Sistemas da Medição de Velocidades

Sistemas de medição de velocidade:

O airbus A330 utiliza diversos sensores para medir a velocidade do ar, ou velocidade do escoamento. Esta velocidade vai ser crucial para calcular outros parametros como a altitude, velocidade vertical, Angulo de ataque e attitude da aeronave, o pitch roll e yaw.

Estas informações, para alem de serem apresentadas aos pilotos no cockpit, são alimentadas a sistemas como o autopilot e flight management system, e são decisivas para que tanto os pilotos como os sistemas de voo estejam cientes da posiçao, velocidade e orientação da aeronave no espaço tridimensional.

O A330 está equipado com 3 tubos de pitot e 6 sensores de pressao estatica. As medições pneumaticas de cada tubo de pitot, associado a um par de sensores de pressão estática, são convertidas a um sinal eletrico atraves de um ADM, air data module, e direcionado a um ADIRU, ou Air data and inercial reference unit.

O ADIRU é composto por um ADR, air data reference module, e um IR, Inercial reference module. Os parametros aerodinamicos são alimentados ao ADR e os parametros inerciais, provenientes de giroscopios e acelerometros, são alimentados ao IR.

Nesta figura Podemos observar o ADIRS, air data and inercial reference system, composto pelos 3 ADIRS. Como Podemos ver cada tubo de pitot e par de sensores de pressão estatica alimenta um ADIRU. Assim, o A330 tem 3 sistemas independentes que elaboram informações de velocidades e ainda um Sistema stand by, O ISIS: integrated standby instrument system, que é alimentado pelo mesmo tubo de pitot e sensores de pressão estatica do ADIRU3.

Então, o A330 tem o ADIRS para elaborar informações referidas anteriormente, e necessita de processar essas informações. Assim, está equipado com 5 computadores de controlo de voo: 3 primarios ou prim, e dois secundarios, ou sec. Para alem disso a aeronave está equipada com um Sistema fly by wire, que transforma os movimentos no mancho em sinais eletricos. Logo, o Prim vai integrar os movimentos dados pelo piloto, os paramentros provenientes do ADIRS e as proprias posições das superficies de control para controlar a aeronave.

O funcionamento dos computadores de control de voo rege-se por alguns conjuntos de leis. Normal law, alternate law e direct law. 99.9% dos voos, são efetuados sob normal law, que funciona se pelo menos 2 dos 3 ADIRU funcionam sem erros e apresentam valores consistentes. Em normal law é permitido o funcionamento do autopilot e autothrust e são conferidas um conjunto de proteções de voo que garantem a segurança e estabilidade do voo e impedem que a aeonave saia do envelope de voo.

No caso de os 3 valores dos ADIRS apresentarem grandes descrepancias, a aeronave entra em alternate law, é desconectado o autopilot e autothrust e o piloto toma controlo da aeronave sem algumas das proteções asseguradas em normal law.

Em direct law o piloto tem controlo direto sobre as superficies de voo e são conferidas ainda menos proteções de voo.

Nesta tabela Podemos ver o tipo de proteções asseguradas em cada lei.

Em especial destaque aponto aqui para a estabilidade a baixas velocidades. Esta proteção é assegurada até direct law, mas vem com um asterisco. A baixas velocidades, é assegurada alguma estabilidade e o estabilizador horizontal tende a forçar um movimento pitch-down, no entanto se houver uma perda dupla ou tripla nas informações de velocidade, a proteção é desativada. Foi o caso do voo 447.

Voltando aos tubos de pitot, Podemos agora verificar como é que a obstrução dos mesmos afetou as leis de controlo de voo do voo 447.

O A330 na altura estava equipado com tubos de pitot da marca thales que são automaticamente aquecidos sempre que os motores estão ligados.

Este modelo foi desenhado para lidar com condições de congelamento com uma margem significative, no entanto, não eram consideradas as condições encontradas no voo 447 pois essas condições eram desconhecidas na altura.

Na presença de cristais de gelo, estes podem ser ingeridos pelo tubo de pitot e, se a concentração de gelo for maior do que a capacidade de descongelamento do tubo de pitot, é criada uma barriera fisica entre o exterior e o sensor, fazendo com que a pressão total se aproxime da pressão estatica e a velocidade diminua substancialmente.