O que é aquele orifício na cauda do avião?

Esse buraco na parte traseira da cauda da aeronave é o escapamento do APU (Foto: David Monniaux)

Você deve ter notado o buraco na cauda da maioria das aeronaves. Provavelmente não é surpresa saber que é uma saída de exaustão. Mas isso não tem nada a ver com os motores principais. É para um segundo motor de turbina, muito menor, que todos os jatos comerciais possuem. Esta unidade de energia auxiliar (APU) fornece energia elétrica importante para os sistemas da aeronave e purga o ar para dar partida nos motores principais.

APU - O pequeno motor de turbina

Todas as aeronaves comerciais de grande porte têm uma unidade de força auxiliar a bordo, geralmente localizada na cauda da aeronave (embora alguns jatos regionais tenham ventilação lateral). Este é um pequeno motor de turbina, essencialmente com o mesmo projeto e operação dos motores principais de aeronaves, mas em uma escala menor. No entanto, ao contrário dos motores principais, o APU não fornece empuxo (portanto, seria errado chamá-lo de motor a jato). Em vez disso, ele alimenta um gerador elétrico e fornece pressão de ar.

Uma APU da Honeywell (ela produz APUs para todas as aeronaves Boeing 737 e Airbus A320)(Foto: YSSYguy)

Por que ter esse motor extra quando você já tem dois ou quatro muito maiores? O APU possui diversas funções relacionadas à segurança, conveniência e economia.

Fornecendo energia no solo

O primeiro e mais direto uso do APU é fornecer energia quando no solo. Ele pode ser executado quando os motores são desligados e ao embarcar antes de os motores ligarem. A APU irá operar um gerador que fornece energia elétrica para os sistemas de cabine e cockpit. Também produzirá pressão pneumática para operar os sistemas de ar condicionado da cabine.

Isso também poderia ser alcançado operando os motores principais, mas a um custo e desgaste mais elevados para os motores. Também pode ser fornecido por uma fonte externa, mas ter sua própria fonte de alimentação é muito mais conveniente.

Iniciar o APU é um procedimento simples. A energia de uma bateria fará com que o motor do motor comece a girar. O combustível é adicionado e o motor dá partida rapidamente. Este vídeo mostra uma ótima sequência de como uma APU é iniciada em um Boeing 767.

Iniciando os motores principais

A outra função principal do APU é dar partida nos motores principais. Tal como acontece com a energia aterrada, isso também pode ser obtido usando uma fonte baseada em aterramento.

Unidade de força terrestre (e trator) para uma aeronave KLM (Foto: Barcex)

Assim como o APU é iniciado usando a energia da bateria para girar as pás, as pás dos motores principais devem estar girando antes de poderem ser acionadas. Isso é obtido usando purga de ar (essencialmente exaustão de alta pressão) da turbina APU. 

Isso gerará fluxo de ar suficiente através do motor principal para permitir que a mistura de combustível e ar seja acesa e dê partida no motor. Se o motor foi ligado sem fluxo de ar, ele pode ser danificado por superaquecimento.

A APU fornece fluxo de ar para ligar os motores principais (Foto: Getty Images)

A pressão então aumenta para girar ainda mais o motor e, uma vez que atinge sua velocidade de marcha lenta, a alimentação do APU é removida. Os outros motores são então ligados, usando o APU ou ar de alta pressão do motor já ligado. Isso é conhecido como 'sangria cruzada' e também é uma técnica usada para reiniciar um motor com falha .

Usando o APU em voo

O APU também pode ser usado durante o voo, embora geralmente fique inativo durante o vôo. Em caso de falha do motor, ele pode ser usado para energia elétrica ou purga de ar para reiniciar os motores. O pouso do voo 1549 da US Airways no rio Hudson é um exemplo. Embora os motores não tenham sido reiniciados, o APU foi usado para fornecer energia elétrica e mais tarde foi citado como crítico para o resultado.

Por que localizá-lo na cauda?

Pode parecer estranho localizar o APU na cauda da aeronave, longe dos motores principais. Mas faz sentido mantê-lo longe da equipe e das operações de solo (visto que geralmente opera no solo). E libera espaço vital para carga e combustível em outras partes da aeronave. O ar fornecido da APU para os motores está em pressão muito alta, portanto, viajar a distância até os motores tem efeito mínimo.

Se você olhar atentamente para a cauda da aeronave, também poderá ver uma válvula de admissão de ar para a turbina APU (ela será fechada durante o voo) (Foto: Simon_sees via Flickr)

Em uso desde a Primeira Guerra Mundial

APUs existem há décadas, embora o uso tenha aumentado significativamente com os aviões a jato modernos. Muitas aeronaves militares na Primeira e na Segunda Guerras Mundiais (incluindo o British Supermarine Nighthawk na Primeira Guerra Mundial, o B-29 Superfortress da Segunda Guerra Mundial e, mais tarde, as aeronaves Junkers alemãs) tinham formas de APU.

No entanto, alguns dos primeiros aviões a jato não tinham APUs. O Boeing 707, por exemplo (amplamente considerado como a primeira aeronave de grande sucesso da era do jato), inicialmente não tinha um, embora alguns tenham sido equipados posteriormente. O 727 que se seguiu foi construído com um APU, localizado na baía do trem de pouso principal, não na cauda da aeronave. Isso foi adicionado para ajudar a aumentar os locais onde o 727 poderia operar.

O Boeing 727 foi a primeira aeronave a ser projetada com um APU (Foto: Getty Images)

E o Concorde, um dos aviões a jato mais famosos e poderosos, não tinha um. Ele foi projetado para ser o mais leve possível e operado em aeroportos bem equipados, onde poderia contar com fontes de energia terrestres.