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COMO FUNCIONA O AR CONDICIONADO NOS AVIÕES ?

Vou tentar explicar da maneira mais fácil possível, de forma genérica, como funciona um sistema de “ciclo de ar”. Usarei um diagrama de Boeing 777, mas é bem semelhante ao do 767/757/747. O usado no 737 também é parecido mas há diferenças sutis, nos Airbuses também.

Hoje em dia não se usa mais gás refrigerante (Freon), como o que era usado na época do Electra. Apesar de ser um sistema extremamente eficiente, o fato de agredir o meio ambiente acabou cedendo lugar aos sistemas de ciclo de ar.

Então vamos tentar entender como funciona um sistema de ar condicionado, chamado comumente de “Packs” (a pronúncia é “péks”).


No diagrama acima você pode ver os números "1" e "2" (entrada e saída de ar de refrigeração) e eles ficam na barriga do avião, como eu mostro nesta foto abaixo.


Conforme o avião voa, temos constantemente ar passando neste duto e é um ar bem gelado! Antes de continuar, você já deve estar com uma dúvida: mas quando o avião não está voando, também temos ar condicionado dentro!

É verdade, e para que isso aconteça, olhe no diagrama que a direita do número "2" tem um “ventilador”(F)… então, quando o avião não está voando, esse ventilador “puxa” o ar para entrar lá no "1' e sair no "2", então na prática é como se o avião estivesse voando mesmo que esteja parado.

Este ar que passa neste duto serve apenas para refrigerar um ar bastante quente que é “sangrado” do motor. Sim senhores, o ar que respiramos dentro do avião vem de dentro do motor! Agora que você já sabe disso, se um dia estiver voando e um cheiro de óleo e fumaça invadir a cabine, não precisa entrar em pânico, basta lembrar do que leu aqui e já sabe que deve ter sido apenas um rolamento do motor que rompeu o selo e que o comandante vai pousar no aeroporto mais próximo sem risco para ninguém.

Continuando, este ar quente entra ali no número "3" e passa no trocador de calor primário (PRI HX). Apesar do nome ser bonito, é um negócio parecido com radiador de carro. Quando o ar do "3" passa ali, ele perde muito calor e fica mais fresco, e segue seu caminho até dar de cara com o compressor da ACM (Air Cycle Machine – Máquina de Ciclo de Ar – letra C). Este ar passa ali e faz o compressor girar (vejam que o eixo desta turbina é o mesmo eixo do ventilador. Se a turbina gira, o ventilador também gira e puxa ar frio através dos trocadores de calor).

Quando o ar passa pela turbina, ele gera energia e consequentemente aquece, então ele segue por dentro de um duto para passar dentro do SEC HX (trocador de calor secundário). Como esse trocador está bem na frente do fluxo de ar frio, o ar dentro do tubo fica fresco novamente e segue o caminho até o "4", que é a entrada do “Reheater”(reaquecedor). Ele passa pelo reheater e vai para o condensador, onde sofre uma queda brusca de temperatura, e é tão brusca que o ar fica cheio de umidade - afinal é um condensador, certo?

O ar continua seu caminho e vai de encontro ao número "6", que é um coletor de água. O que esse bicho faz é remover toda a água do ar através de centrifugação - o ar fica tão seco que o seu nariz reclama lá na cabine, além de dar dor de cabeça.

E por que diabos o ar tem que ser tão seco dentro do avião a ponto do nariz querer sangrar em viagens longas?

Elementar meu caro Watson, a fuselagem das aeronaves, por serem metálicas, têm que ser protegidas de corrosão, e nada melhor para gerar corrosão do que umidade. Além do mais, temos uma plataforma digital embarcada em cada aeronave, e equipamentos eletrônicos não gostam muito de água.

A Boa notícia para os que sofrem com baixa umidade do ar é que o novo Boeing 787, por ter fuselagem de material composto (fibras de carbono e outros materiais), não vai precisar ter o ar tão seco dentro da cabine, por isso os passageiros desta aeronave vão se sentir tão bem após longas viagens.

Bem, este ar está bem fresco e no caminho dele tem uma turbina (T1) para girar. Ar fresco não tem energia, então antes de chegar na turbina ele passa no reheater de novo, onde ele recebe um pouco do calor do ar que está entrando pelo "4" e dá um pouco de frieza no ar que vai entrar no condensador - genial não é?

Agora o ar segue mais morno e gira a turbina T1. Nesta turbina é onde toda a mágica do condicionamento de ar é feita. Essa turbina expande o ar de tal maneira que ele fica abaixo de zero (-20ºC até) e aí sai geladão e adivinha onde tem que entrar? No condensador!!! Agora já dá pra entender como o ar que sai no "5" condensa super rápido? Por que tem ar super gelado que saiu da turbina trocando calor! E mais uma mágica acontece, porque esse ar que estava a -20ºC precisa chegar na turbina T2, mas lembram que eu falei que ar gelado não tem energia?

Então, ao passar pelo condensador duas coisas são feitas: ele gela o ar que veio do reheater pelo "4" e aquece um pouquinho para seguir o caminho com mais energia até a turbina T2 - é ou não é genial (de novo)?

Agora o ar está seguindo meio morno e ao chegar na turbina T2 toma outra expandida e cai pra baixo de zero novamente (como a água já foi removida lá atrás, não há perigo de formar gelo).

Pronto, agora o ar super gelado segue seu caminho até o “Mix Manifold”, onde vai ser misturado com ar filtrado e recirculado que vem da cabine e seguirá seu destino até entrar na cabine, geladinho.

Espero que tenha dado pra ter uma noção mais ou menos de como funciona um sistema de ar condicionado em aviões modernos.

Só por curiosidade, a ACM (turbinas e compressores) gira a mais de 60.000 vezes por minuto. Isto é tão rápido que o eixo não possui rolamentos físicos, ele fica suspenso num colchão de ar para reduzir o atrito ao mínimo.

Uma outra curiosidade é que o Boeing 787 não vai ter ar sangrado do motor, vai ter um compressor separado de ar (de funcionamento elétrico), mas apesar disso o sistema de packs deve ser bem semelhante.

Fonte: Aviação Música e Responsabilidade.

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