Como voa um avião moderno

Alberto José

Alguns inventores fizeram experiências que ajudaram a desenvolver a aviação. Na França, em 1906, o brasileiro Alberto Santos Dumont construiu balões, aviões e pilotou o avião 14 - Bis, que voava impulsionado por um motor de 50 HP.  E como um avião pode voar?   

Quando o motor empurra o avião para frente o ar que passa pela asa (que tem formato de aerofólio), se divide em dois fluxos: o fluxo que passa por cima da asa provoca uma turbulência que anula a pressão atmosférica que empurra a asa para baixo. Quando essa pressão é anulada, a asa fica mais leve e o fluxo de ar que passa por baixo, cria a sustentação necessária para elevar a asa fazendo o avião subir.

A fuselagem do avião e as respectivas asas são construídas em alumínio e fibra de carbono, que são materiais muito resistentes. Na fuselagem estão alojados os pilotos, os passageiros, estão fixadas as asas, sistemas de controle, rodas e a estrutura da cauda que é composta pelo estabilizador vertical e pelas duas asas menores que são os estabilizadores horizontais, que controlam a subida e a descida do avião. 

O Douglas DC 10 30, de 1974, pesava 109 toneladas e voava a 982 km., transportando 241 passageiros

O leme de direção é a superfície vertical, existente no estabilizador da cauda (espaço onde as empresas aéreas destacam a marca da empresa). Quando o piloto aciona o pedal direito ou esquerdo, localizados no piso à sua frente, o leme se move na direção comandada pelo piloto. Em deslocamento no solo, os pedais controlam os freios e um dispositivo hidráulico permite ao piloto comandar a roda nas curvas. O piloto usa o manche (similar a metade do volante do automóvel) para controlar a subida, a descida e a inclinação; ao puxar o manche para trás o avião sobe, ao empurrar para frente, o avião desce. Nos aviões modernos, o manche foi substituído por um “joystick”, existindo um para cada piloto. O movimento coordenado do leme de direção com o aileron, permite ao piloto executar uma curva suave.

Na parte de trás de cada asa, há superfícies denominadas flaps, que aumentam a área da asa e permitem que o avião voe em baixa velocidade sem perder altitude.  Na frente de cada asa, há superfícies denominadas slats que ao serem acionadas auxiliam a decolagem ou a aterrissagem. Sobre as asas há superfícies denominadas spoiler e freio aerodinâmico, que ao serem acionadas se abrem e reduzem a velocidade durante o voo ou auxiliam na desaceleração do avião, quando as rodas tocam a pista. 

Devido ao tamanho dos aviões comerciais a subida, a descida das rodas e o acionamento das superfícies de controle é executado por motores elétricos ou hidráulicos.

Atualmente, todos os aviões são equipados com o winglet, que é uma pequena asa localizada na extremidade da asa principal e serve para diminuir a resistência do ar, o que economiza combustível e aumenta a velocidade do avião.

Devido ao desenvolvimento tecnológico, a partir da década de 60 os motores à gasolina foram substituídos pelo reator, que é composto por turbinas feitas de material muito resistente, que comprimem o ar e o combustível (querosene de aviação), gerando a reação que empurra o avião para frente, possibilitando o voo em grande altitude e alta velocidade.

 Na década de 80, somente aviões com quatro motores eram autorizados a sobrevoar os oceanos. Hoje, esses voos podem ser feitos com segurança pelos aviões com dois reatores.

As milhares de peças do avião são codificadas pelos fabricantes e pelas empresas de aviação, que controlam a data em que as peças serão obrigatoriamente substituídas. Quando o avião chega de uma viagem, é submetido à uma inspeção externa e o livro de manutenção existente a bordo é examinado para verificar se o piloto anotou a ocorrência de algum defeito. Nos pernoites, o avião passa por inspeção mais detalhada e, a cada 3 ou 4 anos, o avião é totalmente desmontado para a inspeção de todos os seus componentes!

Os pneus do avião são fabricados com borracha e lonas de alta resistência, reforçados com fios de aço. Conforme o nível de desgaste, eles são substituídos entre 30 e 90 dias e são pressurizados com nitrogênio, para evitar aumento de temperatura durante decolagem ou aterrissagem.

Um avião do tamanho do Boeing 737 (*) tem 6 rodas. O Boeing 747 tem 14 rodas e o Airbus 380, que é o maior avião de passageiros tem 22 rodas. 

O Boeing 747 300, de 1986, pesava 178 toneladas e voava a 893 km., transportando 391 passageiros

As empresas de aviação programam a decolagem dos voos à noite porque a baixa temperatura noturna facilita o abastecimento de combustível.  Um avião de voo intercontinental pode ser abastecido com até 100 toneladas de combustível. O Airbus 380, que é o maior avião de comercial (capacidade até 800 passageiros) é abastecido com mais de 250 toneladas. Outro motivo para programar o voo noturno é possibilitar ao passageiro chegar bem-disposto ao destino, podendo ainda reservar voos de conexão com facilidade. 

Até a década de 60, a equipe técnica dos voos intercontinentais era composta por até 8 tripulantes. Hoje, devido aos computadores existentes a bordo, há apenas 2 ou 4 pilotos em cada avião.

Em avião de linha aérea, antes da decolagem a empresa informa ao piloto a programação do voo e as condições meteorológicas na rota. Com essa informação, o piloto usa os manuais para ajustar os instrumentos e programar o computador do avião.

Quando termina o abastecimento de combustível, o comissário informa que os passageiros já estão a bordo e que as portas foram fechadas (para ocupar assento junto às saídas de emergência, o passageiro precisa falar o idioma nacional da empresa aérea, ser maior de 18 anos e estar apto para abrir a saída de emergência).  O piloto pede autorização ao controle do aeroporto para sair da rampa de embarque e levar o avião até a cabeceira da pista, onde irá aguardar a autorização para decolagem. 

Durante o deslocamento na pista, as luzes da cabine de passageiros são reduzidas e os comissários fazem a demonstração das saídas e do equipamento de emergência. Na cabeceira da pista, mais uma vez, o piloto verifica o funcionamento do avião e aguarda até receber autorização para a decolagem. Durante a subida, os passageiros ouvem o ruído característico das rodas sendo recolhidas e guardadas nos compartimentos das asas e da fuselagem.

Ao subir, o avião segue em direção a aerovia específica, reservada para o voo (aerovia é uma espécie de avenida larga, sem esquinas ou cruzamentos) cuja sua extensão vai do início do voo até o aeroporto de destino. Nas aerovias, há apenas um sentido de direção e a separação vertical entre os aviões é muito grande (300 metros), o que garante a segurança do tráfego aéreo!

Quando o avião atinge a altitude de voo (altitude de cruzeiro), o piloto liga o “piloto automático” que é monitorado pelo computador. Normalmente, a velocidade do avião pode ultrapassar 850 quilômetros por hora.

Cada reator do avião produz uma esteira branca denominada “contrail“, que a 8 mil metros e 40° C, é causada pelos gases quentes que atingem as partículas de umidade existentes na atmosfera.

Durante o voo, ocorrem turbulências, que são fortes correntes de ar que se deslocam verticalmente na atmosfera e são mais intensas sobre as montanhas ou grandes massas de água. Por isso, durante o voo os passageiros precisam manter os cintos de segurança afivelados!

Nas grandes altitudes ocorrem jet streams, que são fortes correntes de ar que interferem nos voos. Se o vento é de cauda, o tempo de voo diminui; se o vento é de proa o tempo de voo aumenta, atrasando a chegada. As empresas aéreas programam a rota procurando aproveitar a incidência dos ventos de cauda!

Por meio do transmissor (transponder) existente nos aviões os controladores em terra acompanham o voo e, periodicamente, falam com o piloto para confirmar a altitude, velocidade, condições meteorológicas e a estimativa da próxima posição do avião.

Devido ao voo em grande altitude, o avião é pressurizado e sensores controlam a renovação do ar e a temperatura ambiente.

Todo avião dispõe de máscara de oxigênio localizada no teto sobre cada assento, para ser utilizada em caso de despressurização da cabine de passageiros. Há um colete salva vidas debaixo de cada assento, para ser utilizado em pouso de emergência na água (na emergência, o colete salva vidas não pode ser inflado dentro da cabine para não dificultar a saída dos passageiros). A bordo há material de combate a incêndio, para ser usado pela tripulação.

Em cada porta, há uma rampa inflável. No caso de emergência, quando a porta é aberta, a rampa é automaticamente lançada para fora e permanece inflada para facilitar a saída dos passageiros em terra ou para alojar os passageiros em caso de pouso na água.

Todo tripulante é arduamente treinado para prestar primeiros socorros e para atuar em situação de emergência.  As instruções dos comissários devem ser seguidas pois eles são os agentes de segurança preparados para essa finalidade. 

O funcionamento do avião é monitorado pelo computador, que controla os sistemas a bordo e mantem o avião voando na rota programada. Se o computador detectar algum defeito, emite um aviso, sugere ao piloto a solução possível e, ao mesmo tempo, envia a informação ao operador e ao fabricante do avião.

 O RADAR é um equipamento importante que mostra com antecedência as condições ao longo da rota, evitando que o avião voe em direção a tempestades ou formações de gelo. Se o radar não estiver funcionando o avião não pode voar!

Ao chegar próximo ao aeroporto de destino, o piloto fala com o controlador do aeroporto que informa a direção do vento, a visibilidade, o tráfego aéreo e a pista para a aterrissagem.

Então, o piloto começa a ajustar os instrumentos para fazer a aproximação e, se por algum motivo não for possível pousar ele poderá arremeter, isto é, desiste da aterrissagem e vai voar em círculos, aguardando nova oportunidade ou poderá prosseguir até um outro aeroporto. Todo avião tem reserva de combustível para executar essa manobra.

Para pousar, as luzes da cabine de passageiros são reduzidas e quando as rodas tocam a pista, os passageiros ouvem o barulho dos reatores sendo acelerados para abrir os reversores (são defletores do reator que invertem a direção da saída dos gases) que, juntamente com os flaps e as superfícies abertas sobre as asas auxiliam a desaceleração do avião.  Em seguida, os instrumentos do avião vão sendo desativados até o estacionamento na rampa de desembarque. Enquanto o avião estiver estacionado, um pequeno reator (APU) instalado na cauda permanece funcionando para fornecer a energia elétrica e ar-condicionado!

(*) Nota: Em 1967/68 o Boeing 737 foi o avião mais usado pelas empresas aéreas. Ao projetar um novo modelo, denominado MAX, os fabricantes deslocaram os reatores ligeiramente para frente, o que causou instabilidade em voos de teste.  Para solucionar o problema, foi criado o software MCAS que, por alguns motivos, interferia na pilotagem e teria causado acidentes que levaram a interrupção dos voos daquele modelo. Após a correção do software MCAS, mais de 1350 horas de testes e novos padrões de treinamento, o 737 MAX foi liberado para voar. No Brasil, a ANAC liberou o modelo 737 MAX em DEZ. 2020!   

Título, Imagens e Texto: Alberto José, ex-Comissário da Varig, 29-5-2021 - Texto revisado em 20 de outubro de 2022