Sistemas de sangria de ar
As temperaturas em altas altitudes nas quais as aeronaves operam podem estar bem abaixo de 0 ° F. Combinado com temperaturas frias sazonais, isso torna o aquecimento da cabine mais do que apenas um luxo. Aeronaves pressurizadas que utilizam sistemas de ar condicionado de ciclo de ar misturam ar de sangria com ar frio produzido pela turbina de expansão da máquina de ciclo de ar para obter ar quente para a cabine. Isso é discutido na seção que aborda o ar condicionado do ciclo de ar neste capítulo. Aeronaves não equipadas com ar condicionado de ciclo de ar podem ser aquecidas por um dos poucos métodos possíveis.
Algumas aeronaves movidas a turbina não equipadas com sistemas de ciclo de ar ainda fazem uso do ar de sangria do compressor do motor para aquecer a cabine. Existem vários arranjos. O ar de sangria é misturado com o ar ambiente, ou ar de retorno da cabine, e distribuído por toda a aeronave por meio de dutos. A mistura de ar pode ser feita de várias maneiras. Válvulas de ar de mistura, válvulas de controle de fluxo, válvulas de fechamento e outras várias válvulas de controle são controladas por interruptores no cockpit. Um sistema de aquecimento de ar de sangria STC usa mini-ejetores em cabines de helicópteros para combinar o ar de sangria com o ar da cabine. Todos esses sistemas de aquecimento de ar de sangria são simples e funcionam bem, desde que as válvulas, dutos e controles estejam em condições operacionais.
Sistemas de aquecimento elétrico
Ocasionalmente, um dispositivo de aquecimento elétrico é usado para aquecer a aeronave. A eletricidade que flui através de um elemento de aquecimento torna o elemento quente. Um ventilador para soprar ar sobre os elementos e para dentro da cabine é usado para transferir o calor. Outros elementos do piso ou da parede lateral simplesmente irradiam calor para aquecer a cabine.
Os aquecedores do elemento de aquecimento elétrico exigem uma quantidade significativa da saída do gerador da aeronave, que é melhor dedicada à operação de outros dispositivos elétricos. Por esta razão, eles não são muito comuns. No entanto, seu uso no solo, quando alimentado por uma fonte de energia elétrica terrestre, pré-aquece a cabine antes do embarque dos passageiros e não sobrecarrega o sistema elétrico.
Aquecedores de Escape
A maioria das aeronaves leves monomotores usa sistemas de aquecimento de cobertura de exaustão para aquecer a cabine. O ar ambiente é direcionado para uma cobertura de metal, ou jaqueta, que envolve parte do sistema de exaustão do motor. O ar é aquecido pela exaustão e direcionado através de uma válvula de aquecimento de firewall para a cabine. Esta solução simples não requer energia elétrica ou do motor e faz uso de calor que de outra forma seria desperdiçado.
Uma grande preocupação dos sistemas de aquecimento da cobertura de exaustão é a possibilidade de que os gases de exaustão possam contaminar o ar da cabine. Mesmo a menor rachadura em um coletor de escape pode enviar monóxido de carbono suficiente para a cabine ser fatal. Procedimentos de inspeção rigorosos estão em vigor para minimizar essa ameaça. A maioria envolve pressurizar o sistema de exaustão com ar, enquanto inspeciona vazamentos com uma solução com sabão. Alguns exigem que o escapamento seja removido e pressurizado enquanto estiver submerso na água para detectar vazamentos. A frequência de detecção de vazamento de calor de exaustão pode ser a cada 100 horas.
Ocasionalmente, o sistema de escape é ligeiramente modificado em uma configuração de calor de cobertura. Por exemplo, um silenciador de exaustão pode ter vários pinos soldados anexados, o que aumenta a transferência de calor para o ar da cabine. Cada ponto de solda é um local para um possível vazamento.
Independentemente da idade ou condição, aeronaves com sistemas de aquecimento de cobertura de exaustão devem conter um dispositivo de detecção de monóxido de carbono na cabine.
Aquecedores de Combustão
Um aquecedor de combustão de aeronaves é usado em muitas aeronaves de pequeno e médio porte. É uma fonte de calor independente do(s) motor(es) da aeronave, embora utilize combustível do sistema de combustível principal da aeronave. Aquecedores de combustão são fabricados por algumas empresas diferentes que abastecem a indústria da aviação. A maioria é semelhante à descrição a seguir. As unidades mais modernas possuem ignição eletrônica e interruptores de controle de temperatura.
Os aquecedores de combustão são semelhantes aos aquecedores da cobertura de exaustão, pois o ar ambiente é aquecido e enviado para a cabine. A fonte de calor neste caso é uma câmara de combustão independente localizada dentro da cobertura externa cilíndrica da unidade de aquecimento. A quantidade correta de combustível e ar é inflamada na câmara interna hermética. A exaustão da combustão é canalizada ao mar. O ar ambiente é direcionado entre a câmara de combustão e a cobertura externa. Absorve o calor da combustão por convecção e é canalizado para o habitáculo.
Sistema de ar de combustão
O ar utilizado no processo de combustão é o ar ambiente retirado de fora da aeronave ou do compartimento no qual o aquecedor de combustão está montado. Um soprador garante que a quantidade e a pressão corretas de ar sejam enviadas para a câmara.
Algumas unidades possuem reguladores ou válvula de alívio para garantir esses parâmetros. O ar de combustão é completamente separado do ar aquecido e enviado para a cabine.
Sistema de Ventilação de Ar
Ar de ventilação é o nome do ar que é aquecido e enviado para a cabine. Normalmente, ele entra no aquecedor de combustão através de uma entrada de ar ram. Quando a aeronave está no solo, um ventilador de ar controlado por um interruptor de agachamento do trem de pouso opera para atrair o ar. Uma vez no ar, o ventilador deixa de funcionar, pois o fluxo de ar do ram é suficiente. O ar de ventilação passa entre a câmara de combustão e a cobertura externa do aquecedor de combustão, onde é aquecido e enviado para a cabine.
Sistema de combustível
Como mencionado, o combustível para o aquecedor de combustão é retirado de um tanque de combustível de aeronave. Uma bomba de combustível de pressão constante com válvula de alívio puxa o combustível através de um filtro. Uma válvula solenóide principal a jusante fornece o combustível para a unidade. O solenóide é controlado pelo interruptor do aquecedor da cabine no cockpit e três interruptores de segurança localizados no aquecedor de combustão. O primeiro interruptor de segurança é um interruptor de limite de duto que mantém a válvula fechada caso a unidade não tenha fluxo de ar de ventilação suficiente para mantê-la dentro da faixa de temperatura operacional correta. O segundo é um pressostato que deve detectar a pressão do ventilador de ar de combustão para permitir que o solenóide abra. O combustível é fornecido à câmara de combustão somente se houver ar com o qual possa ser misturado. Finalmente, um interruptor de superaquecimento também controla o solenóide principal de alimentação de combustível.
Um solenóide secundário está localizado a jusante do solenóide de fornecimento de combustível principal. Faz parte de uma unidade de controle de combustível que também abriga um regulador de pressão e um filtro de combustível adicional. A válvula abre e fecha sob comando do termostato do aquecedor de combustão. Durante a operação normal, o aquecedor liga e desliga abrindo e fechando este solenóide na entrada da câmara de combustão. Quando aberto, o combustível flui através de um bico que o pulveriza na câmara de combustão.
Sistema de ignição
A maioria dos aquecedores de combustão tem uma unidade de ignição projetada para receber a voltagem da aeronave e intensificá-la para disparar uma vela de ignição localizada na câmara de combustão. Aquecedores de combustão mais antigos usam unidades de ignição do tipo vibrador. As unidades modernas têm ignição eletrônica. A ignição é contínua quando ativada. Isso ocorre quando o interruptor do aquecedor é colocado na posição ON no cockpit e o ventilador de ar de combustão cria pressão de ar suficiente na câmara de combustão. O uso da vela de ignição adequada para o aquecedor de combustão é essencial. Verifique os dados aprovados pelo fabricante.
Controles
Os controles do aquecedor de combustão consistem em um interruptor de aquecimento da cabine e um termostato. O interruptor de aquecimento da cabine liga a bomba de combustível, abre o solenóide principal de alimentação de combustível e liga o ventilador de ar de combustão, bem como o ventilador de ar de ventilação se a aeronave estiver no solo. Quando o ventilador do ar de combustão aumenta a pressão, ele permite que a unidade de ignição dê partida. O termostato envia energia para abrir o solenóide de controle de combustível quando o calor é necessário. Isso aciona a combustão na unidade e o calor é entregue à cabine. Quando a temperatura pré-selecionada é atingida, o termostato corta a energia do solenóide de controle de combustível e a combustão pára. O ar de ventilação continua a circular e a transportar o calor. Quando o nível de temperatura cai para aquele abaixo do qual o termostato está ajustado, o aquecedor de combustão liga novamente.
Características de segurança
Vários controles automáticos do aquecedor de combustão impedem a operação do aquecedor quando existem condições perigosas. Conforme indicado, um interruptor de limite de duto corta o combustível para o aquecedor quando não há fluxo de ar suficiente para manter o duto do aquecedor abaixo de uma temperatura predefinida. Isso geralmente é causado pela falta de fluxo de ar de ventilação. Um interruptor de superaquecimento ajustado em uma temperatura mais alta do que o interruptor de limite do duto protege contra superaquecimento de qualquer tipo. Ele é projetado para cortar o combustível para o aquecedor de combustão antes que ocorra um incêndio indesejado. Quando este interruptor é ativado, uma luz é acesa no cockpit e o aquecedor não pode ser reiniciado até que a manutenção determine a causa. Alguns aquecedores contêm um circuito para evitar que o combustível seja entregue à câmara de combustão se o sistema de ignição não estiver funcionando.
Manutenção e Inspeção
A manutenção dos aquecedores de combustão consiste em itens de rotina, como limpeza de filtros, verificação do desgaste das velas de ignição e garantia de que as entradas não estejam obstruídas. Toda manutenção e inspeção de aquecedores de combustão deve ser realizada de acordo com as instruções do fabricante da aeronave. Os fabricantes de aquecedores de combustão também produzem diretrizes de manutenção que devem ser seguidas. Os intervalos entre o desempenho dos itens de manutenção e o tempo entre as revisões devem ser seguidos para ajudar a garantir que um aquecedor funcionando corretamente esteja disponível quando necessário.
A inspeção do aquecedor de combustão deve ser realizada de acordo com o cronograma fornecido pelo fabricante ou sempre que houver suspeita de mau funcionamento. As entradas e saídas devem ser desobstruídas. Todos os controles devem ser verificados quanto à liberdade de operação e função. Deve ser feita uma observação atenta para qualquer sinal de vazamento de combustível ou rachaduras na câmara de combustão e/ou cobertura. Todos os componentes devem estar seguros. Uma verificação operacional também pode ser feita. Siga os critérios de inspeção do fabricante para garantir que o aquecedor de combustão esteja em condições de aeronavegabilidade.
