Um dos maiores riscos de voar em climas frios é a formação de gelo de aeronaves. Congelamento de aeronaves refere-se ao revestimento ou depósito de gelo em qualquer objeto da aeronave, causado pelo congelamento e impacto de hidrômetros líquidos. Isso pode ter um efeito prejudicial na aeronave e dificultar a pilotagem do avião.
Os fatores significativos que afetam a ameaça de congelamento da aeronave incluem temperaturas ambientais, velocidade da aeronave, temperatura da superfície da aeronave, o formato da superfície da aeronave, concentração de partículas e tamanho das partículas.
A taxa de captura é afetada pelo tamanho das gotas. Pequenas gotas seguem o fluxo de ar e se formam ao redor da asa, enquanto gotas grandes e pesadas atingem a asa de uma aeronave.
Quando uma pequena gota atinge, ela só se espalhará de volta sobre a asa da aeronave uma pequena distância, enquanto a grande gota se espalhará mais longe. À medida que a velocidade no ar de um avião aumenta, o número de gotas que atingem a aeronave também aumenta.
A taxa de captura de gelo da aeronave também é afetada pela curvatura da borda de ataque da asa. As asas grossas tendem a capturar menos gotas do que as asas finas. É por isso que uma aeronave com asas finas que voa em alta velocidade através de grandes gotas tem a maior taxa de captura de gelo de aeronave.
Como uma aeronave é afetada pelo gelo
O gelo pode se acumular na superfície do avião e prejudicar o funcionamento das asas, hélices e superfície de controle, bem como dos velames e para-brisas, tubos pitot, respiradouros estáticos, entradas de ar, carburadores e antenas de rádio .
Os motores de turbina do plano são extremamente vulneráveis. O gelo que se forma na carenagem da admissão pode restringir a admissão de ar. Quando o gelo se forma nas lâminas de partida e no rotor, ele degrada sua eficiência e desempenho e pode até mesmo causar o incêndio. Quando pedaços de gelo se partem, o motor pode sugá-los. Isso pode causar danos estruturais.
Na superfície de uma aeronave com pequenas bordas de ataque - como antenas, estabilizadores horizontais, hélices, amortecedores do trem de pouso e leme - são os primeiros a acumular gelo.
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| Efeitos adversos ao brilho causado pelo glacê |
O primeiro local de uma aeronave onde o gelo geralmente se forma primeiro é o fino medidor de temperatura do ar externo. O gelo geralmente assume as asas no final. Ocasionalmente, uma fina camada de gelo pode se formar no para-brisa da aeronave. Isso pode ocorrer na aterrissagem e na decolagem.
Quando o gelo se forma na hélice, o piloto pode notar uma perda de potência e aspereza do motor. O gelo se forma primeiro na cúpula da hélice ou girador. Em seguida, ele segue seu caminho até as lâminas.
O gelo pode se acumular de maneira desigual nas lâminas e, como resultado, elas podem ficar desequilibradas. Isso resultará em vibrações que colocarão pressão indevida nas lâminas, bem como nos suportes do motor, o que pode causar sua falha.
Se a hélice do motor está acumulando gelo, a mesma coisa estará acontecendo nas superfícies da cauda, asas e outras projeções. O peso do gelo acumulado não é tão sério quanto a interrupção do fluxo de ar que causa ao redor da superfície da cauda e das asas.
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| Descongelando um De Havilland DHC-3 |
O gelo acumulado destrói a sustentação e altera a seção transversal do aerofólio. Também aumenta o arrasto e a velocidade de estol. Por outro lado, o empuxo da aeronave se degrada por causa do gelo que se acumula nas pás da hélice.
Nesse cenário, o piloto é forçado a usar um ângulo de ataque alto e potência total para manter a altitude. Quando o ângulo de ataque é alto, o gelo começa a se formar na parte inferior da asa, adicionando mais resistência e peso.
Sob condições de gelo, as abordagens de pouso, bem como a aterrissagem, podem ser perigosas. Ao pousar uma aeronave congelada, os pilotos devem usar mais velocidade e potência do que o normal.
Os instrumentos de voo podem não operar se o gelo se acumular nas portas de pressão estática do avião e no tubo piloto. A taxa de subida, a velocidade do ar e o altímetro podem ser afetados. Os instrumentos de giroscópio dentro da aeronave que são movidos por um empreendimento também podem ser afetados quando o gelo se acumula na garganta do venturi.
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| Gelo no casco da aeronave |
Tipos de gelo de aeronave
Geralmente reconhecemos 4 tipos principais de formação de gelo em aeronaves. Gelo gélido, gelo claro, gelo misto e geada. Continue lendo para saber mais sobre cada um desses tipos de gelo.
1. Gelo Glaceado (Rime Ice)
Um gelo opaco ou branco leitoso que se deposita na superfície da aeronave quando ela está voando através de nuvens transparentes é classificado como gelo de geada. Geralmente é formado por causa de pequenas gotículas super-resfriadas quando a taxa de captura é baixa.
Gelo de geada (glaceado) se acumula nas bordas de ataque das asas e nas cabeças dos pilotos, antenas, etc. Para que o gelo de geada se forme na aeronave, a temperatura do revestimento da aeronave deve estar abaixo de 0° C. Devido à baixa temperatura, as gotas congelam rápida e completamente. Mesmo após o congelamento, as gotas não perdem sua forma esférica.
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| Efeitos de gelo glaciado |
Os depósitos de gelo cremoso não têm muito peso, mas ainda assim é perigoso porque altera a aerodinâmica da curvatura da asa e afeta os instrumentos. Normalmente, o gelo do gelo é quebradiço e pode ser desalojado facilmente com fluido e equipamento de descongelamento . Ocasionalmente, gelo claro (discutido abaixo) e gelo geado se formarão simultaneamente.
2. Gelo transparente
A espessa camada de gelo que se forma quando uma aeronave voa através de nuvens que contêm grandes quantidades de grandes gotas super-resfriadas é chamada de gelo glaceado ou gelo transparente.
O gelo transparente geralmente se espalha de forma desigual sobre as superfícies da cauda, antenas, pás da hélice e asas. Ela se forma quando uma pequena parte da gota congela ao entrar em contato com a superfície de uma aeronave.
A temperatura da aeronave sobe para 0° C quando o calor é liberado durante o impacto inicial da gota. Isso permite que uma grande parte das gotas de água se espalhe e se misture com outras gotas antes de congelar. Assim, uma camada firme de gelo se forma na aeronave sem qualquer ar embutido.
À medida que mais gelo transparente se acumula na aeronave, ele começa a se formar em forma de chifre, projetando-se à frente da superfície da cauda, asa, antena e outras estruturas.
O fluxo de ar é severamente interrompido por esta formação única de gelo e aumenta o arrasto no vôo em cerca de 300 a 500 por cento. O gelo claro é extremamente perigoso porque faz com que a aeronave perca sustentação, pois altera a curvatura da asa e interrompe o fluxo de ar sobre a superfície da cauda e as asas da aeronave. Além disso, aumenta o arrasto, o que é perigoso para o avião.
As vibrações decorrentes do carregamento desigual nas pás e asas da hélice também são perigosas para o voo. Quando grandes blocos de gelo transparente se quebram, as vibrações podem se tornar tão fortes que podem prejudicar a estrutura da aeronave. Quando o gelo transparente se mistura com granizo ou neve, pode parecer esbranquiçado.
3. Gelo misturado
Como o nome sugere, gelo misturado é o tipo de gelo que carrega as propriedades de gelo de gelo e gelo transparente. Ele se forma quando pequenas e grandes gotas super-resfriadas estão presentes.
O aspecto do gelo misto é irregular, áspero e esbranquiçado. As condições favoráveis para a formação desse tipo de gelo de aeronave incluem partículas congeladas e líquidas presentes nos flocos de neve úmidos e na porção mais fria da nuvem cumuliforme.
O processo de formação desse tipo de gelo para aeronaves inclui o gelo do gelo e do gelo transparente. O gelo misturado pode se acumular rapidamente e não é facilmente removido.
4. Frost
O gelo semicristalino pode se formar no ar puro por meio de deposição. Isso não tem um grande efeito no vôo, mas pode obscurecer a visão do piloto revestindo o para-brisa da aeronave.
Ele também pode interferir com os sinais de rádio formando-se na antena. A geada geralmente se forma no ar limpo quando uma aeronave fria entra no ar mais úmido e quente.
As aeronaves que ficam estacionadas do lado de fora nas noites frias podem ficar cobertas por esse tipo de gelo pela manhã. A geada se forma quando a superfície superior da aeronave esfria abaixo da temperatura do ar circundante.
O gelo que se forma nas superfícies de controle, cauda e asas deve ser removido antes da decolagem; pode alterar as características aerodinâmicas da asa o suficiente para interferir na decolagem, reduzindo a sustentação e aumentando a velocidade de estol.
O orvalho congelado também pode se formar na aeronave que está estacionada do lado de fora em uma noite fria, quando as temperaturas estão abaixo de 0° C. Esse orvalho é geralmente cristalino e claro, enquanto a geada é branca e fina.
Assim como a geada, o orvalho congelado também deve ser removido adequadamente antes da decolagem. Na verdade, é imperativo remover qualquer tipo de umidade antes da decolagem, pois ela pode congelar enquanto o avião está taxando.
