilot. Fevereiro e Junho de 1978, Junho de 1997.
• Homa, Jorge M. Aeronaves e Motores. Asa. 1997.