Aeronave Pressurizada

As aeronaves voam em grandes altitudes por duas razões. Primeiro, uma aeronave voada em alta altitude consome menos combustível para uma determinada velocidade do que para a mesma velocidade em uma altitude mais baixa, porque a aeronave é mais eficiente em uma altitude elevada. Em segundo lugar, o mau tempo e a turbulência podem ser evitados voando em ar relativamente suave acima das tempestades. Muitas aeronaves modernas estão sendo projetadas para operar em grandes altitudes, aproveitando esse ambiente. Para voar em altitudes mais altas, a aeronave deve ser pressurizada ou oxigênio suplementar adequado deve ser fornecido para cada ocupante. É importante que os pilotos que pilotam essas aeronaves estejam familiarizados com os princípios operacionais básicos. 

Em um sistema de pressurização típico, a cabine, o compartimento de voo e os compartimentos de bagagem são incorporados em uma unidade selada capaz de conter ar sob uma pressão superior à pressão atmosférica externa. Em aeronaves movidas a turbinas, o ar de sangria da seção do compressor do motor é usado para pressurizar a cabine. Superchargers podem ser usados ​​em aeronaves de modelo mais antigo movidas a turbina para bombear ar para dentro da fuselagem selada. Aeronaves a pistão podem usar ar fornecido de cada turbocompressor do motor através de um venturi sônico (limitador de fluxo). O ar é liberado da fuselagem por um dispositivo chamado válvula de saída. Ao regular a saída de ar, a válvula de saída permite uma entrada constante de ar para a área pressurizada.

Um sistema de pressurização de cabine normalmente mantém uma altitude de pressão de cabine de aproximadamente 8.000 pés na altitude de cruzeiro máxima projetada de uma aeronave. Isso evita mudanças rápidas de altitude da cabine que podem ser desconfortáveis ​​ou causar ferimentos aos passageiros e tripulantes. Além disso, o sistema de pressurização permite uma troca de ar razoavelmente rápida do interior para o exterior da cabine. Isso é necessário para eliminar odores e remover o ar viciado. 

A pressurização da cabine da aeronave é necessária para proteger os ocupantes contra a hipóxia. Dentro de uma cabine pressurizada, os ocupantes podem ser transportados com conforto e segurança por longos períodos de tempo, principalmente se a altitude da cabine for mantida a 8.000 pés ou abaixo, onde o uso de equipamento de oxigênio não é necessário. A tripulação de voo neste tipo de aeronave deve estar ciente do perigo de perda acidental de pressão da cabine e estar preparada para lidar com tal emergência sempre que ocorrer. 

Os termos a seguir ajudarão a entender os princípios operacionais dos sistemas de pressurização e ar condicionado: 

• Altitude da aeronave - a altura real acima do nível do mar em que a aeronave está voando 

• Temperatura ambiente - a temperatura na área imediatamente ao redor da aeronave 

• Pressão ambiente - a pressão na área imediatamente ao redor da aeronave 

• Altitude da cabine - pressão da cabine em termos de altitude equivalente acima do nível do mar 

• Pressão diferencial— a diferença de pressão entre a pressão que atua em um lado de uma parede e a pressão que atua no outro lado da parede. Nos sistemas de ar condicionado e pressurização de aeronaves, é a diferença entre a pressão da cabine e a pressão atmosférica.  

O sistema de controle de pressão da cabine fornece regulação da pressão da cabine, alívio de pressão, alívio de vácuo e os meios para selecionar a altitude de cabine desejada na faixa isobárica e diferencial. Além disso, a descarga da pressão da cabine é uma função do sistema de controle de pressão. Um regulador de pressão da cabine, uma válvula de saída e uma válvula de segurança são usados ​​para realizar essas funções.

O regulador de pressão da cabine controla a pressão da cabine para um valor selecionado na faixa isobárica e limita a pressão da cabine a um valor diferencial predefinido na faixa diferencial. Quando uma aeronave atinge a altitude na qual a diferença entre a pressão dentro e fora da cabine é igual à pressão diferencial mais alta para a qual a estrutura da fuselagem foi projetada, um aumento adicional na altitude da aeronave resultará em um aumento correspondente na altitude da cabine. O controle diferencial é usado para evitar que a pressão diferencial máxima, para a qual a fuselagem foi projetada, seja excedida. Essa pressão diferencial é determinada pela resistência estrutural da cabine e, muitas vezes, pela relação do tamanho da cabine com as prováveis ​​áreas de ruptura, como áreas de janelas e portas. 

A válvula de segurança de pressão de ar da cabine é uma combinação de alívio de pressão, alívio de vácuo e válvula de descarga. A válvula de alívio de pressão evita que a pressão da cabine exceda uma pressão diferencial predeterminada acima da pressão ambiente. O alívio de vácuo evita que a pressão ambiente exceda a pressão da cabine, permitindo que o ar externo entre na cabine quando a pressão ambiente exceder a pressão da cabine. O interruptor de controle da cabine de comando aciona a válvula de descarga. Quando este interruptor é posicionado para aríete, uma válvula solenoide se abre, fazendo com que a válvula despeje o ar da cabine na atmosfera. 

O grau de pressurização e a altitude operacional da aeronave são limitados por vários fatores críticos de projeto. Principalmente, a fuselagem é projetada para suportar uma determinada pressão diferencial máxima da cabine. 

Vários instrumentos são usados ​​em conjunto com o controlador de pressurização. O manômetro diferencial da cabine indica a diferença entre a pressão interna e externa. Este manômetro deve ser monitorado para garantir que a cabine não exceda a pressão diferencial máxima permitida. Um altímetro de cabine também é fornecido como uma verificação do desempenho do sistema. Em alguns casos, esses dois instrumentos são combinados em um. Um terceiro instrumento indica a razão de subida ou descida da cabine. Um instrumento de taxa de subida de cabine e um altímetro de cabine são ilustrados na Figura.

A descompressão é definida como a incapacidade do sistema de pressurização da aeronave em manter seu diferencial de pressão projetado. Isso pode ser causado por um mau funcionamento no sistema de pressurização ou danos estruturais na aeronave. 

Fisiologicamente, as descompressões se enquadram nas duas categorias a seguir: 

• Descompressão explosiva — uma mudança na pressão da cabine mais rápida do que os pulmões podem descomprimir, possivelmente resultando em danos aos pulmões. Normalmente, o tempo necessário para liberar o ar dos pulmões sem restrições, como máscaras, é de 0,2 segundos. A maioria das autoridades considera qualquer descompressão que ocorra em menos de 0,5 segundo como explosiva e potencialmente perigosa. 

• Descompressão rápida — uma mudança na pressão da cabine na qual os pulmões descomprimem mais rápido que a cabine.

Durante uma descompressão explosiva, pode haver ruído e a pessoa pode se sentir atordoada por um momento. O ar da cabine se enche de neblina, poeira ou detritos voadores. O nevoeiro ocorre devido à rápida queda da temperatura e à mudança da umidade relativa. Normalmente, as orelhas clareiam automaticamente. O ar sai da boca e do nariz devido ao escape de ar dos pulmões e pode ser notado por alguns indivíduos.

A descompressão rápida diminui o período de consciência útil porque o oxigênio nos pulmões é exalado rapidamente, reduzindo a pressão no corpo. Isso diminui a pressão parcial de oxigênio no sangue e reduz o tempo de desempenho efetivo do piloto em um terço a um quarto do tempo normal. Por esse motivo, uma máscara de oxigênio deve ser usada ao voar em altitudes muito altas (35.000 pés ou mais). Recomenda-se que os tripulantes selecionem a configuração de 100 por cento de oxigênio no regulador de oxigênio em altitude elevada se a aeronave estiver equipada com um sistema de demanda ou demanda de pressão de oxigênio. 

O principal perigo da descompressão é a hipóxia. A utilização rápida e adequada do equipamento de oxigênio é necessária para evitar a inconsciência. Outro perigo potencial que pilotos, tripulantes e passageiros enfrentam durante descompressões em grandes altitudes é a doença de descompressão de gás evoluída. Isso ocorre quando a pressão no corpo cai o suficiente, o nitrogênio sai da solução e forma bolhas dentro da pessoa que podem ter efeitos adversos em alguns tecidos do corpo. 

A descompressão causada por danos estruturais na aeronave apresenta outro tipo de perigo para pilotos, tripulantes e passageiros – serem arremessados ​​ou arremessados ​​para fora da aeronave se estiverem localizados perto de aberturas. Indivíduos próximos a aberturas devem usar cintos de segurança ou cintos de segurança sempre que a aeronave estiver pressurizada e estiverem sentados. Danos estruturais também têm o potencial de expô-los a rajadas de vento e temperaturas extremamente frias. 

A descida rápida da altitude é necessária para minimizar esses problemas. Sistemas automáticos de alerta visual e auditivo estão incluídos no equipamento de todas as aeronaves pressurizadas.