As aeronaves são pilotadas em altas altitudes por dois motivos. Primeiro, uma aeronave voada em alta altitude consome menos combustível para uma determinada velocidade do que para a mesma velocidade em uma altitude mais baixa, porque a aeronave é mais eficiente em altas altitudes. Em segundo lugar, o mau tempo e a turbulência podem ser evitados voando no ar relativamente suave acima das tempestades. Muitas aeronaves modernas estão sendo projetadas para operar em altas altitudes, aproveitando esse ambiente. Para voar em altitudes mais altas, a aeronave deve ser pressurizada. É importante que os pilotos que voam nestas aeronaves estejam familiarizados com os princípios operacionais básicos.

Em um sistema de pressurização típico, a cabine, o compartimento de vôo e os compartimentos de bagagem são incorporados em uma unidade selada capaz de conter ar sob uma pressão superior à pressão atmosférica externa. Em aeronaves movidas por motores de turbina, o ar de sangria da seção do compressor do motor é usado para pressurizar a cabine. Superchargers podem ser usados em aeronaves de modelo mais antigo movidos a turbinas para bombear ar para a fuselagem selada. Aeronaves movidas a pistão podem usar ar fornecido de cada turbocompressor do motor por meio de um Sonic Venturi (limitador de fluxo). O ar é liberado da fuselagem por um dispositivo chamado válvula de saída. Ao regular a saída de ar, a válvula de saída permite uma entrada constante de ar para a área pressurizada. [Figura 6-40]

Um sistema de pressurização de cabine normalmente mantém uma altitude de pressão de cabine de aproximadamente 8.000 pés na altitude de cruzeiro projetada máxima de uma aeronave. Isso evita mudanças rápidas de altitude da cabine que podem ser desconfortáveis ou causar

Lesão de passageiros e tripulantes. Além disso, o sistema de pressurização permite uma troca razoavelmente rápida de ar de dentro para fora da cabine. Isso é necessário para eliminar odores e remover o ar velho. [Figura 6-41]

A pressurização da cabine da aeronave é um método aceito para proteger os ocupantes contra os efeitos da hipóxia. Dentro de uma cabine pressurizada, os ocupantes podem ser transportados confortavelmente

e com segurança por longos períodos de tempo, principalmente se a altitude da cabine for mantida a 8.000 pés ou abaixo, onde o uso de equipamento de oxigênio não é necessário. A tripulação de voo deste tipo de aeronave deve estar ciente do perigo de perda acidental de pressão da cabine e estar preparada para lidar com essa emergência sempre que ocorrer.

Os termos a seguir ajudarão a entender os princípios operacionais de sistemas de pressurização e ar condicionado:

• Altitude da aeronave – a altura real acima do nível do mar em que a aeronave está voando
• Temperatura ambiente—a temperatura na área imediatamente ao redor da aeronave
• Pressão ambiente—a pressão na área imediatamente ao redor da aeronave
• Altitude da cabine – pressão da cabine em termos de altitude equivalente acima do nível do mar
• Pressão diferencial—A diferença de pressão entre a pressão que atua em um lado da parede e a pressão atuando no outro lado da parede. Nos sistemas de ar-condicionado e pressurização de aeronaves, é a diferença entre a pressão da cabine e a pressão atmosférica.

O sistema de controle de pressão da cabine fornece regulação da pressão da cabine, alívio da pressão, alívio do vácuo e os meios para selecionar a altitude desejada da cabine na faixa isobárica e diferencial. Além disso, o dumping da pressão da cabine é uma função do sistema de controle de pressão. Um regulador de pressão da cabine, uma válvula de saída e uma válvula de segurança são usados para realizar essas funções.

O regulador de pressão da cabine controla a pressão da cabine para um valor selecionado na faixa isobárica e limita a pressão da cabine para um valor diferencial predefinido na faixa diferencial. Quando uma aeronave atinge a altitude em que a diferença entre a pressão interna e externa da cabine é igual à pressão diferencial mais alta para a qual a estrutura da fuselagem é projetada, um aumento adicional na altitude da aeronave resultará em um aumento correspondente na altitude da cabine. O controle diferencial é usado para evitar que a pressão diferencial máxima, para a qual a fuselagem foi projetada, seja excedida. Essa pressão diferencial é determinada pela resistência estrutural da cabine e muitas vezes pela relação do tamanho da cabine com as áreas prováveis de ruptura, como áreas de janelas e portas.

A válvula de segurança da pressão do ar da cabine é uma combinação de alívio de pressão, alívio de vácuo e válvula de descarga. A válvula de alívio de pressão evita que a pressão da cabine exceda uma pressão diferencial predeterminada acima da pressão ambiente. O alívio de vácuo evita que a pressão do ambiente exceda a pressão da cabine, permitindo que o ar externo entre na cabine quando a pressão ambiente excede a pressão da cabine. A chave de controle da plataforma de vôo aciona a válvula de descarga. Quando este interruptor é posicionado para RAM, uma válvula solenóide se abre, fazendo com que a válvula despeje o ar da cabine na atmosfera.

O grau de pressurização e a altitude operacional da aeronave são limitados por vários fatores críticos de projeto. Principalmente, a fuselagem foi projetada para suportar uma pressão diferencial máxima da cabine.

Vários instrumentos são usados em conjunto com o controlador de pressurização. O manômetro do diferencial da cabine indica a diferença entre a pressão interna e externa. Este medidor deve ser monitorado para garantir que a cabine não exceda a pressão diferencial máxima permitida. Um altímetro da cabine também é fornecido como uma verificação do desempenho do sistema. Em alguns casos, esses dois instrumentos são combinados em um. Um terceiro instrumento indica a taxa de subida ou descida da cabine. Um instrumento de taxa de escalada de cabine e um altímetro de cabine são ilustrados na Figura 6-42.

A descompressão é definida como a incapacidade do sistema de pressurização da aeronave em manter seu diferencial de pressão projetado. Isso pode ser causado por um mau funcionamento no sistema de pressurização ou danos estruturais na aeronave. Fisiologicamente, as descompressões se dividem em duas categorias:

• Descompressão explosiva – uma mudança na pressão da cabine mais rápido do que os pulmões podem descomprimir, possivelmente causando danos ao pulmão. Normalmente, o tempo necessário para liberar o ar dos pulmões sem restrições, como máscaras, é de 0,2 segundos. A maioria das autoridades considera qualquer descompressão que ocorra em menos de 0,5 segundos para ser explosiva e potencialmente perigosa.

• Descompressão rápida – uma mudança na pressão da cabine na qual os pulmões descomprimem mais rápido que a cabine, resultando em nenhuma probabilidade de dano pulmonar.

Durante uma descompressão explosiva, pode haver ruído, e pode-se sentir ofuscamento por um momento. O ar da cabine se enche de neblina, poeira ou detritos voadores. O nevoeiro ocorre devido à rápida queda na temperatura e à mudança de umidade relativa. Normalmente, as orelhas se apagam automaticamente. O ar sai da boca e do nariz devido à fuga do ar dos pulmões, e pode ser notado por alguns indivíduos.

A descompressão rápida diminui o período de consciência útil porque o oxigênio nos pulmões é expirado rapidamente, reduzindo a pressão sobre o corpo. Isso diminui a pressão parcial de oxigênio no sangue e reduz o tempo de desempenho efetivo do piloto em um terço para um quarto do seu tempo normal. Por esse motivo, uma máscara de oxigênio deve ser usada ao voar em altitudes muito altas (35.000 pés ou mais). Recomenda-se que os tripulantes selecionem a configuração de 100% de oxigênio no regulador de oxigênio em altas altitudes se a aeronave estiver equipada com um sistema de oxigênio de demanda ou pressão.

O principal perigo de descompressão é a hipóxia. A utilização rápida e adequada do equipamento de oxigênio é necessária para evitar a inconsciência. Outro perigo potencial que pilotos, tripulantes e passageiros enfrentam durante descompactações de alta altitude são os enfermidades de descompressão do gás. Isso ocorre quando a pressão sobre o corpo cai suficientemente, o nitrogênio sai da solução e forma bolhas que podem ter efeitos adversos em alguns tecidos do corpo.

A descompressão causada por danos estruturais à aeronave apresenta outro tipo de perigo para os pilotos, tripulantes e passageiros – sendo jogados ou expulsos da aeronave se eles estiverem localizados próximos às aberturas. Indivíduos próximos às aberturas devem usar cintos de segurança ou cintos de segurança o tempo todo quando a aeronave estiver pressurizada e sentada. Os danos estruturais também têm o potencial de expô-los a rajadas de vento e temperaturas extremamente frias.

A descida rápida da altitude é necessária para que esses problemas sejam minimizados. Os sistemas de alerta visual e visual automáticos estão incluídos no equipamento de todas as aeronaves pressurizadas.