BLOCO IV

Conhecimentos Gerais de Aeronaves

Definições e termos utilizados

Aerodinâmica: é o estudo do movimento de fluidos gasosos, relativo às suas propriedades e características, e às forças que exercem em corpos sólidos neles imersos.

Aeronave: Todo manobrável capaz de se sustentar no ar, mediante reações aerodinâmicas, apto a transportar pessoas ou coisas.

3ª Lei de Newton (ação e reação) "Toda ação corresponde a uma reação de mesma intensidade em sentido oposto":

Quando um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, simultaneamente o corpo B exerce uma força sobre o corpo A de intensidade e direção igual, mas em sentido oposto.

Assim, o motor empurra o ar para trás – que reage – empurrando o avião para frente;

Tubo de Venturi: tubo de escoamento que possui um estreitamento. Nele é possível comprovar o:

Teorema de Bernoulli: num dado escoamento, quando a velocidade aumenta, a pressão dinâmica também aumenta e a pressão estática diminui. Quando a velocidade diminui, a pressão dinâmica diminui e a pressão estática aumenta. Quando não há movimento a pressão dinâmica é zero e a pressão estática é máxima. Quanto maior  for a velocidade do escoamento, maior será a pressão dinâmica e menor será a pressão estática;

Força: é aquilo que pode alterar o estado de repouso ou de movimento de um corpo, ou de deformá-lo;

Fluido: matéria que se encontre em estado líquido ou gasoso (não possui forma definida);

Escoamento: movimento de um fluido. Dois tipos:

• Turbulento ou turbilhonado: as partículas se deslocam de forma irregular, com velocidade e direção diferentes
• Laminar ou Lamelar: as partículas se deslocam de forma regular, com velocidade e direção uniformes.

Equação da continuidade: "quanto mais estreito for o tubo de escoamento, maior será a velocidade do fluído"

Velocidade: distância / tempo (distância percorrida em determinado tempo);

Massa: quantidade de matéria contida em um corpo. Não varia.

Gravidade: força de atração entre massas.

Na Terra, todos os corpos que possuem massa são atraídos para o seu centro a 9,8 m/seg2 aproximadamente.

Peso: é a força gravitacional sofrida por um corpo

(massa x graidade);

Definições de Peso (para controle do CP e CG):

• Peso básico: aeronave + equipamentos fixos;
• Peso operacional: aeronave + equipamentos fixos + equipamentos removíveis + tripulação + comissaria;
• Peso de decolagem: peso operacional + pax + carga + combustível;
• Peso máximo de decolagem: é o máximo peso permitido para decolagem (fica no envelope aerodinâmico);
• Peso de pouso: peso de decolagem – combustível consumido;
• Peso máximo de pouso: é o peso máximo suportado pela aeronave ao pousar (geralmente menor que o PMD);
• Peso máximo zero combustível: é o peso máximo suportado pela aeronave com os tanques de combustível vazios, isto é, sem contar com o peso do combustível.

Área: largura x comprimento;

Volume: largura x comprimento x altura;

Pressão: força exercida numa área. p é a pressão, F é a força, e A é a área da pressão atmosférica;

Pressão estática: pressão que o ar parado exerce sobre os corpos na atmosfera;

Pressão dinâmica: pressão que o ar em movimento exerce sobre os corpos na atmosfera;

Densidade: a “massa volúmica” mede o grau de concentração de massa em determinado volume. (= massa / volume) (massa por unidade de volume);

Estático: parado;

Dinâmico: em movimento;

Atmosfera: camada de ar que circunda a Terra;

Trabalho: É o produto da força pelo deslocamento;

Potência: É o trabalho produzido por unidade de tempo.

Potência = força X velocidade;

Aceleração: É a variação da velocidade por unidade de tempo;

Inércia: Tendência de corpos se manterem em inércia ou no movimento presente (se um objeto está parado, permanece parado, e se está em movimento, permanece em movimento e a sua velocidade se mantém constante);

Eixo: centro de um movimento giratório (todo giro é em torno de um eixo);

Ângulo: abertura entre duas linhas ou planos que se unem em um ponto;

Vetor: É toda a grandeza matemática que possui intensidade direção e sentido;

Direção: posição de um vetor (horizontal, vertical, diagonal, etc.)

Sentido: indica de onde vem e para onde vai o vetor (é representado por uma seta);

Vento relativo: É o vento aparente que sopra sobre um corpo em movimento na atmosfera, geralmente no sentido contrário ao objeto em movimento (idéia de arrasto);

Arrasto: força paralela, porém contrária, ao deslocamento de um corpo resultando resistência ao avanço deste. O arrasto aumenta quando o ângulo de ataque aumenta.

Existem dois tipos de arrasto:

• Arrasto Induzido: O ar escapa do intradorso para o extradorso (onde a pressão é menor) pelas pontas das asas, este escape gera um fluido de ar em forma de espiral, criando um arrasto adicional.

Este tipo de arrasto é mais intenso em baixas velocidades, pois o ângulo de ataque é maior nestas condições.

Para minimizar tais efeitos:

Grande alongamento para asas de aviões de grande rendimento;

Tip-Tanks: tanques nas pontas das asas (formato cilíndrico-oval), estes dificultam a formação do fluído;

Wing-Let: uma espécie de orelha nas pontas da asa (mesma função dos Tip-Tanks).

• Arrasto Parasita: é o arrasto produzido por todas as partes do avião que não produzem forças úteis ao vôo;

Sustentação: reação útil gerada pelos aerofólios. É sempre perpendicular (90°) ao deslocamento. Depende basicamente de 5 fatores: formato do perfil da asa (flecha, reta, em delta, etc.), ângulo de ataque, densidade do ar, velocidade e área da asa.

Velocidade relativa: É a velocidade de um corpo relativa a outro corpo.

Pressão: Força por unidade de área;

Energia: É tudo que pode realizar trabalho;

Energia Cinética: É a energia contida num corpo em movimento;

Energia Potencial: É a energia inerte que está contida num corpo em repouso, se tornará cinética quando entrar em movimento;

Energia de pressão: É a energia acumulada em fluídos sob pressão;

Superfície aerodinâmica: superfície projetada para produzir pouco arrasto;

Aerofólio: superfície aerodinâmica que, além de produzir pouco arrasto, produz reações aerodinâmicas úteis ao vôo; A asa é um ~.

• Perfil do aerofólio

• Perfil simétrico: pode ser dividido ao meio por uma linha reta
• Perfil assimétrico: É aquele que não pode ser dividido por uma linha reta em duas partes iguais.

• Elementos de um Perfil (do aerofólio) (descrevem a asa do avião):

• Bordo de ataque: extremidade dianteira do perfil;
• Bordo de fuga: extremidade traseira do perfil;
• Extradorso (ou Dorso): superfície superior do perfil;
• Intradorso (ou Ventre): superfície inferior do perfil;
• Corda: linha reta imaginária entre o bordo de ataque e de fuga;
• Corda: distância entre bordo de ataque e bordo de fuga;
• Envergadura: distância de uma ponta a outra do aerofólio.
• Raiz: Parte da asa ligada na fuselagem do avião;

Principais tipos de Aeronave:

• Aeróstatos: Aeronaves mais leves que o ar (dirigíveis e balões) - Princípio de Arquimedes (todo corpo mergulhado em fluido em equilíbrio recebe um empuxo de baixo para cima igual ao peso do fluido deslocado).
• Aeródinos: São mais pesados que o ar - Princípio de Bernoulli e 3º Lei de Newton. São os aviões (asa fixa) e helicópteros (rotativa), que possuem como função principal produzir força de sustentação.

Componentes estruturais de uma aeronave

• Asa: é um grande aerofólio, pois, além de pouco arrasto ainda produz sustentação para a aeronave (força útil ao vôo).

Quantidade de planos:

Monoplano 1 plano

Biplano 2 planos

Triplano 3 planos

Quadriplano 4 planos

Multiplano > 4 planos

Posição da Asa em Relação à Fuselagem:

• Asa Baixa: Plano da asa na parte inferior da fuselagem;
• Asa Média: na metade da fuselagem;
• Asa Alta: na parte superior da fuselagem;
• Asa Parassol: acima e separado da fuselagem, fixado por suportes e estais.

Estrutura:

• Longarinas – principal elemento estrutural e suporta os esforços aerodinâmicos sofridos em vôo;
• Nervuras – dá o formato aerodinâmico da asa;
• Revestimento (cobertura da asa) – suporta a pressão aerodinâmica e transporta-a para as longarinas:

• Tela (tecido impermeabilizado – não-trabalhante);
• Madeira (auxilia na resistência estrutural – trabalhante);
• Alumínio (trabalhante – mais leve e mais utilizado hoje).

• Tirantes (pequeno porte) – cabos de aço esticados em diagonal para suportar esforços de tração;

Fixação na Fuselagem:

• Cantilever: Asa fixada diretamente na fuselagem sem suportes;
• Semi-Cantilever: fixada por estais / montantes (suportes).

Formatos:

• Retangular, trapezoidal, elíptica, delta e enflechada (mais utilizada na aviação).

• Empenagem: cauda do avião - estabilidade. É formada por:

• Estabilizador vertical ou de deriva. Este possui:
• Leme de direção

• Compensador do leme (movimenta-se lateralmente, compensa o movimento de guinada da aeronave);

• Estabilidador horizontal possui:
• Profundor ou Leme de Profundidade (movimento vertical [para cima ou para baixo] – movimento de arfagem / tangagem).

• Compensador do Profundor (movimenta-se verticalmente para compensar o movimento de arfagem da aeronave).
• Compensador de aileron: (compensa esforços do aileron).

Posicionamento:

• Convencional – O estabilizador horizontal encontra-se abaixo do estabilizador vertical.
• “T” – O estabilizador encontra-se na parte superior do estabilizador vertical (parece um T, se visto por trás).

Obs.: As asas são aerofólios biconvexos ASSIMÉTRICOS; Os estabilizadores são aerofólios biconvexos SIMÉTRICOS;
Para ser considerada asa, é obrigatório ter o extradorso convexo.

• Trem de Pouso: amortece os impactos de pouso, movimenta a aeronave no solo e freia a aeronave (rodas).

Superfícies de Pouso (tipos de operação):

• Litoplano: realizam pouso exclusivamente no solo;
• Hidroplano: Realizam pousos em água e possuem flutuadores;
• Anfíbio: Realizam pousos tanto em água como em solo.

Disposição do Trem de Pouso (posicionamento):

• Convencional: trem direcional embaixo das asas (principal) e bequilha (na traseira);
• Triciclo: roda direcional na frente (trem de nariz) e trem principal (que amortece o pouso) sob as asas.

Recolhimento (reduz o atrito com o ar):

• Fixo: não se recolhe (pequeno porte);
• Retrátil: recolhe-se parcialmente;
• Escamoteável: recolhe-se totalmente.

• Fuselagem: Acomoda tripulação, passageiros e carga.

• Cabine: acomodação de pax;
• Cabine de comando / Cockpit: tripulação técnica;

Número de lugares:

Monoplace 1 lugar

Biplace 2 lugares

Triplace 3 lugares

Quadriplace 4 lugares

Multiplace > 4 lugares

Estrutura:

• Tubular: (pequeno porte) formada por tubos de aço soldados, podendo conter cabos de aço esticados em diversos pontos, para suportar esforços de tração. Revestida de tela, não resiste a grandes esforços.
• Monocoque: O formato aerodinâmico é dado pelos anéis (cavernas) (22) e os esforços são suportados por essas cavernas e também pelo revestimento (chapa metálica, plástico reforçado ou contraplacado de madeira).
• Semi-Monocoque: Difere-se da estrutura monocoque por possuir longarinas (reforço no revestimento) (23) e a maioria das aeronaves utilizam esta fuselagem.

• Grupo Moto-Propulsor (motor): é responsável por gerar tração e fazer com que a aeronave se movimente e vença o arrasto.

É formado por motores e hélices (quando for o caso). É usado para movimentar a aeronave em vôo e em terra (taxiamento);

Tipos:

Convencional (ou motor de pistão): funciona através de pistões (eixo de manivelas que transformam o movimento alternativo dos pistões em giratório e transfere-o para a hélice).

Utilizado em aviões de pequeno porte. Combustível: gasolina azul;

À Reação: Baseado na 3ª Lei de Newton.

• A tração é conseguida através da reação causada pela expansão dos gases dentro de uma câmara de combustão. O ar é admitido e comprimido pelo compressor, vai para a câmara de combustão onde é misturado com combustível pulverizado. Então, é produzida uma faísca para iniciar a reação lançando violentamente os gases queimados para trás da aeronave (e a aeronave para frente). A turbina gira ligada ao compressor fazendo-o girar (extrai a potência gerada pela expulsão dos gases queimados e a usa para acionar os demais componentes do motor quando gira o compressor novamente). Usa como combustível o querosene da aviação. Os três principais tipos são:
• Turbojato: Motor utilizado em aeronaves militares; tem grande consumo de combustível, grande ruído e possui pequena área frontal.
• Turboélice: ( é um aperfeiçoamento do turbojato) menor que o turbojato e interligado a uma grande hélice, provoca pequeno ruído, pequeno consumo de combustível e é usado em aeronaves de pequeno e médio porte (mas é limitado em velocidade e vibra muito);
• Turbofan: é o mais utilizado na aviação comercial por ter menor consumo de combustível, menor ruído e grande área frontal (é um aperfeiçoamento do turboélice).

Descrição

• Duto de Escapamento: permite o escapamento concentrado dos gases.
• Reversor de Tração: tem a finalidade de diminuir rapidamente a velocidade após o pouso (freio), utilizado em motores a reação, modificando a trajetória do fluxo de ar expelido pelo reator.
• Embandeiramento de hélice: Após uma falha do motor, uma hélice em auto-rotação pode causar resistência do ar e prejudicar gravemente a controlabilidade da aeronave. O embandeiramento reduz esta resistência do ar (ficam paralelas à fuselagem da aeronave) reduzindo as forças aerodinâmicas na hélice, permitindo que ela pare sua auto-rotação. O embandeiramento da hélice é realizado movendo-se as alavancas da hélice na cabine para a posição de embandeiramento.

Número de motores em um avião:

Monomotor/ monoreator 1 motor

Bimotor/ bireatores 2 motores

Trimotor/ trireatores 3 motores

Quadrimotores/quadrireatores 4 motores

Multimotores/ multireatores > 4 motores

Quanto à Velocidade

• Subsônico: Todas as suas partes sempre permanecem abaixo da velocidade do som;
• Transônico: Atinge velocidade de vôo nas quais certas partes da aeronave registram passagem de ar acima da velocidade do som, mas não a aeronave por completo;
• Supersônico: Atinge velocidades superiores às do som.

Obs.: Velocidade do som = 340 m/s ou 1.216 Km/h.

Controladores de vôo: Mecanismo que movimenta as superfícies primárias de controle do avião.

As superfícies secundárias (compensadores) localizam-se nas superfícies de comando primárias e servem para auxiliar o vôo reduzindo os esforços do piloto. Podem ser classificados em 3 tipos: Fixos: São ajustados no solo para gerar os efeitos de compensação desejados; Comandáveis: Podem ser ajustados pelo piloto durante o vôo; Automáticos: Movem-se automaticamente com a superfície de controle.
Comando	Superf. primárias de comando	Nome do movimento	Eixo do movimento
Manche Para frente / Para trás	Profundor ou Leme de profundidade	Arfagem ou Tangagem: Cabrar (para cima) Picar (para baixo)	Lateral ou transversal
Manche Direita / Esquerda	Ailerons	Rolagem Rolamento Inclinação lateral Bancagem	Longitudinal
Pedais Direita / Esquerda	Leme ou Leme de direção (e nariz do avião)	Guinada Para a direita ou Para a esquerda	Vertical
*IMPORTANTE: Manche para a direita: a asa direita desce e a asa esquerda sobe; manche para a esquerda, a asa esquerda desce e a asa direita sobe. O movimento completo de cabrar (subir) e picar (descer) determinam as condições de Arfagem ou Tangagem. Ao virar o manche para a direita, o airelon da asa direita levanta e o airelon da asa esquerda abaixa, produzindo a inclinação lateral da aeronave para o lado direito e vice-versa.

Dispositivos Hipersustentadores

São capazes de aumentar consideravelmente o coeficiente de sustentação.

• Flap: serve para aumentar a curvatura  da asa, aumentando o coeficiente de sustentação. O flap tipo Fowler é o tipo mais eficiente. Os flaps funcionam também como freios aerodinâmicos, pois aumentam o arrasto do aerofólio.
• Slot: é o que aumenta o ângulo de ataque crítico do aerofólio. Ele faz com que a asa possa atingir um ângulo de ataque mais elevado, gerando mais sustentação. O Slot é uma fenda fixa.
• Slat: é uma espécie de Slot móvel.

Observações:

A aeronave voa na atmosfera contendo fluídos gasosos: a temperatura, a densidade e a pressão destes fluídos podem afetar o vôo. Lei dos gases:

1ª – se aumentarmos a pressão de um gás a temperatura aumentará  e a densidade aumentará.

2ª – se aumentarmos a temperatura de um gás a pressão aumentará  e a densidade diminuirá.

Eixos e movimentos:

Forças Aerodinâmicas

Em vôo, o ar escoa pela asa do avião na mesma quantia tanto pelo intradorso quanto pelo extradorso na mesma quantidade, mas a pressão diminui no extradorso por ter sua superfície mais curvada (e consequentemente a velocidade aumenta) mais que no intradorso que tem a superfície mais plana (aumentando a pressão estática) produzindo a:

Resultante Aerodinâmica: força dirigida para cima (sustentação) e inclinada para trás (arrasto).

Ângulo de ataque: é formado entre o vento relativo e a corda da asa (perfil assimétrico). Se for aumentado, a resultante aerodinâmica aumenta e o centro de pressão avança.

Num perfil simétrico, aumentando o angulo de ataque a Resultante Aerodinâmica aumenta, mas o Centro de Pressão (CP) permanece no mesmo lugar.

A sustentação é gerada pela diferença entre as pressões estáticas do extradorso e do intradorso da asa. Esta força é a Resultante Aerodinâmica (RA) e tem origem num ponto chamado Centro de Pressão (CP).

As duas componentes da Resultante Aerodinâmica são: Sustentação (Lift) que é a componente vertical (90º com a corda) e o arrasto (Drag) que é a componente horizontal (prolongamento da corda).

A seguir, um esquema das quatro forças da aerodinâmica, atuando na asa de um avião:

Aos quatro elementos que atuam sobre uma aeronave em vôo, incluem-se (além da Sustentação e Arrasto):

Peso (Weight) (empurra o avião para baixo) e

Tração (Thrust) (motores – força que empurra o avião para frente).

A única força existente é a Resultante aerodinâmica, D, L, W e T são apenas seus componentes.

Vôo cruzeiro deverá ser o vôo nivelado com velocidade constante;

Arrasto induzido está relacionado à sustentação;

Arrasto parasita não está relacionado à sustentação.

TRAÇÃO > ARRASTO (T > D): aceleração da aeronave;

TRAÇÃO <>T < D): desaceleração da aeronave;

TRAÇÃO = ARRASTO (T = D): aeronave em velocidade constante;

SUSTENTAÇÃO > PESO (L > W): Avião sobe;

SUSTENTAÇÃO <>L < W): Avião desce.

SUSTENTAÇÃO = PESO (L = W): Altitude constante (reto e horizontal)

 

 

Ângulos

Ângulo de ataque (alfa): formado entre a corda da asa e o vento relativo (ou trajetória). Em baixas velocidades deve ser aumentado para aumentar a sustentação.

• Ângulo de ataque positivo ou sustentação positiva: quando a sustentação é dirigida do intradorso para o extradorso (sustentação);
• Ângulo de ataque nulo,

• Sustentação nula (para perfis simétricos) ou
• Sustentação positiva (para perfis assimétricos).

Quando o vento relativo sopra na mesma direção da corda do aerofólio.

1. Ângulo de Estol, Ângulo crítico, Ângulo de perda ou Ângulo de sustentação máxima

Quando o ângulo de ataque é aumentado a sustentação também aumenta, até atingir um certo valor máximo. Isto ocorre quando o perfil atinge o ângulo crítico. Ultrapassado esse ângulo ocorre um turbilhonamento (estol), caindo bruscamente a sustentação e aumentando o arrasto rapidamente. É a perda súbita de sustentação, geralmente provocada por baixa velocidade ou ângulo de ataque exagerado. No exemplo, um estol profundo, onde os profundores (lemes de profundidade) perdem sua utilidade;

2. Ângulo de Atitude: é o ângulo formado entre a linha do horizonte e o eixo longitudinal da aeronave. Indica a posição (atitude) da aeronave em relação ao horizonte.
3. Ângulo de enflechamento: é o ângulo formado entre eixo lateral e o bordo de ataque da asa. Este ângulo também influi na estabilidade da asa.
4. Ângulo de Diedro: é o ângulo formado entre o eixo lateral (ou transversal) e o plano da asa. Positivo: para cima / Negativo: para baixo. Influi na estabilidade da asa.
5. Ângulo de incidência: é o ângulo formado entre eixo longitudinal e a linha da corda da asa do avião;

Estabilidade Peso e Balanceamento

Quando um avião é afastado da condição de equilíbrio, pode  comportar-se de três diferentes maneiras:

• Estável: volta ao equilíbrio e estabiliza sem auxílio de comandos;
• Instável: tende a afastar-se mais do equilíbrio;
• Indiferente: tenta voltar ao equilíbrio, mas sempre ultrapassa, oscilando sem parar.

O avião comercial só voa se for estaticamente estável (condição básica). Mas não é o suficiente, o avião pode ainda ser dinamicamente estável, instável ou indiferente.

A estabilidade é mantida pela empenagem, mas outros fatores influenciam:

Ângulos de Diedro e enflechamento, quando positivos, aumentam a estabilidade lateral (oscilação da inclinação das asas) e direcional (oscilação do nariz para a direita e esquerda) do avião; e quando negativos as diminuem.

O posicionamento do centro de gravidade também influencia na estabilidade longitudinal (oscilação do nariz para cima e para baixo) da aeronave.

A estabilidade longitudinal é mais importante do que a lateral e a direcional, pois as forças horizontais são pequenas se comparadas com as forças verticais aplicadas à aeronave.

CP (Centro de Pressão): posição onde há a concentração da força de sustentação – é onde se baseia a Resultante Aerodinâmica

CG (Centro de Gravidade) ou baricentro de um corpo: é o ponto onde pode ser considerada a aplicação da força de gravidade de todo corpo. Ao se suspender tal corpo pelo CG ele apresentará equilíbrio. É no CG que os 3 eixos se cruzam. Ele é medido em % da Corda Média Aerodinâmica.

CMA (Corda Média Aerodinâmica): tamanho de corda existente na asa usado como referência nos cálculos de peso e balanceamento. Independente de seu tamanho, a CMA será expressa de 0% a 100%.

Deslocamento do CG: o CG (1) pode ser movido (por pax, carga, etc.), mas sempre ficará à frente do CP (2) (Centro de Pressão), produzindo um momento de picada (nariz para baixo) anulado pela sustentação negativa do estabilizador horizontal (3).

Balanceamento: como numa balança, usando o CP (2) como ponto de apoio, de um lado o peso é o CG (1) e do outro, a sustentação negativa do estabilizador horizontal (3).

Em uma balança os pesos têm a mesma distância do ponto de apoio. Porém, na aeronave, o CP e estabilizador têm distância fixa entre si (varia-se então, a força aplicada em função do peso da aeronave e distância do CG ao CP).

Exemplo:

Peso (CG) = 100 toneladas (valor variável)

Distância do CG ao CP = 2m (valor variável, pois depende da distribuição da carga, pax e combustível).

Distância do CP ao Estabilizador Horizontal = 10m (valor fixo)

Força necessária para equilibrar o avião através da variação do ângulo de inclinação do estabilizador horizontal = ?

100.2=10x => 200=10x => X=200:10 => X=20 toneladas

Limites do CG: toda aeronave possui um envelope aerodinâmico que apresenta limites de peso e posição máxima dianteira e traseira do CG. Estes limites nunca poderão ser ultrapassados.

Sistemas Diversos

Hidráulico: Conjunto de partes destinadas a acionar componentes através da pressão transmitida por um fluido. Nos grandes aviões é utilizado para acionar superfícies de controle, recolher o trem de pouso e etc.

Elétrico: Formado por motores elétricos, contatos, cabos, etc.

Pneumático: É destinado a acionar componentes mecanicamente através da energia do ar sob pressão.

Iluminação Externa: A sinalização destinada à segurança do vôo.

Meteorologia

Ciência que estuda a atmosfera, suas atividades e seus fenômenos (nesse caso, fenômeno é qualquer variação ocorrida nos elementos da natureza).

Início: com a invenção do Termômetro (Galileu Galilei - 1.590) e do Barômetro (Torricelli - 1.643).

A Organização Mundial de Meteorologia (OMM) é sucessora da Organização Meteorológica Internacional, criada em 1873, com o intuito de unificar o sistema então muito mesclado de pesquisas meteorológicas mundial. É interligado à ONU.

• Meteorologia Pura: pesquisa (climática, sinótica, tropical, etc.);
• Meteorologia Aplicada: dirigida a diversos ramos (meteorologia agrícola, industrial, aeronáutica, etc.);
• Meteorologia Aeronáutica: observar, analisar, prever e informar, a fim de realizar vôos mais econômicos e seguros. Fases:

• Observação (verificação visual e instrumental das condições meteorológicas – pode ser em superfície ou em altitude);
• Divulgação (transmissão das observações);
• Coleta (coleção feita de observações divulgadas);
• Análise (estudo e interpretação das observações coletadas);
• Exposição (energia das observações, análises e previsões para a consulta dos aeronavegantes).

A Atmosfera Terrestre

É a camada gasosa que envolve a Terra e gira com ela (gravidade mantém-na presa à Terra – a massa gasosa é maior entre os primeiros 6000m) no espaço. É incolor e inodora, tendo como função principal a filtragem seletiva da radiação solar através da absorção, difusão e reflexão.

Albedo: É a reflexão do brilho solar. Será mais intenso na neve e topo das nuvens (quanto mais clara for a superfície, mais forte será a reflexão). Logo, o Albedo será nulo nas regiões escuras (florestas) e será totalmente refletido (100%) na água.

O que ultrapassa essa reflexão, chamamos de Insolação.

Hidrometeoros: Partículas de água em suspensão que trará à atmosfera cor azul (alto teor de umidade);

Litometeoros: Partículas sólidas de microorganismos em suspensão, que trará à atmosfera a cor avermelhada (baixo teor de umidade). Quando há a presença de poeira ou areia em suspensão, a coloração será dourada ou amarelada.

Camadas da Atmosfera

TROPOSfera (atmosfera + próxima dos Trópicos) (atmosfera baixa): é onde ocorre a maioria dos fenômenos meteorológicos. É a camada mais próxima da superfície da Terra e possui maior densidade do ar. Possui como propriedade a reflexão ("manda energia para o alto"). A temperatura é variável (cai 2 °C a cada 1.000ft). É oval: tem de 7 a 9 km nos pólos e 17 a 19 km no equador.

TropoPAUSA: tem de 3 a 5 km e tem como propriedade a isotermia (temperatura constante - PAUSA) em -56,5 ºC.

ESTRATOsfera (camada): possui como propriedade e difusão da luz solar. Tem aprox. 70 km e, entre 25 e 50 km, há uma grande concentração de ozônio camada de ozônio (ozonosfera) – que absorve raios UV.

• A visibilidade virá através da difusão – luminosidade do dia;
• O azul do "firmamento" (céu) vem através da difusão da luz.

IONosfera: camada ionizada (boa condutora de eletricidade) é onde começa a radiação solar e filtragem de raios x, gama e ultravioleta.

EXOSfera (externa): a última camada que se confunde com o espaço. É rarefeita e não filtra a radiação eletromagnética solar.

Composição da Atmosfera:

Ar Seco: 78% de Nitrogênio, 21% de Oxigênio e 1% de outros gases.

Ar Saturado: 75% de nitrogênio, 20% de oxigênio, 1% de outros gases e 4% de vapor d'água;

Atmosfera Padrão (ISA – ICAO Standard Atmosphere)

Atmosfera de referência. O ar é considerado puro e seco*;

Temperaturas ISA

Temperatura ao MSL: 15º C* ou 59º F;

GVT: 0,65 ºC / 100 m ou 2º C / 1.000 ft*;

• Quando isotérmico / nulo: a temperatura não varia com a altitude.
• GVT negativo / inversão térmica: temperatura sobe com a altitude.

Temp. na tropopausa: -56,5 °C

Pressão ISA:	Tradução:
Pressão ao MSL: 1.013,25 hPa*, 29,29 polHg ou 760 mmHg*;	Pressão, ao MMN: 1.013,25 hecto Pascal 29,29 polegadas de mercúrio ou 760 milímetros de mercúrio
GB: 1 hPa / 30 ft* = 1hPa / 9m ou 1 polHg / 1000ft = 1 polHg / 300m	Gradiente Vertical Bárico: 1 hecto Pascal para cada 30 pés; 1 hecto Pascal para cada 9 metros; ou 1 polegada de mercúrio para cada mil pés; 1 polegada de mercúrio p/ cada 300 metros.
Densidade Padrão a MSL (NMM) = 1,225 g/m3 de ar* Velocidade do som a (NMM) = 340 m/s*

Obs.: Altura é a distância vertical entre um ponto e o terreno.

Altitude é a distância vertical entre um ponto e o MSL (MMN);

Nível de vôo ou FL (Flight Level) é o plano paralelo ao MSL (NMM);

Barógrafo: leitura e registro (baro = pressão / grafo = escrever);

Barômetro: leitura momentânea da pressão; (metro = medir).

A Água na atmosfera

Umidade do Ar (quantidade de vapor d'água no ar). Está presente na atmosfera nos estados líquido (nuvens), sólido (granizo, neve) e gasoso (em suspensão no ar).

• Condensação: de vapor para líquido.
• Sublimação: de vapor para sólido.

Vapor d’água

Não é integrante do padrão ISA.

Ele absorve parte da radiação infravermelha do sol, evitando superaquecimento da Terra.

Ar seco: 0% de vapor d’água (ISA);

Ar Saturado: 4% de vapor d’água;

Ar úmido: mais de 0% e menos de 4% de vapor d’água no ar.

Unidade Relativa: comparação do vapor d'água com a umidade retida na superfície (valor de saturação equivalente a 100%).

Quanto maior a temperatura, menor a umidade relativa;

Umidade Absoluta: quantidade de vapor d'água em um volume de ar (valor de saturação equivalente a 4%) e, quanto maior a temperatura, maior a umidade absoluta.

Umidade Relativa x Umidade Absoluta:
100% x 4% 50% x 2%	75% x 3% 25% x 1%.	Abaixo de 25% (de umidade relativa) é considerada umidade desértica.

Hidrometeoros: todos os meteoros aquosos.

• Depositados: orvalho, geada, escarcha (gelo branco de superfície).
• Em Suspensão: nuvem, névoa úmida e nevoeiro.
• Precipitados Líquidos: chuva e chuvisco;
• Precipitados Sólidos: neve, granizo e saraiva (tempestade de granizo);

Sistemas de Pressão

Sistemas Fechados:

• Sistema de Baixa Pressão (Ciclone / Ventos Fortes):

Associados ao mau tempo onde o ar quente provoca a instabilidade do ar, turbulência, e possui comportamento convergente (flui de fora para dentro);

• Sistema de Alta Pressão (Anti-Ciclone / Ventos Calmos ou Fracos):

O comportamento do ar será divergente (flui de dentro para fora).

Sistemas Abertos:

• Crista ou Cunha: Área alongada de alta pressão onde as pressões diminuem para a periferia e aumenta em direção ao centro;
• Cavado: Área alongada de baixa pressão onde as pressões aumentam para a periferia e diminui em direção ao centro;
• Colo: Região localizada entre duas altas e duas baixas pressões e onde os ventos são fracos e variáveis.

Calor e Temperatura

Calor: Energia manifestada pela maior agitação entre as moléculas que compõe a matéria.

Temperatura: Quantidade de calor em um volume de ar.

Gradiente Térmico Positivo: Decréscimo da temperatura em altitude.

Gradiente Térmico Negativo: Elevação da temperatura em altitude (inversão térmica).

Gradiente Térmico Nulo: Igualdade de temperatura em altitude (constância térmica ou isotermia).

Processos de Propagação do Calor

Radiação Solar: Aquecimento da Terra durante o dia.

Radiação Terrestre: Resfriamento da Terra durante a noite.

Advecção: Transporte do calor na horizontal.

Convecção: Transporte do calor na vertical.

Condução: Condução de calor entre os corpos (molécula para molécula).

Relação Temperatura / Altitude:

• Quanto maior a altitude, menor pressão, menor temperatura e menor densidade;
• Quanto menor a altitude, maior pressão, maior temperatura e maior densidade.

Pressão Atmosférica: É estática, está sempre presente, é homogênea, decresce em altitude e exerce força por todos os lados.

Ar Frio: Aumenta a pressão, diminui a temperatura, diminui a umidade e aumenta a densidade.

Ar Quente: Diminui a pressão, aumenta a temperatura, aumenta a umidade e diminui a densidade.

Ventos

Deslocamento horizontal do ar por diferenças de pressões, fluindo sempre de uma alta para uma baixa pressão (veja abaixo – G).

Quando o vento flui pelo movimento horizontal temos advecção e quando movimenta-se verticalmente (correntes) temos convecção. Quando aquecido, o ar se expande e apresenta densidade menor. Por ter menor peso, o ar menos denso apresenta pressão atmosférica mais baixa. Este ar quente tende a se elevar (corrente ascendente, convectiva ou térmica).

O ar mais frio (que apresenta maior pressão atmosférica) tende a fluir horizontalmente na direção da região onde o aresta mais aquecido e com pressão mais baixa (corrente descendente).

Vento calmo: quando há o equilíbrio entre pressão alta e baixa.

Ar estável: não apresenta movimentação vertical;

Ventos superiores: afetam o raio da ação do vôo, velocidade e rumo do avião.

Ar instável: apresenta movimentação vertical (instabilidade);

Características do Vento:

Direção: de onde "vem", é dada a cada 10° inteiros (010-360°) no sentido horário e partindo do Norte verdadeiro.

Velocidade: é dada em Kt (knots - nós) (o aparelho que mede a velocidade do vento é o anemômetro e a orientação quanto sua direção e velocidade são dadas pela biruta)

Caráter: pode ser constante e não-constante (rajada, caracterizada pela velocidade de 10 Kt ou mais em um período de 20 segundos ou mais).

Forças que Atuam no Vento

(G) Gradiente de Pressão: diferenças de pressões entre dois volumes de ar;

Coriólis: Força defletora / divergente devido à rotação da Terra (no hemisfério sul deflete para a esquerda e no hemisfério norte deflete para a direita);

Centrífuga: Movimento de rotação da Terra de dentro para fora;

Atrito: Desvio dos ventos devido a obstáculos.

Circulação Geral dos Ventos:

Circulação Superior (Vento Geostrófico): Ventos fortes acima da camada de fricção (inferiores), com velocidade mínima de 50 Kt e provocam CAT (clear air turbulence).

Serve para planejar vôos e constam nas cartas de ventos.

Circulação Inferior (ventos de superfície): sopram a até 100 metros de altura (afetam o pouso de decolagem do avião);

Circulação Secundária dos Ventos Inferiores:

• Vento Barostrófico: Sopra do solo até 600m (2000ft) de altura. Não serve para planejar vôo, pois são regionais (locais) e sofre atrito com prédios e morros, mudando de direção constantemente. São os melhores exemplos deste tipo de vento:

• Brisas Marítimas: ventos que sopram do mar para o continente, mais comum nas tardes de verão;
• Brisas Terrestres: ventos que sopram do continente para o mar, mais comuns nas madrugadas de inverno;

• Monções de Verão: ventos fortes, quentes e úmidos que sopram durante 6 meses do mar para a terra;
• Monções de Inverno: ventos fortes, frios e secos que sopram durante 6 meses da terra para o mar;
• Ventos de Vales (anabáticos): ocorre durante o dia em função do aquecimento do fundo do vale onde o ar quente é menos denso e flui subindo as encostas;
• Ventos de Montanhas (catabáticos): ocorre à noite em função do resfriamento do ar sobre a montanha onde o ar frio se torna mais denso e passa a descer pelas encostas.

Efeitos do Vento sobre as Aeronaves:

Vento de proa, de través e de cauda.

Nuvens

São condensações oi sublimações do vapor d'água acima de 30m (1.000 ft) (abaixo disso: nevoeiro). Esta saturação pode ser obtida por dois processos: acréscimo de vapor d'água e resfriamento do ar.

3 condições:

• Umidade (vapor d’água) (absoluta= + 4%, relativa= +100%)
• Temperatura favoável: a ponto de orvalho (ar saturado)
• Núcleos de condensação (sais polens, cinzas, poeira, etc.)

As partículas são sustentadas por correntes de ar ascendentes.

Processo de Formação das Nuvens

Convecção: forma nuvens pela ascensão do ar em correntes ascendentes (nuvens cumuliformes).

Advecção: forma nuvens pelo resfriamento do ar (diferença de temperatura e umidade em fluxos de ar superpostos), provocado pelo movimento dos ventos. (cumuliformes em ar instável – associando as estratiformes também em ar instável)

Orográficas: ocorrem por barlavento das montanhas (lado das montanhas onde sopra o vento), devido à elevação do ar ao longo das encostas.

Dinâmicas: elevação do ar, ao longo da rampa frontal (nas frentes). Formam-se em linhas de instabilidade (convergência de ventos). (nuvens frontais)

Radiação: forma nuvens pela perda de calor na Terra, devido à radiação noturna (pôr-do-sol) (nevoeiro pela madrugada ou nuvens stratus). A radiação terrestre é mais intensa com céu claro e é típica de latitudes médias no outono e inverno (interdição dos aeroportos).

Obs.:

Topo: distância de onde a nuvem termina (em cima) até o solo.

Base: distância de onde a nuvem começa a se formar (em baixo) até o solo.

Teto: é a base da nuvem mais baixa que cobre mais da metade da abóbada celeste, podendo interferir no pouso e na decolagem das aeronaves.

Classificação das nuvens
Nuvens Baixas		Nuvens Médias	Nuvens Altas
Têm de 30m (pois abaixo é considerado nevoeiro) até 2 km da superfície e possuem constituição líquida (gotículas de água). Todas podem produzir precipitações.		Suas bases encontram-se de 02 a 4 km (pólos), 2 a 7 km (regiões temperadas) e 2 a 8 km (regiões tropicais e equatoriais). Sua constituição é mista (gotículas de água e cristais de gelo).	Todas as nuvens que se encontram acima das médias. São sempre de estrutura sólida e não produzem precipitações.
Cumuliformes: todas as cumulus (Sc, Cc, Ac, Cu*, Cb*). Formam-se em camadas descontínuas, em blocos isolados, pouca expansão horizontal, grande expansão vertical (ar instável), turbulência dentro e fora da nuvem. Precipitação com gotas grandes.	Stratocumulus (Sc): mais alta e mais densa que a St e também pode provocar chuviscos.	Altocumulus (Ac): forma de tufos de algodão (mantos ou camadas), flocos ou céu encarneirado;	Cirrocumulus (Cc): nuvens em formas de grãos ou grânulos (flocos de algodão); anunciam frio e chuva;	Cirriformes: aparência fibrosa, estirada, às vezes granulada. Podem indicar ventos em grandes altitudes.
	Nuvens de Desenvolvimento Vertical*: bases em nível baixo, porém os topos podem atingir facilmente níveis médios e altos.
	Cumulus (Cu) e Grandes Cumulus (TCu): são nuvens isoladas, de contornos bem definidos. Sua parte superior, iluminada pelo sol, é de um branco brilhante. Suas bases são sombrias e horizontais. Podem ocasionar precipitações do tipo pancadas;	Cumulunimbus (Cb): são nuvens densas e possantes, de grande desenvolvimento vertical, Suas bases são muito escuras. As cumulunimbus provocam precipitação forte, de chuva ou granizo e apresentam relâmpagos e trovões.
Estratiformes: todas as Estratus (Cs, As, Ns, St). Formam-se em camadas contínuas, de grande extensão horizontal (ar estável), pouca espessura, sem turbulência. Precipitação de gotas pequenas. Pouco perigo para um vôo.	Stratus (St): a mais baixa das nuvens podendo provocar chuviscos;	Altostratos (As): mantos brancos ou de cor acinzentada com alguns pontos ralos. Provoca chuvas leves;	Cirrus (Ci): transparentes e delicadas, formadas por cristais de gelo, têm formato alongado em forma de ganchos; indicam ventos fortes em altitudes e aproximação da frente fria;
		Ninbustratos (Ns): cinzas e espessas, de aspecto assustador. Provocam chuvas abundantes ou neve.	Cirrustratos (Cs): céu esbranquiçado, formação de halo (círculo luminoso) de sol ou da lua. Indica frente fria.

Nevoeiros

Constituídos por pequenas gotículas que flutuam no ar, reduz a visibilidade a menos de 1.000 metros. Para sua formação é necessário vento calmo ou fraco, umidade relativa do ar alta (97% a 100%) e grande número de núcleos de condensação.

Nevoeiros de Massa de Ar

Radiação: ocorre principalmente no inverno. Necessitam de céu claro, radiação terrestre, vento calmo ou fraco e umidade relativa entre 70% e 100%.

Advecção: Fluxo do ar na horizontal em contraste com a superfície podendo ser vapor (fluxo de ar resfriado sobre a superfície aquecida - pântanos e rios), marítimo (forma-se sobre os mares e oceanos ao receberem ar aquecido sobre superfícies resfriadas) e orográfico (ocorre nas encostas de serras e montanhas).

• Marítimos: superfície de água mais fria, ar acima quente e úmido;
• Vapor: forma-se em lagos, lagoas e pântanos. Água quente e ar acima frio;
• Brisa: ar quente e úmido que flui do mar para o litoral frio;

Glacial: forma-se nas regiões polares com temperaturas abaixo de -30 °C;

Nevoeiros Frontais

Pré-Frontais: Ocorre antes da passagem de uma frente quente.

Pós-Frontais: Ocorre após a passagem de uma frente fria.

Névoas

Névoa Seca: grande quantidade de partículas sólidas (sais, poluição, etc.). Visibilidade igual ou superior a 1.000 metros e umidade relativa inferior a 80%;

Névoa Úmida: o vapor se condensa em torno das partículas sólidas em suspensão. Visibilidade igual ou superior a 1.000 metros e umidade relativa igual ou superior a 80%.

Restrição à visibilidade

Visibilidade	Umidade Relativa	Fenômeno
Inferior a 1000m	97 a 100%	Nevoeiro
Igual / superior a 1000m	Igual / superior a 80%	Névoa úmida
Igual / superior a 1000m	Inferior a 80%	Névoa seca
Inferior a 1000m	Inferior a 80%	Fumaça
Inferior a 1000m	Inferior a 80%	Poeira

Turbulência

Agitação do ar no sentido vertical e ocorre com maior frequência nas nuvens cumuliformes.

Podem ser: leve, moderada, forte e severa.

• Turbulência de céu claro (CAT – Clear Air Turbulence): está associada às correntes de jato (ventos fortes, acima de 50 KT) acima de 20.000 ft.
• Turbulência Mecânica ou de Solo: Resulta do atrito de ventos fortes com obstáculos da superfície (morros, prédios, etc.).
• Turbulência Orográfica, onda orográfica, ondas de montanhas ou ondas semi-estacionárias: ventos fortes, quase perpendiculares (ângulo de 90°) às encostas de grandes montanhas. Ocorre a sotavento das montanhas, de uma forma intensa e irregular (ar quente e seco que desce entre colunas ascendentes e descendentes). Ocorrem nuvens lenticulares (redondas e côncavas acima das montanhas);
• Turbulência Frontal ou Dinâmica: resulta da ascensão do ar ao longo das rampas frontais. Na maioria dos casos está associada com frentes frias.
• Turbulência Convectiva (vertical) ou Térmica (quente): é mais comum e intensa no verão à tarde sobre os continentes (o solo aquecido provoca correntes ascendentes e descendentes) e no inverno à noite sobre os oceanos (formada pelo aquecimento da água).
• Turbulência na esteira de uma aeronave: ocorre devido ao turbilhonamento do ar, causado por grandes aeronaves no pouso e decolagem.
• Wind Shear, tesoura de vento ou cortante de vento: é a turbulência devido à cortante do vento, podendo provocar, na aeronave uma deriva lateral ou perda de sustentação no pouso ou na decolagem (ventos que se cruzam próximos à cabeceira da pista).

Massas de Ar: Grandes volumes que apresentam as mesmas características de pressão, temperatura e umidade no sentido horizontal em uma determinada área.

Características das Massas de Ar

Massa Fria: Quando o ar está se deslocando sobe uma superfície mais quente o ar aquecido tenderá a subir, tornando-se instável. Teremos nuvens cumuliformes, precipitações em formas de pancadas, turbulência e visibilidade boa fora das áreas de precipitação.

Massa Quente: Quando o ar está se deslocando sobre uma superfície mais fria o ar resfriado ficará mais denso e estável. Teremos nuvens estratiformes e precipitação leve, visibilidade restrita por névoas e nevoeiros.

 

As massas quentes (baixas pressões) terão origem na latitude tropical e equatoriana;

As massas frias terão origem nas latitudes ártica e antártica;

Nas latitudes temperadas não haverá formação de massa de ar, pois não terá temperatura, pressão e umidade constante;

Na latitude equatorial se conserva mais calor, pois a massa de ar é mais quente;

Quanto à natureza podem ser marítima (formam-se sobre os oceanos), continental (formam-se sobre os continentes) ou equatorial (formando-se próximo ao Equador).

Frente: É uma estreita região que separa duas massas de ar (quando uma massa de ar se desloca, o seu limite dianteiro é chamado de frente – o encontro de duas frentes é chamado de superfície frontal) As frentes ocorrem sempre em centros de alta pressão e provocam, nos encontros, grandes fenômenos.

Frontogênese: início de formação de frente;

Frontólise: fim de frente (dissipação ou enfraquecimento).

Frente Fria: vem dos pólos, avança sobre uma superfície mais quente (o ar frio empurra o quente para o Equador).

No setor pré-frontal (o que ela “empurra”), apresentam-se nuvens cirrus e cirrustratus, aumento de temperatura, diminuição de pressão atmosférica e vento a NW (noroeste).

No nevoeiro (setor) pós-frontal, encontram-se temperatura baixa, aumento da pressão atmosférica e vento em SW (sudoeste) (hemisfério Norte: noroeste-sudeste). A frente fria é instável, forma nuvens cumuliformes e pancadas.

Frente Quente: empurra a frente fria de volta para os pólos. Na passagem (deslocamento) da frente quente, a temperatura aumenta e a pressão diminui. São mais estáveis (+lentas), tem visibilidade restrita (nebulosidade estratiforme).

Neste caso, os movimentos da temperatura e da pressão serão contrários: o deslocamento da frente quente será de noroeste (NW) para sudeste (SE).

Massa quente => frente quente / massa fria => frente fria.

Frente Estacionária: Uma frente fria ou quente que parou seu deslocamento. Equilíbrio entre 2 volumes de ar (quente e frio), provocando chuvas leves e contínuas.

Frente Oclusa: Choque / encontro de massas de ar com densidades diferentes provocando chuvas fortes e tempestades.

Trovoadas

Conjunto de fenômenos resultantes da manifestação ao redor ou interior da(s) nuvem(ns) cumulunimbus (CB).

• Estágio Cumulus ou De formação: é o início do ciclo da CB.

• Bases horizontais
• Prevalecem as correntes ascendentes.
• Sua fase Congestus (TCU), tem grande desenvolvimento (10 a 20 quilômetros por minuto) e a turbulência encontrada é de moderada a forte;

• Estágio de Maturidade ou Madureza: é a fase em que a trovoada atinge seu desenvolvimento máximo.

É a fase mais perigosa para a aviação.

• Os topos tornam-se achatados, pois param de crescer e, acima, os Cirrus indicam a direção do vento.
• Apresenta pancadas de chuva e granizo.
• A turbulência é máxima, devido à tentativa de equilíbrio entre as correntes ascendentes e descendentes (mais de 100 quilômetros por hora).
• Apresentam relâmpagos (100 milhões de volts e 15 milº C).
• Com o granizo, sua coloração passará de cinza para verde.
• Relâmpagos na vertical indicam a vanguarda (dianteira) do CB
• Relâmpagos na horizontal indicam a retaguarda (traseira) do CB;

• Estágio de Dissipação: Prevalecem as correntes descendentes e tem-se a expansão das nuvens pelas laterais.

Tipos de Trovoadas

Trovoadas de Massa de Ar: Formam-se isoladas ou esparsas.

Convectivas (térmicas): formam-se por convecção – ocorrem no verão sobre o continente e sobre o oceano no inverno;

Advectivas (noturnas): formadas por advecção;

Orográficas: formadas a barlavento (de onde e para onde sopra o vento – no caso, para cima) das montanhas, onde o ar quente e úmido é formado a subir ao longo das encostas. Este tipo é semi-estacionário.

Trovoadas Frontais ou Dinâmicas: Associadas com as frentes (sob influências intertropicais) elas se formam em linha (de instabilidade), ao longo das rampas frontais (verdadeiras paredes dos CBs – nas convergências de densidade de ar diferentes), e são bastante baixas e intensas.

Formação de Gelo em Aeronaves

O gelo altera o perfil aerodinâmico da aeronave: reduz a potência, diminui a sustentação, afeta instrumentos, aumenta o consumo e o peso da aeronave (bordos de ataque e pára-brisa + prejudicados).

Condições para sua formação: umidade, temperatura da estrutura do avião abaixo de 0 °C (temperatura mais favorável: -10 °C a 0 °C).

Tipos de Gelo

Claro, Transparente, Liso ou Cristal: É o mais perigoso, pois adere com facilidade e é difícil de ser removido (formado por gotas grandes). Predomina em ar instável (cumulus [CU] e cumulunimbus [CB]), na faixa de temperatura entre -10º C e 0ºC.

Opaco, Amorfo ou Escarcha: Formado por minúsculos cristais de gelo (aspecto granuloso). É de fácil remoção (mais leve e menos aderente). Ocorre em ar instável (nuvens estratiformes) na faixa de temperatura abaixo de -10 ºC (em nuvens cumuliformes, na faixa de temperatura entre -20 ºC e -10 ºC).

Geada: Restringe a visibilidade na hora do pouso (quando formada na aeronave – bordo de ataque, pára-brisa e janelas).

Misto: combinação de gelo claro e escarcha. Ocorre em ar instável com temperaturas entre -20 °C e -11 °C.

Temperaturas
	Ar instável ou condicionalmente instável	Ar estável ou condicionalmente estável
Até 0 °C	Não forma gelo	Não forma gelo
-10 °C a 0 °C	Gelo claro	Gelo escarcha
-20 °C a -10 °C	Gelo misto	Gelo escarcha
-21 °C a -40 °C	Gelo escarcha	Gelo escarcha

Nomenclaturas utilizadas

bar: 76,00617 centímetros de mercúrio. Equivale a 100.000 Pa

°C: grau Celsius: cada °C equivale a 33.8 °F

°F: grau Fahrenheit: cada °F equivale a -17,22222 °C

GVT: Gradiente Vertical Térmico (quanto + altitude, – temperatura)

GB: Gradiente Vertical Bárico (quanto + altitude, – pressão)

hPa: hecto Pascal (equivale a força de 1 N (Newton) aplicada sobre uma superfície de 1m2)

Kg (Quilograma): Equivale a 2,2Lb (Libra)

km: quilômetro: 1000m (3280.8399 Ft.)

Kt: (nós) cada nó equivale a: 1,852 km/h, 1,15 mi/h ou 1 NM/h.

m: metro (100 cm). Cada metro equivale a 3.28 Ft.

mi: milha (equivale a 5.280 pés ou 1.480m)

mmHg: milímetro de mercúrio (equivale a 133,322 Pa)

MSL: ao nível médio do mar (Media Sea Level)

MT (Milha Terrestre ou Statue Mile – ST): equivale a 1609m

NM: (Nautical Mile) Milha Náutica. Equivale a 1852m (milha náutica marítima) e 1609m (milha náutica terrestre).

NMM: Nível Médio do Mar

pol: Polegada

polHg: polegadas de mercúrio

Ft.: (Feet ) pés. Cada Ft. equivale a 0.3048m (30.48cm)

UV: raios Ultra-Violeta

U.S.Gal = 3,78 litros

Navegação aérea

Ato de guiar um meio de transporte por uma rota determinada (ar, água ou terra) de um ponto a outro na superfície terrestre.

As coordenadas geográficas servem para o auxílio de marcação de posição em uma rota.

• Navegação celestial ou astronômica: dados de navegação obtidos através da observação celestial (estrelas, planetas, etc.). Sextantes (equipamentos que cruzam informações sobre os astros da abóbada [ex. Cruzeiro do Sul] com coordenadas para navegação sobre a Terra);
• Navegação visual, por contato ou praticagem: mais eficiente, usa de observação de pontos significativos (vilas, cidades, estradas, rios, etc.). Exige do CTE constante contato visual com o solo. Utilizada por iniciantes da aviação por não necessitar de muitos instrumentos para navegação;
• Navegação estimada: começou-se a usar cartas de navegação visual e (levando-se em consideração o vento) cartas de ventos. A partir de uma posição conhecida, o CTE traça os parâmetros de navegação para a p´roxima etapa a ser voada (distância, tempo de vôo, direção, combustível, etc.) (usa-se bússola, velocímetro e relógio para estimar uma rota);
• Navegação radiogoniométrica: método de navegação através de antenas (ADF – Automatic Direction Finder) que captam sinais vindos de antenas de rádio em terra (DME – Distance Measuring Equipament ou VOR – VHF OMNI Directional Range) e que vão guiando o CTE pela posição das mesmas (é por este motivo que as rádios AM repetem a cada 15 minutos o nome e a frequência da rádio);
• Navegação eletrônica: Usa equipamentos de transmissão mais sofisticados (radio+computador) como o INS (Inertial Navigation System) o Doppler e o Ômega (este é usado por aeronaves de grande porte).
• Navegação inercial: é o processo pelo qual se estabelecem informações sobre a posição, velocidade, atitude  e direção de um veículo com relação a um referencial (por sensores inerciais tais como acelerômetros e giroscópios). Se baseia nas leis da mecânica de Newton (através de sucessivas integrações matemáticas).

Parâmetros da Navegação Aérea

• Posição: ponto definido na superfície terrestre (usando as coordenadas geográficas de um ponto);
• Direção: posição de um ponto em relação a outro (poderá ser definida por pontos cardeais, colaterais ou subcolaterais ou medida angular em graus (será explicado mais adiante);
• Distância: espaço compreendido entre dois pontos considerados;
• Velocidade: rapidez com que um corpo se desloca sobre a superfície terrestre (distância percorrida numa unidade de tempo);
• Tempo de vôo: expresso em horas e minutos. Calculada através das cartas de navegação (o tempo aproximado);
• Combustível: também é calculado, levando-se em conta o tempo do vôo e o consumo horário do avião.

A Terra

Forma, diâmetros, eixo, pólos e movimentos

A terra é achatada (43 km maior na linha do equador), mas para efeitos de navegação é considerada uma esfera (perfeita).

A Terra gira em torno de um eixo imaginário que liga os pólos Norte e Sul verdadeiros, num movimento (de Oeste para Este) que chamamos de rotação.

Círculo máximo: são todos os planos imaginários que cruzam o centro da Terra, dividindo-a em duas partes iguais. O Equador é um círculo máximo, pois divide a Terra em dois hemisférios: Norte e Sul.

Círculo menor: é todo círculo que não passa pelo centro da Terra (não a divide em duas partes iguais).

Paralelos ou Paralelos de latitude: são círculos menores paralelos ao Equador.

Meridianos: são semicírculos máximos que unem os pólos Norte e Sul (dá a idéia de gomos de uma laranja).

Meridiano de Greenwich, zero, de origem, primário ou primeiro meridiano: divide a Terra em dois hemisférios: oriental (a este / à direita de Greenwich) e ocidental (a oeste / à esquerda). Passa pelo laboratório naval de Greenwich – Inglaterra.

Antimeridiano: é o meridiano oposto considerado (o arco que se distancia a 180° e completa a divisão da Terra com o arco principal considerado). A LIMD (Linha Internacional de Mudança de Data) fica no antimeridiano do Meridiano de Greenwich.

• Meridiano 180°: antimeridiano do meridiano Greenwich.
• Obs.: Os paralelos mantêm entre si um mesmo afastamento;
• Os paralelos e meridianos se cruzam em um ângulo de 90°;
• Este cruzamento é chamado de ponto geográfico.

Sistemas de coordenadas geográficas

Latitude: é a distãncia angular contada a partir do equador para o Norte ou para o Sul, até um ponto considerado (arco de meridiano compreendido entre o Equador e um ponto considerado na superfície da Terra), é contado a partir do Equador (latitude 00°) até 90°N (Norte) ou 90°S (Sul).

Exemplo de cálculo:

89º 22' 14' ' - 71º 22' 14'' N = 18º 00' 00'' = 17º 59' 60''.

Longitude: é a distância angular contada a partir do meridiano de Greenwich para Este ou Oeste até um pondo considerado (arco de equador compreendido entre o Meridiano de Greenwich e o meridiano que contém o ponto considerado na superfície da Terra). É contada a partir do Meridiano de Greenwich (longitude 000°) até 180°E (Leste) ou 180°W (Oeste).

Arco, grau, escala de distância e convergência dos meridianos

1° = 60NM = 60’ (1NM = 1’)

Cada grau de latitude (que é medido sobre um meridiano) corresponde a 60NM e cada grau de longitude (medido sobre a linha do Equador) também corresponde a 60NM. Se esta medida for feita em um paralelo (círculos menores), 1° não será igual a 60NM devido à convergência dos meridianos para os pólos.

Nas cartas aeronáuticas as medidas são sempre feitas sobre um meridiano.

Co-latitude: complemento da latitude do ponto considerado na superfície da Terra (o que falta para 90°) – ou medida angular contada a partir do ponto considerado – até o pólo Norte ou Sul (dependendo do hemisfério onde se encontra tal ponto).

Plotagem (localizar uma posição) e identificação de pontos: A plotagem de um ponto numa carta aeronáutica (através de uma coordenada geográfica) é feita pela interseção (cruzamento) do paralelo de latitude (correspondente ao valor da latitude do ponto) e do meridiano (correspondente ao valor da longitude) do ponto.

Exemplos de cálculos:

180º - 027º E = 153º W;

179º 60' - 115º 20' W = 064º 40' E;

179º 59' 60'' - 084º 22' 14'' W = 095º 37' 46'' E.

Exemplo de cálculo da co-latitude da coordenada geográfica:

36º 20' 15'' N (primeiro grupo => latitude => 00º até 90º N e S) / 077º 18' 44'' W (segundo grupo => longitude => 000º até 180º E e W).

Logo:

Co-latitude = Latitude informada menos 90º (N => N e S => S);

Anti-meridiano = Longitude menos 180º (W => E e E => W).

Assim:

89º 59' 60'' - 36º 20' 15'' N = 53º 39' 45'' N;

179º 59' 60'' - 077º 18' 44'' W = 102º 41' 16'' E.

Orientação sobre a Terra:

Rosa dos ventos

Apresenta as direções a partir de 000° a 360° (sentido Norte):

Pontos cardeais:	Pontos colaterais:	Subcolaterais:
N (Norte) 000° ou 360° S (Sul) 180° E (Este ou Leste) 090° W (Oeste) 270°	NE (Nordeste) 045° SE (Sudeste) 135° SW (Sudoeste) 225° NW (Noroeste) 315°	NNE (Nor-Nordeste) ENE (Este-Nordeste) ESE (Este-Sudeste) SSE (Su-Sudeste) SSW (Su-sudoeste) WSW (Oeste-Sudeste) WNW (Oeste-Noroeste) NNW (Nor-Noroeste).

As direções são contadas a partir de N (000°) ou meridiano terrestre no sentido horário.

Podemos dividir o círculo da rosa dos ventos em 4 partes.

1º Quadrante: 000° a 090° N/E

2º Quadrante: 090° a 180° E/S

3º Quadrante: 180° a 270° S/W

4º Quadrante: 270° a 360° W/N

As posições 360º, 270º, 180º e 90º não pertencem aos quadrantes porque são a expressão do próprio ponto cardeal.

Magnetismo terrestre

Teoria do Dínamo: O movimento ao redor do núcleo da Terra gera magnetismo.

Os pólos magnéticos da Terra se encontram nos extremos Norte e Sul da Terra, porém não coincidem perfeitamente com os pólos geográficos (verdadeiros).

O pólo Norte magnético se encontra sob as coordenadas: 73°N / 100°W e o pólo Sul magnético: 68°S / 144°E.

Declinação Magnética: É o ângulo formado entre o norte verdadeiro e o norte magnético.

Dicas para testes:

"Magnético na pergunta => Magnético na resposta";

"Verdadeiro na pergunta => Verdadeiro na resposta";

Verdadeiro Magnético na pergunta => Declinação Magnética na resposta".

Meridiano Magnético e Meridiano Verdadeiro nunca se misturam, mas podem ficar um em cima do outro. Ou seja, não existe ângulo entre os mesmos.

Linha Isogônica: são linhas formadas por pontos na superfície terrestre com a mesma declinação magnética e são representadas em uma carta aeronáutica por uma linha tracejada seguida do valor da declinação.

Linha Agônica: Linhas que unem pontos de declinação magnética nula (de valor zero) e são representadas em uma carta aeronáutica por uma linha tracejada dupla seguida da palavra "No Variation".

Bússola: Indica o Norte Magnético. Não serve nas regiões polares.

Desvios de Bússola (D):

Pode ocorrer através de um campo elétrico, magnético, etc.;

Pode ser Erro/Desvio Estrutural ou Erro/Desvio Instrumental.

A bússola é instalada na coluna central do pára-brisa (ou afastada dos equipamentos eletrônicos do avião para diminuir as chances de desvio) e é fixa através de parafusos especiais (parafusos equilibradores) que eliminam o erro/desvio instrumental. O erro da bússola pode ser no máximo de 0º até 5º (após isso, torna-se inútil).

Componente horizontal da bússola: é a força que faz com que a agulha da bússola aponte para norte/sul magnéticos. É máxima no Equador magnético.

Componente vertical da bússola (Magnetic Dip): é a força da agulha de uma bússola magnética que causa inclinação magnética. É máxima nos pólos.

O Equador magnético uma linha irregular onde a componente horizontal da bússola é máxima e a componente vertical é mínima.

Rumos e proas

Rota: Caminho a ser percorrido ou a percorrer pela aeronave.

Rumo: Direção a ser seguida pela aeronave (ângulo formado entre o norte verdadeiro/magnético [por um meridiano] e a linha de rota).

Rota ortodrômica: corta os meridianos em ângulos diferentes (se a Terra apresenta os paralelos “curvados”, a aeronave segue “reta” pelos paralelos, por exemplo).

Rota loxodrômica: corta os meridianos em ângulos iguais.

Rota e Rumo: Definidos em solo através da carta aeronáutica.

• Rumo verdadeiro: ângulo formado entre um meridiano verdadeiro e a linha de rota traçada na carta aeronáutica;
• Rumo magnético: ângulo formado entre um meridiano magnético e a linha de rota traçada na carta aeronáutica.

Proa: Direção voada no movimento (sempre em vôo) pela aeronave corrigida pela ação do vento (ângulo formado pelo norte verdadeiro/magnético [por um meridiano] e o eixo longitudinal da aeronave).

• Proa Verdadeira: ângulo formado entre um meridiano verdadeiro e eixo longitudinal da carta aeronáutica;
• Proa Magnética: ângulo formado entre um meridiano magnético e o eixo longitudinal do avião.

Ângulo de correção de deriva

Manter uma proa diferente para corrigir algum vento (transversal, por exemplo) (voa inclinado, meio de lado).

Quando não existe vento ou vento calmo temos proa = rumo;

Com o vento atuando de esquerda, deve-se colocar a direção do eixo longitudinal do lado do vento (a proa será menor que o rumo);

Com o vento atuando de direita a proa será maior que o rumo;

Com o vento pela frente (vento de proa) e o vento por trás (vento de cauda), temos proa = rumo.

Fusos Horários

Dia solar: espaço de tempo entre dois sucessivos trânsitos do Sol pelo mesmo meridiano (24h).

Movimento aparente: o movimento terrestre (oeste para este) faz com que o sol pareça vir de este para oeste. Na terra, observa-se que o sol nasce no este e se pões no oeste.

• Incidência solar: apesar de algumas variações, a velocidade angular do sol é considerada uniforme em relação ao equador (percorre, então, 360° em 24h). Assim, a cada 15° o sol percorre 1h.

A Terra é dividida em 24 faixas (como mostra a ilustração anterior) com 15° de longitude cada. Dentro de cada faixa é adotada a mesma hora para todas as cidades (chamamos de Hora Legal – [HLE] ou oficial).

HLE (hora legal): Estabelecida pelas leis do país (HLE Brasil = Horário de Brasília).

HLO (hora local): Hora computada a cada meridiano pela posição do sol (impossível de se navegar com esse tipo de hora, visto que se torna conflituoso).

Campo Grande (HLO = 13:00 e HLE = 14:00)

São Paulo (HLO = 13:00 e HLE = 13:00).

UTC - Universal Time Coordinated (hora mundial): Para evitar conflitos entre países, todos na aviação utilizam esta hora como padrão.

Ela é indicada no meridiano de Greenwich, sendo assim, a Inglaterra é o único país do mundo com todas as horas (HLO = HLE = UTC) iguais.

Deste modo, do ponto de partida para esquerda as horas diminuem e do ponto de partida para a direita as horas aumentam.

Linha Internacional de mudança de data

Apesar da UTC, a mudança de data localiza-se no antimeridiano do meridiano de Greenwich (meridiano 180°). Todos os dias começam lá pela primeira vez.

Faixas de Fuso-Horário no Brasil:

Fuso -2 (O): Fernando de Noronha e Trindade;

Fuso -3 (P): 70% do território brasileiro;

Fuso -4 (Q): Mato Grosso, Mato Grosso do Sul e Amazonas;

Fuso -5 (R): Acre.

Para a prova da ANAC, o Brasil possui 4 faixas de fuso-horário. Atualmente, por decreto do presidente Lula, o Acre está na faixa de Nº 4. Ou seja, possuímos 3 faixas de fuso-horário.

Exemplo:

UTC = 10:00; HLE = 07:00 (Brasília); HLO = 06:00 (Cuiabá) e 05:00 (Rio Branco).

Cálculos (encontrar o número da faixa de fuso)

Greenwich = 10:00 e Longitude 126º E => 126 / 15 = 8,4 = Faixa Nº 8. Logo, 18:00.

Greenwich = 10:00 e Longitude = 144º W => 144 / 15 = 9,6 = Faixa Nº 10. Logo, 00:00.

Greenwich = 06:00 (20/01) e Longitude 121º E => 121 / 15 = 8,06 = Faixa nº 8. Logo, 14:00 (20/01).

Greenwich = 06:00 (20/01) e Longitude 162 W => 162 / 15 = 10,8 = Faixa Nº 11. Logo, 19:00 (19/01).

Obs:

1 NM = 1.852 metros.

Logo, 1º 27'' = 60 NM + 27 NM = 87 NM = 161.127 metros.

1.000 feet (pés) = 300 metros.

 

Diferença de Latitude (DL ou DLA): ângulo definido pelo arco de Meridiano que une os paralelos dos pontos dados.

Imagine que você tem 2 paralelos: LATITUDE 70ºN e LATITUDE 30ºN. Qual a DLA desse 2 pontos?

Hemisférios iguais: Subtrai: 70º-30º = 40º

Para Hemisférios diferentes: Soma: 70ºN e 30ºS = 100º.

ATENÇÃO: NÃO COLOCA-SE HEMISFÉRIO EM DLA, pois é apenas um valor em graus (descobre a diferença).

Latitude Média (LM). (Média: soma dos valores dividida pela quantidade dos valores)

Quando as Latitudes estão em hemisférios iguais, somam-se as latitudes e Divide por 2. Para Hemisférios Diferentes, Subtrai as latitudes e divide por 2. ATENÇÃO, É DIFERENTE DA REGRA DE DLA. Para LM, lembres-se que mantém o sinal da maior Latitude.

Para LONGITUDE, basicamente, respeita-se a mesma Regra, Calculo de DLO é igual à DLA, e LM é igual LOM. Mas tem uma exceção

Se formos calcular DLO e for com Longitudes em hemisférios Diferentes temos que verificar a DLO. Lembra que DLO, assim como DLA para hemisférios diferentes, nós somamos as LONGITUDES, então, se a DLO, ou seja, a soma das Longitudes for maior que 180º. Então para achar a DLO correta, deve-se subtrair a DLO de 360º, exemplo:

Lon 100ºW e 160ºE.

Somando, temos 260º. Como 260 é maior que 180º, então, a DLO correta será 360º - 260º = 100º. Isso porque a teoria de DLO é o MENOR arco de Latitude que liga os meridianos de Longitude passados para cálculo. Sendo assim, é mais perto correr 100º no globo terrestre que 260º.

Para calculo da Média de Longitude, essa mesma exceção é válida: Por isso vai a dica quando for achar a LOM de 2 pontos, ache primeiro a DLO, se for menor que 180º, perfeito, subtrair o maior do menor e dividir por 2.

Porém se a DLO for maior que 180º, temos que fazer o seguinte:

Achar a DLO, que já teremos pois sabemos que é maior que 180º, Subtrair a DLO de 360º, Dividir por 2 e somar à MENOR Longitude. Exemplo

100ºW e 110ºE:

DLO = 100º + 110º = 210º. Como 210º é maior que 180, então:

360º - 210º = 150º. Agora divida por 2, ou seja,

150º / 2 = 75º. E por fim, some à MENOR Longitude

75º + 100 = 175º

E ATENÇÃO ASSIM COMO LATITUDE MÉDIA, LONGITUDE MÉDIA TEM HEMISFÉRIO, mantém-se o hemisfério da maior Longitude.