Altitude Densidade

SDP é uma altitude de pressão teórica, mas as aeronaves operam em uma atmosfera fora do padrão e o termo altitude densidade é usado para correlacionar o desempenho aerodinâmico na atmosfera fora do padrão. A altitude de densidade é a distância vertical acima do nível do mar na atmosfera padrão na qual uma determinada densidade pode ser encontrada. A densidade do ar tem efeitos significativos no desempenho da aeronave porque, à medida que o ar se torna menos denso, reduz:

• Potência porque o motor absorve menos ar 

• Impulso porque uma hélice é menos eficiente em ar rarefeito 

• Levante porque o ar rarefeito exerce menos força nos aerofólios 

A altitude de densidade é a altitude de pressão corrigida para temperatura fora do padrão. À medida que a densidade do ar aumenta (altitude de densidade mais baixa), o desempenho da aeronave aumenta; inversamente, à medida que a densidade do ar diminui (altitude de densidade mais alta), o desempenho da aeronave diminui. Uma diminuição na densidade do ar significa uma altitude de alta densidade; um aumento na densidade do ar significa uma altitude de densidade mais baixa. A altitude densidade é usada no cálculo do desempenho da aeronave porque, em condições atmosféricas padrão, o ar em cada nível da atmosfera não apenas possui uma densidade específica, mas sua altitude pressão e altitude densidade identificam o mesmo nível.

O cálculo da altitude de densidade envolve a consideração de pressão (altitude de pressão) e temperatura. Como os dados de desempenho da aeronave em qualquer nível são baseados na densidade do ar em condições normais de dia, esses dados de desempenho se aplicam a níveis de densidade do ar que podem não ser idênticos às indicações do altímetro. Sob condições superiores ou inferiores ao padrão, esses níveis não podem ser determinados diretamente do altímetro.

A altitude de densidade é determinada primeiro encontrando a altitude de pressão e, em seguida, corrigindo essa altitude para variações de temperatura fora do padrão. Como a densidade varia diretamente com a pressão e inversamente com a temperatura, uma determinada altitude de pressão pode existir para uma ampla faixa de temperaturas, permitindo que a densidade varie. No entanto, uma densidade conhecida ocorre para qualquer altitude de temperatura e pressão. A densidade do ar tem um efeito pronunciado no desempenho da aeronave e do motor. Independentemente da altitude real da aeronave, ela funcionará como se estivesse operando a uma altitude igual à altitude de densidade existente. 

A densidade do ar é afetada por mudanças de altitude, temperatura e umidade. A altitude de alta densidade refere-se ao ar rarefeito, enquanto a altitude de baixa densidade refere-se ao ar denso. As condições que resultam em uma altitude de alta densidade são altas elevações, baixas pressões atmosféricas, altas temperaturas, alta umidade ou alguma combinação desses fatores. Elevações mais baixas, alta pressão atmosférica, baixas temperaturas e baixa umidade são mais indicativos de altitude de baixa densidade. 

Efeito da pressão na densidade 

Como o ar é um gás, ele pode ser comprimido ou expandido. Quando o ar é comprimido, uma quantidade maior de ar pode ocupar um determinado volume. Por outro lado, quando a pressão em um determinado volume de ar diminui, o ar se expande e ocupa um espaço maior. A uma pressão mais baixa, a coluna original de ar contém uma massa de ar menor. A densidade é diminuída porque a densidade é diretamente proporcional à pressão. Se a pressão for duplicada, a densidade será duplicada; se a pressão é reduzida, a densidade é reduzida. Esta afirmação é verdadeira apenas a uma temperatura constante. 

Efeito da Temperatura na Densidade 

Aumentar a temperatura de uma substância diminui sua densidade. Por outro lado, diminuir a temperatura aumenta a densidade. Assim, a densidade do ar varia inversamente com a temperatura. Esta afirmação é verdadeira apenas a uma pressão constante.

Na atmosfera, tanto a temperatura quanto a pressão diminuem com a altitude e têm efeitos conflitantes sobre a densidade. No entanto, uma queda bastante rápida na pressão à medida que a altitude aumenta geralmente tem um efeito dominante. Assim, os pilotos podem esperar que a densidade diminua com a altitude.

Efeito da Umidade (Umidade) na Densidade 

Os parágrafos anteriores referem-se ao ar perfeitamente seco. Na realidade, nunca está completamente seco. A pequena quantidade de vapor d'água em suspensão na atmosfera pode ser quase insignificante sob certas condições, mas em outras condições a umidade pode se tornar um fator importante no desempenho de uma aeronave. O vapor de água é mais leve que o ar; consequentemente, o ar úmido é mais leve que o ar seco. Portanto, à medida que o teor de água do ar aumenta, o ar se torna menos denso, aumentando a altitude de densidade e diminuindo o desempenho. É mais leve ou menos denso quando, em um determinado conjunto de condições, contém a quantidade máxima de vapor de água.  

A umidade, também chamada de umidade relativa, refere-se à quantidade de vapor de água contida na atmosfera e é expressa como uma porcentagem da quantidade máxima de vapor de água que o ar pode conter. Esta quantidade varia com a temperatura. O ar quente retém mais vapor de água, enquanto o ar frio retém menos. O ar perfeitamente seco que não contém vapor de água tem uma umidade relativa de zero por cento, enquanto o ar saturado, que não pode conter mais vapor de água, tem uma umidade relativa de 100 por cento. A umidade por si só geralmente não é considerada um fator importante no cálculo da altitude de densidade e no desempenho da aeronave, mas é um fator contribuinte.

À medida que a temperatura aumenta, o ar pode conter maiores quantidades de vapor de água. Ao comparar duas massas de ar separadas, a primeira quente e úmida (ambas as qualidades tendendo a clarear o ar) e a segunda fria e seca (ambas as qualidades tornando-o mais pesado), a primeira deve ser menos densa que a segunda. Pressão, temperatura e umidade têm grande influência no desempenho da aeronave devido ao seu efeito sobre a densidade. Não há regras práticas que possam ser facilmente aplicadas, mas o efeito da umidade pode ser determinado usando várias fórmulas online. No primeiro exemplo, a pressão é necessária na altitude para a qual a altitude de densidade está sendo procurada. Usando Figura, selecione a pressão barométrica mais próxima da altitude associada. Como exemplo, a pressão a 8.000 pés é 22,22 "Hg. Usando o site da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA) (www.srh.noaa.gov/epz/?n=wxcalc_densityaltitude) para altitude de densidade, insira 22,22 para 8.000 pés na janela de pressão da estação. Insira uma temperatura de 80° e um ponto de orvalho de 75°. O resultado é uma altitude de densidade de 11.564 pés. Sem umidade, a altitude de densidade seria quase 500 pés mais baixa.

Outro site (www.wahiduddin.net/calc/density_altitude.htm) fornece um método mais direto para determinar os efeitos da umidade na altitude densidade sem usar gráficos interpretativos adicionais. Em qualquer caso, os efeitos da umidade na altitude de densidade incluem uma diminuição no desempenho geral em condições de alta umidade.