Por que as aeronaves têm janelas pequenas e arredondadas?

Aeronaves em todo o mundo tendem a ter quase o mesmo design de janela, que é pequeno e arredondado. A resposta não é apenas estética, mas também de segurança.

(Foto: Divulgação/GOL)

Do menor ao maior avião no céu hoje, um elemento-chave para os passageiros é o mesmo: o formato das janelas. Os pequenos recortes redondos na fuselagem são pontos cobiçados, mas por que não têm uma forma diferente? As janelas grandes e quadradas não oferecem melhores oportunidades de visualização. A razão está enraizada na aerodinâmica do avião e um exemplo perigoso.

Gerenciando a pressão

A razão para as janelas arredondadas nos aviões de hoje é gerenciar a pressão do ar dentro e fora do avião. Ao cruzar acima de 10.000 pés, as cabines das aeronaves são pressurizadas a 11-12 psi, enquanto a pressão do ar externo pode ser de apenas 4-5 psi. Essa grande variação causa estresse nas janelas, que precisam lidar com repetidos ciclos de pressurização.

A razão pela qual as janelas redondas foram escolhidas como norma é porque sua forma permite uma distribuição uniforme da pressão pelo painel. Isso é extremamente importante, como discutiremos em breve. Além disso, o design também suporta melhor a deformação, tornando-o mais forte para uso a longo prazo.

Dada a sua capacidade de distribuir a pressão uniformemente, as janelas redondas são a
escolha mais segura para aeronaves (Foto: Getty Images)

Isso explica por que todos os aviões usam janelas redondas há mais de 70 anos. No entanto, não era assim no início da era do jato, e foram necessários dois acidentes para adotar um novo design.

Janelas quadradas no início

Enquanto as aeronaves começaram a ser pressurizadas em 1940, sua importância aumentou com o início da era do jato na década de 1950. Até então, os passageiros estavam acostumados com janelas quadradas, parecidas com as do dia a dia. No entanto, isso mudou com o de Havilland Comet, o primeiro avião a jato.

Dois Comet's se partiram no ar em 1954, matando 56 passageiros e levantando uma necessidade urgente de respostas. A razão foi encontrada para ser o design da janela quadrada. Em particular, a borda do quadrado estava recebendo muita pressão, fazendo com que rachassem e destruíssem a aeronave. As quatro arestas afiadas levaram até 70% do estresse, fazendo com que elas se desfizessem em meio ao uso repetido.

O desenho da janela quadrada do Comet pode ser visto aqui (Foto: Getty Images)

Para evitar mais incidentes desse tipo, os designers se mudaram para encontrar uma nova forma para resistir à pressão, levando ao layout da janela circular que surgiu desde então.

Camadas de proteção

No entanto, não é apenas a forma que os engenheiros usam para garantir que as janelas se mantenham firmes durante os voos. Você deve ter notado que as janelas são feitas de três camadas de acrílico. O mais externo é o mais grosso e recebe toda a pressão do lado de fora, enquanto o do meio também é grosso e possui um pequeno orifício usado para equalizar a pressão e proteger o painel interno. Aquele que enfrentamos como passageiros na camada mais fina e leva apenas a pressão relativamente menor da cabine.

Em 2018, uma falha de motor da Southwest viu as lâminas rasgarem uma janela , sugando um passageiro parcialmente e, eventualmente, levando à sua morte. Hoje, incidentes de abertura de janelas são extremamente raros, mas as janelas continuam sendo uma parte essencial das verificações de segurança.

Para uma explicação mais esclarecedora e visual sobre por que as janelas dos aviões são redondas e não quadradas, confira o vídeo do YouTube abaixo.

Edição de texto e imagens por Jorge Tadeu, com informações de Engineering World Channel e Simple Flying

Vídeo: Entrevista - De Anjo a aviador

João D'Angelo é de uma família envolvida com a Força Aérea Brasileira, ele foi um dos Anjo da Guarda mais antigo do EDA, Esquadrilha da Fumaça, e aqui falará um pouco do que foi a sua vida na aviação, chegando a piloto comercial.

Via Canal Porta de Hangar de Ricardo Beccari

Aconteceu em 23 de abril de 1979: Acidente com o voo EH011 da Saeta no Equador

Em 23 de abril de 1979, o avião Vickers 785D Viscount, prefixo HC-AVP, da Saeta (foto acima), decolou do Aeroporto Quito-Mariscal Sucre às 07h08 (hora local) para o voo EH011 em direção a Cuenca, ambas localidades do Equador. A bordo da aeronave estavam 52 passageiros e cinco tripulantes.

O trajeto é considerado um trecho perigoso devido ao obstáculo natural do nevado Chimborazo, que fica a 6.319 metros acima do nível do mar e a 150 quilômetros da capital. 

O último contato do piloto com a torre de controle informou que ele estava sobrevoando a cidade de Ambato, mas então toda a comunicação com o avião foi perdida. 

Durante o cruzeiro, a uma altitude de 18.000 pés em maio às nuvens, o avião atingiu a encosta de uma montanha e desapareceu das telas do radar.

As operações SAR foram iniciadas, mas eventualmente abandonadas em poucos dias, já que nenhum vestígio da aeronave nem dos 57 ocupantes foi encontrado. 

Os destroços foram localizados cerca de 5 anos depois, em uma área montanhosa localizada na região de Shell-Mera, província de Pastaza.

Por Jorge Tadeu (Site Desastres Aéreos) com Wikipedia, ASN e riobamba.com

Aconteceu em 23 de abril de 1966: A queda do voo 2723 da Aeroflot no Mar Cáspio

O voo 2723 da Aeroflot era um voo doméstico soviético de passageiros do Aeroporto Internacional de Bina para o Aeroporto de Makhachkala. Em 23 de abril de 1966, o Ilyushin Il-14 operando a rota desabou no Mar Cáspio devido a problemas de motor.

Um Ilyushin Il-14 da Aeroflot similar ao acidentado

O Ilyushin Il-14P, prefixo CCCP-Л1772, da Aeroflot, envolvido no acidente, foi construído em 1956 e voou até 1959 antes de o registro ser alterado para СССР-61772. Até o momento do acidente, a aeronave havia completado 16.257 horas de voo.

O Il-14P partiu às 07h42 hora local de Baku para Saratov com escala em Makhachkala, levando a bordo 28 passageiros e cinco tripulantes. O tempo no momento da partida era de chuva forte e nuvens espessas com um teto de 140–200 m (460–660 pés). 

Cerca de 12 minutos após a decolagem, a uma altitude de 1.500 m (4.900 pés), os pilotos relataram problemas com os motores e presumiram que a causa fossem velas molhadas. O voo fez uma curva de 180° para retornar a Baku. Pouco depois, a tripulação relatou fortes vibrações e baixas rotações do motor esquerdo.

Às 07h59, a tripulação relatou que a temperatura caiu drasticamente em ambos os motores. Três minutos depois, os pilotos relataram ter atingido uma altitude de 200 m (660 pés). No entanto, devido ao mau tempo, a aeronave já havia passado pelo aeroporto e estava localizada sobre o Mar Cáspio ao sul da Península de Absheron. 

Cinco segundos depois, a tripulação transmitiu uma chamada do SOS pelo rádio e relatou que abandonariam a aeronave no mar. Esse foi o último contato de rádio com o voo 2723.

Nenhum vestígio da aeronave foi encontrado até alguns meses depois, quando os destroços foram encontrados por acidente no fundo do mar a 23 m (75 pés) de água, cerca de 18-20 km (11-12 milhas) ao sul da Ilha Nargin por mergulhadores da Marinha em busca para outro objeto afundado. Todos os 23 ocupantes do avião morreram no acidente.

A aeronave e a maioria dos corpos das pessoas a bordo foram retirados da água por um guindaste flutuante. A fuselagem teve poucos danos significativos, indicando que a aeronave atingiu a água em um ângulo raso e permaneceu relativamente intacta. A investigação não conseguiu encontrar a causa das falhas do motor.

Por Jorge Tadeu (Site Desastres Aéreos) com Wikipedia e ASN

Aconteceu em 23 de abril de 1959: Acidente da Air Charter na Turquia - Havia ogivas nucleares a bordo?

Em 23 de abril de 1959, o Avro 688 Super Trader, prefixo G-AGRH, de propriedade da Air Charter Limited (foto acima), partiu de Ancara, na Turquia, para um voo para o Bahrein, como parte de um longo voo de carga do Reino Unido para o aeroporto de Woomera, na Austrália. 

O Super Trader era um Avro Tudor IV modificado, que foi equipado com uma porta de carga traseira e voou sem pressurização.

A aeronave carregava doze homens e equipamentos ultrassecretos para o alcance do foguete Woomera. Entre Ancara e Teerã, ele usava um corredor aéreo que o levaria até o meio do Lago Van, o maior lago da Turquia, quase cercado por montanhas e situado perto da fronteira soviética-armênia.

Às 08h14, a aeronave passou sobre Gemerek no FL 115 e às 08h59 sobre Elazığ no FL135. O último relatório de posição foi recebido às 09h26 durante Muş. 

Em seguida, a aeronave caiu e foi encontrada seis dias depois no Monte Süphan, um pouco ao norte do Lago Van, na Turquia. O avião se desintegrou com o impacto e todos os 12 ocupantes morreram.

Uma equipe especial de resgate de montanha da Força Aérea Real de seis homens de Nicósia, Chipre, chegou ao local do acidente no topo da montanha alguns dias depois e demoliu os destroços do avião com vários explosivos depois de recuperar vários documentos importantes.

Houve especulações não comprovadas de que havia ogivas nucleares na carga. Uma fonte anônima alegou que, alguns anos depois, alguns moradores locais que foram aos destroços foram diagnosticados com câncer e morreram devido à alta exposição às substâncias radioativas.

A investigação oficial sobre o acidente concluiu que a aeronave, que voava por instrumentos, desviou para o norte de sua rota normal por causa de fortes ventos e colidiu com a montanha. Ventos mais fortes do que o previsto podem ter sido um fator contribuinte - um rumo preciso não pôde ser obtido em Muş, e a previsão de vento em Van não foi verificada. 

Além disso, as temperaturas subnormais teriam resultado em uma alta indicação de leitura do altímetro e cálculos no voo e os contatos com faróis não foram coordenados e controlados.

Destroços do avião ainda podem ser encontrados no local do acidente

Por Jorge Tadeu (Site Desastres Aéreos) com Wikipedia e ASN

Vídeo: Primeira imagem de buraco negro da história fica mais nítida graças à IA

Via Olhar Digital

O que são compósitos de matriz cerâmica e como são usados ​​em motores a jato?

O uso de CMCs reduz significativamente o peso do motor enquanto aumenta a eficiência operacional.

Um motor Pratt & Whitney IAE V2500 (Foto: Pratt & Whitney)

Os Ceramic-Matrix Composites (CMCs) são vistos como substitutos leves para ligas metálicas, oferecendo quase um terço da densidade do material, mas propriedades físicas e térmicas superiores. O avanço na tecnologia de materiais tornou os CMCs uma escolha popular para uma vasta gama de aplicações de alta temperatura, incluindo seu uso em componentes internos do motor.

O combustor e os sistemas de exaustão dos motores turbofan modernos usam revestimentos e painéis baseados em CMC. Com temperaturas internas próximas de 3.000 graus F (1.700 graus C), os motores a jato exigem materiais excepcionais para um gerenciamento térmico eficiente.

Compósitos de Matriz Cerâmica (CMCs)

CMCs compreendem uma combinação de fibras cerâmicas embutidas em matrizes cerâmicas. De carbono-carbono a carbono-carboneto de silício e alumínio, os CMCs assumem várias formas, dependendo da aplicação. Durante a fabricação de CMC, as fibras são dispostas na forma desejada antes de serem infiltradas com o material da matriz.

Além do lay-up pré-formado, a fixação de fibras também pode ser obtida por meio de enrolamento de filamentos, tranças ou nós. Após a deposição do material da matriz, é realizada a usinagem necessária. Outros tratamentos, como revestimento ou impregnação, podem ser realizados dependendo da necessidade do material.

Um engenheiro da Rolls-Royce trabalhando em um motor a hidrogênio (Foto: Rolls-Royce)

Os CMCs usados ​​em motores de turbina a gás são geralmente feitos de carboneto de silício, fibras cerâmicas e resina cerâmica. Estes são fabricados através de um sofisticado processo de infiltração e reforçados com revestimentos. Esses CMCs oferecem alta resistência ao choque térmico e tenacidade ao impacto.

O uso de CMCs em motores a jato

O Centro de Pesquisa Global da General Electric (GE) e a GE Aviation têm desenvolvido a tecnologia CMC para as seções quentes de vários motores comerciais e militares. Os principais componentes do combustor, turbinas de alta pressão e bocais são fabricados usando CMCs. 

De acordo com GE, "as coberturas de turbina GE feitas de CMCs agora operam com sucesso na seção mais quente do turbofan LEAP mais vendido, produzido pela CFM International (uma empresa conjunta 50/50 da GE e da Safran Aircraft Engines), que está alimentando centenas de aeronaves comerciais de corredor único aviões a jato."

A Rolls-Royce está empenhada em melhorar o desempenho dos motores a jato por meio do uso da tecnologia CMC em vários locais de seus motores. O peso total do motor é significativamente reduzido devido à menor densidade de massa dos CMCs em comparação com as ligas metálicas tradicionais.

Segundo a Rolls-Royce, "os compostos de matriz cerâmica (CMCs) oferecem várias vantagens para uma variedade de indústrias de alta tecnologia, como aeroespacial e outras aplicações com requisitos térmicos e mecânicos exigentes. aplicações de motores de turbina, mas pesam menos que as ligas atuais."

A resistência térmica superior dos CMCs permite que os motores obtenham menor consumo de combustível e, em troca, produzam menos emissões e menos ruído. A Rolls-Royce implementa a tecnologia CMC em vários programas de motores, incluindo o projeto principal do UltraFan.

O interior de um motor a jato (Foto: dirrgang via Flickr)

Devido às suas excelentes propriedades térmicas, os componentes CMC requerem menos resfriamento do que os componentes tradicionais à base de níquel. Como tal, vários canais de resfriamento podem ser minimizados ou eliminados para obter um design mais direto. 

A GE informou: "A remoção do ar de resfriamento permite que um motor a jato funcione com maior empuxo e/ou com mais eficiência. Incorporar as propriedades exclusivas dos CMCs em um motor de turbina aumenta a durabilidade do motor e reduz a necessidade de ar de resfriamento. Esses ganhos melhoram a eficiência do combustor e reduzem o consumo de combustível."

Os motores a jato de alta eficiência de hoje funcionam mais quentes do que nunca, muitas vezes excedendo os limites dos materiais tradicionais. O uso de CMCs permite que os fabricantes alcancem um desempenho térmico ideal enquanto perdem centenas de quilos de peso do motor.

Com informações de Simple Flying