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BEECHCRAFT KING AIR, APRESENTAÇÃO & SISTEMAS Marcos Bantel Ciências Aeronáuticas 1 INTRODUÇÃO O Beech King Air é uma aeronave turboélice bimotora, desenvolvida em 1964 pela Beech Aircraft Corporation com a proposta um meio-termo entre o motor a pistão e a aeronave a jato. O King Air possui maior alcance e teto operacional que aeronaves com motor a pistão e pode pousar nas pistas curtas da maioria dos pequenos aeroportos ao contrário de muitos jatos. Com versões diferentes fabricadas, esta aeronave continua sendo a principal aeronave executiva para empresas de pequeno e médio porte e é parte integrante da frota de muitas empresas de grande porte . O seu projeto é de asa baixa , construção de alumínio com trem de pouso triciclo e retrátil. O equipamento padrão inclui botas de degelo nas bordas de ataque das asas e empenagem do avião. Os instrumentos de voo permitem operação em condições adversas , com opções para equipamentos de comunicação e navegação incluindo piloto automático e sistemas de radar. Entre as variantes fabricadas ,o King Air 350 (Figura1) é a referência para este trabalho. 2 DESCRIÇÃO GERAL O King Air 350 é uma aeronave executiva com capacidade para até nove passageiros , bagagem e uma tripulação de dois pilotos. Os motores são Pratt & Whitney Canada PT6A-60, com hélices Hartzell de quatro pás . 2.1 CERTIFICAÇÃO Figura 1 – King Air 350 Fonte: VHV.RS . Disponível em: < https://www.vhv.rs/viewpic/ibJwiwT_transparent-aviao- png-beechcraft-king-air-360-png/>. Acesso em: 15 de ago. de 2021 2 O King Air 350 é certificado de acordo com a categoria de passageiros FAR Parte 23, incluindo operação diurna /noturna , VFR, IFR , voo em condições de formação de gelo e RVSM. 2.2 DIMENSÕES (Figura2) altura 4,37m largura 14,22m ASA envergadura 17.65 m área 28.8 m2 enflechamento ( 25% de corda) 0.0 ° diedro 6.0 ° razão de alongamento 10.8 corda aerodinâmica média 1.78 m ESTABILIZADOR HORIZONTAL envergadura 5.61 m área 6.32 m2 enflechamento ( 25% de corda) 17 diedro razão de alongamento 5.0 ESTABILIZADOR VERTICAL área 4.86 m2 enflechamento ( 25% de corda) 37.1 ° razão de alongamento 1.1 CABINE comprimento total pressurizado 7.57 m Comprimento(excluindo cockpit) 5.94 m altura máxima 1.45 m largura máxima 1.37 m PORTA DE EMBARQUE altura 1.31 m largura 0.68 m PESOS MÁXIMOS CERTIFICADO,CAPACIDADE DE COMBUSTÍVEL peso máximo de taxi 6.849 kg peso máximo de decolagem 6.804 kg peso máximo zero combustível 5.670 kg peso máximo de pouso 6.804 kg peso máximo operacional* 4.516 kg 3 capacidade máxima de combustível utilizável ( 0.8028 kg/l ) 1.638 kg * peso máximo operacional inclui um piloto, combustível não utilizável , interior padrão e avionicos. Figura 2 – Dimensões, King Air 350 Fonte: Beechcraft Corporation,out.2015 4 3 CRITÉRIOS ESTRUTURAIS DE PROJETO A asa e a fuselagem do King Air 350 são de construção semi monocoque convencional. Possui asas do tipo catilever e empenagem em T. A maior parte da estrutura é fabricada em liga de alumínio de alta resistência. Aço e outros materiais são usados conforme necessário. O projeto é baseado em conceitos de tolerância a danos. A fuselagem é certificada como tolerante a danos (vida útil ilimitada), o que garante a integridade estrutural contínua por meio de um programa de inspeção e ação de manutenção apropriada. A estrutura da aeronave é dividida em três componentes principais: fuselagem, asa e empenagem. 3.1 FATOR CARGA Os limites de fator carga em manobras permitidos são -1,24 / +3,10 gs. 3.2 ALTITUDE MÁXIMA / DIFERENCIAL DE PRESSÃO Na altitude máxima de operação de 35.000 pés (10.668 m), um diferencial de pressão nominal máxima da cabine de 6,6 psi fornece uma altitude de cabine de 10.400 pés (3.170 m). 3.3 LIMITAÇÕES DE VELOCIDADES VMO (MSL / 21,000 ft (6,400 m)) . 263 KIAS (487 km/hr) VMO (21.000 ft (6,400 m) / 35,000 ft (10,668 m)) 263 -194 KIAS (487-359 km/hr) MMO 0.58 M VELOCIDADES DE EXTENSÃO DOS FLAPS VFE (aproximação) 202 KIAS (374 km/hr) VFE (configuração de pouso) 158 KIAS (293 km/hr) TREM DE POUSO: Operação e extensão VLO (extensão) 184 KIAS (341 km/hr) VLO (recolhimento) 166 KIAS (307 km/hr) VLO (operação em emergência) 184 KIAS (341 km/hr) 3.3 CENTRO DE GRAVIDADE limite dianteiro (máx. 5.352 kg) 7.8% MAC limite dianteiro (máx. 6.803 kg) 19.3% MAC limite traseiro 31.7% MAC 5 4 FUSELAGEM A fuselagem é fabricada em liga de alumínio de alta resistência ,aço e outros materiais. O projeto estrutural é multi frame e moldado para fornecer um espaço de cabine otimizado e conforto aos passageiros. Proporciona uma largura interna máxima da cabine de 1,37 m e altura máxima da cabine de 1,45 m. A fuselagem é dividida em três subseções; seção de nariz não pressurizada, uma cabine de comando e seção de cabine pressurizadas e seção de cauda não pressurizada. 4.1 SEÇÃO DE NARIZ A seção do nariz fornece o espaço disponível para equipamentos avionicos, antena do radar meteorológico, luzes de pouso e trem de pouso do nariz. O equipamento avionicos está localizado na parte superior da baía do nariz e é acessível por meio de portas de acesso nos lados direitos e esquerdos . O trem de pouso do nariz e as luzes de pouso estão localizados no alojamento do trem na parte inferior da seção do nariz. 4.2 SEÇÃO DE CABINE PRESSURIZADA O cockpit e a cabine de passageiros compreendem a parte pressurizada da fuselagem. A área pressurizada se estende da antepara de pressão à frente até a antepara de pressão da cauda e tem uma pressão diferencial operacional máxima de 6,6 psi. A porta de entrada da cabine está localizada no lado esquerdo traseiro da fuselagem, enquanto os lados esquerdos / direito dianteiro da fuselagem incorporam as portas de saída de emergência. 4.3 SEÇÃO DE CAUDA A cauda contém espaço para a garrafa de oxigênio e o gravador de voz da cabine. Um gravador de dados de voo opcional também pode estar localizado nesta área. 4.4 JANELAS Os para brisas são um sanduíche de vidro e acrílico com capacidade anti- gelo usando elementos eletrotérmicos entre os vidros. A remoção da chuva no solo e durante o voo em baixa velocidade é obtida pelo uso de limpadores de para-brisa eletromecânicos. 5 ASAS A asa é de construção semi monocoque incorporando estruturas duplas de longarina de ponta a ponta da asa. As longarinas dianteiras e traseiras são semelhantes em construção, consistindo em extrusões da tampa superior e inferior, reforços e teias. A seção interna de cada longarina consiste em uma 6 combinação de acessórios de canal, feitos de chapa de alumínio 7075 e forja para os encaixes dianteiro e traseiro da longarina. As asas são fixadas à seção central da asa em encaixes com oito parafusos. Os acessórios principais de fixação do trem de pouso são instalados na longarina traseira. Flaps e ailerons são instalados na asa. Os quatro flaps de segmento são presos às bordas de fuga da asa. As abas são fixadas em conjuntos de trilhos na borda interna da asa. As abas consistem em uma longarina frontal, uma longarina traseira, nervuras, placas laterais, películas e uma carenagem. Winglets de construção composta são colocados nas pontas das asas para melhorar o desempenho. 6 EMPENAGEM A empenagem consiste em um estabilizador vertical e um estabilizador horizontal de incidência fixa em um design de 'cauda em T'. Os profundores são operados por meio de um conjunto de cabo / polia conectado à coluna de controle. Também estão instalados compensadores do leme e do profundor. As bordas de ataque do estabilizador horizontal são descongeladas com o uso de botas pneumáticas de descongelamento. 7 TREM DE POUSO O King Air 350 é equipado com trem de pouso triciclo retrátil, controladoeletricamente e acionado hidraulicamente e é cercado por portas acionadas mecanicamente. O trem de pouso pode ser estendido em velocidades de até 184 KIAS ou retraído em velocidades de até 166 KIAS. A posição do trem de pouso e o sistema de alerta fornecem indicações visuais e auditivas da posição do trem de pouso. Três luzes indicadoras verdes estão localizadas ao lado da alavanca de controle do trem de pouso e uma luz de advertência vermelha está localizada no botão da alavanca do trem. A extensão do trem de pouso em modo alternado é realizada manualmente e requer que o trem de pouso seja bombeado para baixo usando a alavanca de extensão alternativa. 7.1 CONTROLE DIRECIONAL DA RODA DO NARIZ A direção da roda do nariz é acionada mecanicamente pelos pedais do leme para fornecer controle direcional no solo. O ângulo de direção máximo disponível é de 49º para a esquerda / direita. O ângulo de direção da articulação mecânica do pedal do leme é de 14º para a esquerda e 12º para a direita com direção adicional obtida por meio do uso de frenagem diferencial e empuxo assimétrico. 7.2 FREIOS As rodas do trem de pouso principal são equipadas com freios acionados por pressão nos pedais do leme. A aeronave está equipada com quatro conjuntos de freios revestidos de metal e multi discos, operados hidraulicamente, um em cada roda da engrenagem principal. Os freios são aplicados por pressão do dedo do pé nos pedais de leme do piloto . 8 MOTORES (Figura 3) 7 8.1 ESPECIFICAÇÕES • Fabricante: Pratt & Whitney Canada (United Technologies) • Potência: PT6A-60A: 1.050 shp; PT6A-68: 1.250 shp. • Razão de pressão geral na potência máxima: Desconhecida. • Compressor: Fluxo axial / centrífugo. • Estágios do compressor: axial de 4 estágios / centrífugo de 1 estágio. • turbinas livres, fluxo reverso; • Turbina: 2 PT (2-stage axial power turbine) • FADEC: No • Comprimento: 72.5 in (1.84 m) • Diametro: 19 in (48 cm) • Sentido de rotação da hélice – horário; • Possui 14 bicos injetores, sendo um duplo (divisor) e duas velas. 8.2 INTRODUÇÃO O PT6A é um motor de dois eixos com um compressor de múltiplos estágios acionado por uma turbina de compressor de estágio único e um eixo independente que acopla a turbina de força à hélice por meio de uma caixa de engrenagens de redução concêntrica . O compressor e as turbinas de energia são localizados no centro aproximado do motor com seus respectivos eixos estendendo-se em direções opostas. O motor é do tipo turbina livre (as seções do gerador de gás e da turbina de energia não estão fisicamente conectadas). Utiliza duas turbinas em independentes seções; uma turbina do compressor e a segunda turbina de força. O ar de admissão entra no motor através de uma câmara anular, formada pela entrada da carcaça do compressor. O compressor é formado de três estágios axiais combinados com um centrífugo, montados em uma única unidade. Fonte:Pratt & Whitney Disponível em:<https://www.pwc.ca/en. Acesso em 15 ago.2021 Figura 3 – Motor PT6 8 O ar admitido passa pelos estágios axial e centrífugo, e é dirigido para os tubos difusores, que invertem a sua direção em 90°, convertendo sua energia cinética em pressão para ser dirigido à câmara de combustão. A câmara de combustão é do tipo anular, com vários orifícios que permitem a entrada do ar do compressor. O fluxo de ar muda 180° de direção no interior da câmara onde se mistura com o combustível. A expansão dos gases resultantes da ignição ar/combustível é dirigida para as turbinas. O combustível é injetado para a câmara de combustão através de 14 bicos injetores. A mistura ar combustível é inflamada por duas velas de ignição instaladas na camisa da câmara. Os gases resultantes vão de encontro às guias onde é direcionado à turbina do compressor (CTVR) em um determinado ângulo para que haja um melhor aproveitamento e perda mínima de energia, e após vão para a turbina de potência (PTVR). Os gases em expansão são dirigidos para a atmosfera pela turbina de potência através do ducto de escapamento. O compressor e as turbinas estão localizados no centro do motor, com seus respectivos eixos estendendo-se em direções opostas. Esta característica simplifica os procedimentos de inspeção e insta- lação. Na seção traseira do motor encontra-se a caixa de acessórios, com exceção do governador de sobre velocidade, governador de hélice e taco gerador de N2 (Nһ) que são montados na parte dianteira. A turbina de gases, através de um eixo, gira o compressor e todos os acessórios da caixa de acessórios. A turbina de potência aciona a hélice através de uma caixa de redução que possui dois estágios de engrenagens “planetárias” localizado na parte frontal do motor. As partidas do motor podem ser feitas usando a bateria da aeronave ou energia da GPU (Figura 4). 9 8.3 SEÇÕES DO MOTOR • CAIXA DE ACESSÓRIOS – Consiste de engrenagens acionadoras (gerador, bombas de combustível, de óleo e hidráulica) e taco gerador. • GERADOR DE GASES – Tanque de óleo, entrada de ar do compressor, compressor, tubos difusores, carcaça geradora de gases, “bleed valve” (válvula de sangria) e rolamentos 1 e 2. • SEÇÃO QUENTE – Câmara de combustão, duct large, duct small, guias estatoras da turbina de N1 (CTVR) e turbina de N2. • SEÇÃO DE POTÊNCIA – Guias estatoras da turbina de Nf (PTVR), turbina de Nf, conjunto T5, rolamentos 3 e 4 e duct exaustor. • SEÇÃO REDUTORA – Dois estágios de redução (planetárias), governador de velocidade e sobre velocidade, torquímetro e rolamento 5 e 6. 8.4 IGNIÇÃO DO MOTOR São duas velas de centelhamento por motor, uma caixa de ignição, dois cabos de alta tensão, uma luz monitora de ignição, um interruptor de ignição (IGNITION) e um de partida (STARTER). As velas, localizadas na câmara de combustão, são energizadas pela caixa de ignição (lado direito do compartimento do motor), que transmite energia por meio dos cabos de alta tensão. TURBINA DE POTÊNCIA TURBINA DO COMPRESSOR COMPRESSOR CENTRÍFUGO EIXO DA HÉLICE CAIXA DE REDUÇÃO ESCAPAMENTO CÂMARA DE COMBUSTÃO TOMADA DE AR CAIXA DE ACESSÓRIOS URBINA DO SEÇÃO DE FORÇA SEÇÃO GERADORA DE GÁSES COMPRESSOR AXIAL Figura 4 – Diagrama Motor PT6 Fonte: Flight Safety Foundation,2010 • Adaptação do Autor 10 A ignição é controlada por meio do interruptor de ignição e do interruptor de partida, localizados no painel de interruptores e disjuntores. O interruptor de ignição possui duas opções: • ARM – Provê ignições contínuas, usadas para partidas em voo, sem arranque, operação em pistas molhadas, voo sob forte chuva e/ou gelo. • OFF – Usado durante as partidas no solo e partidas em voo com arranque. 8.5 ACIONAMENTO DOS MOTORES O acionamento ocorre através um starter-gerador, de um interruptor de partida e de uma luz anunciadora. O Starter- gerador funciona como um motor para fazer girar a turbina do compressor até atingir o valor de 46% de N1 (após essa rotação, o ciclo de partida é, automaticamente, interrompido). O starter-gerador é controlado por um interruptor de três posições (STARTER ONLY, OFF e ON). A posição OFF desliga a ignição e os circuitos de partida; a posição ON energiza o starter-gerador e o sistema de ignição; e a posição STARTER ONLY é para ser usada para a lavagem do compressor e, quando acionada, não energiza o circuito de ignição. Após a partida, com o motor em funcionamento, o interruptor de partida deve ser manualmente posicionado em OFF para desligar o sistema de ignição e ativar o starter-gerador na função de gerador. A operação do starter é indicada no painel MASTER CAUTION, L IGNITION ON ou R IGNITION ON. 8.6 FCU – é um dispositivo hidromecânico que determina a quantidade correta de combustível a ser fornecida ao motor, para que este, por sua vez, forneça a potência exigida pelo comando enviando a partir do manete de potência do FCU. A unidadede controle de combustível está dividida em duas seções – a pneumática e a governadora. 8.7 LUBRIFICAÇÃO A lubrificação do motor ocorre através da bomba principal de pressão localizada dentro dos tanques que fornece óleo para a caixa de acessórios, através de um tubo externo, para a seção geradora de gases e caixa de redução. Um trocador de calor óleo/combustível é usado para pré-aquecer o combustível, antes deste entrar no FCU. O tanque de óleo está localizado entre a carcaça de admissão do compressor e a tampa da caixa de acessórios. O filtro de óleo é constituído de um elemento filtrante metálico do tipo cartucho removível e descartável. O alojamento do filtro possui duas válvulas, uma de retenção, que evita o escoamento do óleo do tanque para o motor, quando o mesmo está parado e permite a troca do filtro sem que haja necessidade de drenar o óleo; e uma válvula de derivação, que normalmente está fechada, abre-se quando o filtro é obstruído e aumenta a pressão do óleo, fazendo com que o óleo seja fornecido ao motor sem ser filtrado. A pressão do sistema de óleo é controlada por uma válvula de alívio que mantém a pressão dentro de uma faixa de valor pré-determinado, no mínimo 40 PSI - ideal de 85 a 105 PSI, sendo que o óleo em excesso desta pressão é devolvido ao tanque. O radiador de óleo está localizado na parte frontal do motor. O radiador 11 é essencialmente um trocador de calor que tem por finalidade resfriar o óleo que circula por dentro dos tubos separados por uma série de aletas. O radiador é constituído por dois tanques coletores, um de entrada e outro de saída, ligados entre si por um conjunto de tubos, e é equipado ainda com um tubo de derivação ligando os dois tanques com válvula termostática instalada junto ao coletor de saída. 8.6 SEPARAÇÃO INERCIAL Sua finalidade é prevenir a ingestão de partículas sólidas e líquidas quando da operação da aeronave em pistas não pavimentadas ou durante voo sob condições de chuva forte ou granizo. É também usada com a temperatura do ar externo abaixo de 4°C. Sua utilização acarreta uma redução de potência do motor e aumento de temperatura da turbina. 8.7 DETECÇÃO DE FOGO NO MOTOR A detecção de fogo é através de um sensor de calor dentro do compartimento do motor, uma luz de alerta (ENGINE FIRE) no painel anunciador e uma buzina de alerta no painel do piloto. É formado por três presilhas fechadas e uma caixa de controle. O sistema é acionado quando apresenta temperaturas acima de 218°C na parede de fogo, 329°C no sistema de exaustão e 232°C na caixa de acessórios. 9 HÉLICES Cada motor é equipado com uma hélice Hartzell convencional de 266,7 cm de diâmetro e quatro pás, embandeiramento total, velocidade constante, contrapeso, reverso, hélice de passo variável montada no eixo de saída da caixa de redução. O passo e a velocidade da hélice são controlados pela pressão do óleo do motor, por meio de reguladores acionados pelo motor de ação única. Os contrapesos centrífugos, auxiliados por uma mola de penas, movem as lâminas em direção à posição de baixa rotação (passo máximo) e para a posição de penas. A pressão do óleo do motor impulsionada pelo regulador move a hélice para a parada hidráulica de alta rotação (passo mínimo) e posição reversa. As hélices não têm paradas de baixa rotação (passo máximo).A hélice não tem batente de baixa RPM (passo máximo), isso permite às pás irem para o bandeira após o corte do motor ( Figura 5). 12 9.1 GOVERNADOR DA HÉLICE – Modo de Operação O governador da hélice consiste de um governador mecânico, uma válvula beta de controle e um governador pneumático . Sob condições normais de voo, o governador atua como uma unidade de velocidade constante e mantém a velocidade da hélice, selecionada pelo piloto, através da variação de passo da pá, para igualar a carga do torque do motor, ou resposta às mudanças das condições de voo. Durante a operação normal , a seção governadora de do governador da hélice, protege o motor contra uma possível sobre velocidade da turbina de força, numa eventual falha da hélice. O governador opera nas seguintes modalidades: Fonte: Disponível em: < https://propellerpartsmarket.com/quiet-turbofan-propellers- raisbeck/>. Acesso em: 17 de ago. de 2021 Figura 5 – Hélice King Air 13 • SUB-VELOCIDADE – Com manete de controle posicionada para a RPM designada, a condição de sub velocidade ocorrerá quando a RPM da hélice cair abaixo da posição pré-estabelecida pela manete ou não tenha alcançado a velocidade desejada. • NA VELOCIDADE CORRETA – Operando na condição de velocidade correta, com tração para frente, as forças atuantes no motor, hélice e governador da hélice estarão em estado de equilíbrio com a manete de controle da hélice (posicionada para a RPM desejada) e as pás estarão no correto ângulo de passo para absorver a potência desenvolvida pelo motor. • SOBREVELOCIDADE – Com a manete de controle de hélice na RPM desejada, uma sobre velocidade ocorrerá quando a RPM da hélice for impulsionada acima da velocidade pré-selecionada. Isto pode ocorrer durante as mudanças de altitude de voo, bruscas mudanças no nível de potência e de- vido a rápidas mudanças nas condições atmosféricas. O governador de sobre velocidade da hélice está instalado em paralelo com governador da hélice e montado, aproximadamente, na posição dez horas no alojamento frontal da caixa de engrenagem de redução. O governador de sobre velocidade foi incorporado ao sistema para controlar qualquer condição de sobre velocidade através de um by-pass (desvio) imediato de pressão de óleo do mecanismo servo da hélice para o cárter da caixa de engrenagem de redução. • EMBANDEIRAMENTO – A válvula piloto do governador da hélice é levantada mecanicamente para diminuir (drenar) a pressão de óleo na hélice. Sob a influência da mola de retorno e dos contra- pesos, as pás são giradas para a posição “FEATHER”. • FAIXA BETA – Este modo de operação é fora de controle do governador. A pressão de óleo para o governador é medida pela alavanca de controle beta, através de controles mecânicos de manete e anel de retorno. • FAIXA BETA E REVERSO - Durante a operação de baixa potência, se o ângulo das pás da hélice continuarem a diminuir, abaixo de uma especificação positiva de ângulo da pá, o anel deslizante (volta do movimento) começará a se mover para frente. A válvula beta está atuando através do anel e movimentos articulados da manete. O fluxo de alta pressão de óleo para hélice posicionará o pistão para impedir a diminuição. A esta altura, a válvula beta atua como um fino batente hidráulico de passo para a hélice, mantendo um dado fino ângulo da pá da hélice. O fino batente hidráulico de passo tem origem na faixa de beta e continuará a controlar o ângulo da pá da hélice até o ângulo de pá máximo reverso. • EMBANDEIRAMENTO AUTOMÁTICO DA HÉLICE Com o sistema de embandeiramento automático armado, no caso improvável de uma falha do motor durante a decolagem, a hélice naquele motor irá embandeirar automaticamente. 14 • 9.2 SYNCHROPHASER O sistema de sincrophaser do King Air 350i não apenas sincroniza a rotação da hélice, mas também ajusta a rotação das pás para que as pás direita e esquerda da hélice não passem pela fuselagem ao mesmo tempo. Isso evita o ruído do tipo batendo às vezes presente em aeronaves bimotoras sem fase. 10 SISTEMAS 10.1 SISTEMA DE COMBUSTÍVEL Existem dois sistemas de combustível de asas separados, um para cada motor, conectado por um sistema de alimentação cruzada controlado por válvula. Cada sistema de combustível consiste em um tanque de nacele e quatro tanques laterais interconectados, bombas elétricas de reforço e transferência e uma válvula de alimentação cruzada operada eletricamente. Os tanques das asas externas abastecem a seção central e os tanques da nacela por fluxo de gravidade.Uma vez que o tanque da seção central é mais baixo do que os outros tanques da asa e o tanque da nacele, o combustível é transferido para o tanque da nacela pela bomba de transferência de combustível no ponto baixo do tanque da seção central. O combustível de cada motor é bombeado diretamente do tanque de combustível da nacela por uma bomba de reforço elétrica. Cada sistema tem duas aberturas para tampas de enchimento; um no topo do tanque da nacela e um no meio da asa do tanque de borda de ataque. Uma válvula anti-sifão é instalada em cada porta de abastecimento para evitar a perda de combustível ou o colapso da bexiga do tanque de combustível no caso de a tampa de abastecimento estar presa incorretamente. O combustível flui por gravidade, dos tanques para o reservatório de alimentação (para cada motor individualmente), através de duas válvulas de corte, uma em cada tanque principal, comandadas eletricamente por duas seletoras . Dentro de cada tanque principal, que sempre deve estar cheio de combustível para evitar cavitação, está localizada uma bomba ejetora e uma bomba auxiliar elétrica, que bombeiam o combustível para o reservatório de distribuição. A bomba ejetora atua por fluxo induzido, proveniente da unidade de controle de combustível, que produz tal fluxo durante o funcionamento do motor. No caso de falha da bomba ejetora, a bomba auxiliar elétrica irá, automaticamente, entrar em operação, suprindo o combustível para o motor. A bomba auxiliar elétrica é sempre usada para suprir o fluxo de combustível durante a partida. Após o reservatório de distribuição, o combustível passa pela válvula de corte de combustível, localizada atrás da parede de fogo. A válvula permite que o piloto corte o fornecimento de combustível do devido motor. Depois de passar pela válvula de corte, o combustível é encaminhado ao filtro de combustível, que incorpora uma derivação (BY-PASS). Esta derivação se abre automaticamente num eventual entupimento do filtro, permitindo a passagem de combustível não filtrado. Uma bandeirola vermelha, em cima do filtro, informa tal situação. Em seguida, o combustível no motor é encaminhado ao aquece- dor de combustível, 15 e após, a bomba de combustível do motor, de onde prossegue sob pressão à unidade de controle de combustível, onde é medido e dirigido ao divisor de fluxo, que distribui o combustível aos 14 bicos injetores, localizados na câmara de combustão. Após o corte dos motores, o combustível residual é drenado, por gravidade, para um depósito localizado na parte esquerda à frente da parede de fogo, junto ao filtro de combustível. Ele deve ser drenado antes da inspeção preliminar ou a cada 6 cortes dos motores, a fim de evitar transbordamento. Os tanques principais possuem um sensor de baixo nível de combustível, o qual faz iluminar uma luz no painel anunciador de alarme quando a quantidade de combustível do respectivo tanque for de 25 gal. ou menos. As linhas de ventilação (suspiros) são independentes entre si, bem como aos reservatórios de combustível (Figura 6). 10.1.1 BOMBA INJETORA Está localizada no interior do reservatório e impulsiona o fluxo de combustível para o motor durante operação normal. O princípio de Figura 6 – Diagrama do Sistema de Combustível Fonte: Flight Safety Foundation,2010 16 funcionamento da bomba injetora baseia-se na queda de pressão do combustível no “ventury” aumentando a velocidade do mesmo, originando assim o fluxo induzido. 10.1.2 BOMBA AUXILIAR ELÉTRICA O interruptor da bomba auxiliar, localizado no painel de interruptores a esquerda do piloto. É utilizada na partida do motor ou quando a pressão de combustível fornecida pela bomba injetora principal cair para valores abaixo de 4,75 PSI. 10.1.3 BOMBA DE COMBUSTÍVEL A bomba de combustível é do tipo engrenagem de um só estágio e encontra-se instalada entre o FCU e a caixa de acessórios do motor. É acionada pela caixa de acessórios através de um eixo de acoplamento estriado. Outro eixo estriado, na parte traseira da bomba, aciona a seção governadora do FCU fornecendo o sinal de rotação (N1). O aquecedor de combustível é uma bomba conjugada com o FCU e tem uma capacidade de 850 PSI. Está localizado na parte superior da caixa de acessórios. Este trocador de calor utiliza o óleo quente do motor para o aquecimento do combustível. O controle de temperatura do combustível é feito por uma válvula deslizante, que permite o fluxo de óleo através do aquecedor, ou retornando-o por um elemento térmico . 10.2 SISTEMA ELÉTRICO O sistema elétrico do avião é um sistema de 28 volts DC (nominal) com o terminal negativo de cada fonte de energia aterrado na estrutura principal do avião . A energia elétrica de corrente contínua (DC) é fornecida por uma bateria de níquel-cádmio de 24 volts, 34 ou 36 amperes hora ou bateria chumbo-ácido selada de 42 amperes por hora e dois geradores / geradores de 28 volts e 300 amperes conectado em paralelo . Este sistema é capaz de fornecer energia a todos os subsistemas necessários para a operação normal do avião. Os interruptores da bateria e do gerador são usados para controlar a energia da bateria e dos geradores no sistema elétrico do avião. O King Air utiliza um sistema barramentos elétricos múltiplos (multi bus). Os barramentos que fornecem energia para a maioria dos sistemas controlados eletricamente são os barramentos do gerador esquerdo e direito e o barramento de alimentação tripla. Há também um barramento central que é usado principalmente para unir o sistema elétrico. Existem alguns componentes que obtêm energia do barramento central. O barramento de bateria primário ( hot battery) é conectado diretamente à bateria e está localizado próximo a ela. O fluxo de energia elétrica entre a bateria e o barramento de bateria quente não pode ser controlado a partir da cabine. O disjuntor de controle remoto está localizado próximo à bateria, mas o barramento da bateria e o barramento de alimentação dupla estão localizados no painel do disjuntor do lado esquerdo na cabine do piloto. Este disjuntor de controle remoto pode ser controlado a partir do cockpit por meio do interruptor do barramento da bateria. Todos os 17 interruptores no cockpit que recebem energia do centro ou dos barramentos de alimentação tripla são identificados por um anel branco no painel ao redor do interruptor. As cargas elétricas são divididas entre os barramentos, conforme observado no gráfico de barramentos do sistema elétrico e alimentadores de sub barramentos. O equipamento nos barramentos é organizado de forma que todos os itens com funções duplicadas (como luzes de pouso direita e esquerda) sejam conectados a barramentos diferentes. Cada barramento também é dividido em barramentos alimentadores ou sub barramentos. Muitos desses sub barramentos podem ser identificados na cabine do painel do disjuntor do copiloto. Os disjuntores no mesmo alimentador são conectados por linhas brancas no painel frontal do painel . Em operação normal, todos os barramentos são automaticamente ligados a um sistema loop simples, onde todas as fontes fornecem energia por meio de dispositivos de proteção individuais. O barramento de alimentação tripla é alimentado pela bateria e por ambos os barramentos do gerador. Os geradores esquerdo e direito fornecem energia para seus respectivos barramentos de gerador esquerdo e direito. O barramento central é alimentado pelos dois barramentos geradores e a bateria, que são automaticamente conectados ao barramento central sempre que as ligações do barramento são fechadas. O sistema elétrico é projetado para fornecer proteção máxima contra perda de energia elétrica caso ocorra uma falha de aterramento (ou curto). O arranjo do barramento do sistema elétrico é projetado para permitir várias fontes de energia para determinados sistemas (Figura 7). 18 10.3 SISTEMA DE ILUMINAÇÃO O sistema de iluminação daaeronave consiste em luzes internas e externas controladas pela cabine. As luzes internas estão na cabine e na cabine de passageiros . A iluminação externa consiste em luzes de navegação, luzes anti- colisão, luzes estroboscópicas, luzes de pouso e táxi, luzes para formação de gelo e luzes de reconhecimento. 10.3.1 ILUMINAÇÃO DE COCKPIT Um painel de controle de luz no teto, facilmente acessível ao piloto e ao co-piloto, incorpora um arranjo funcional de todos os sistemas de iluminação na cabine . Cada grupo de luzes tem sua própria chave reostática posicionada BRT – OFF. 10.3.2 ILUMINAÇÃO DE CABINE Um interruptor de três posições no painel de controle de luz do subpainel esquerdo do copiloto, com a placa CABIN – BRIGHT – DIM – OFF, controla as Fonte: Flight Safety Foundation,2010 Figura 7 – Diagrama do Sistema Elétrico 19 luzes fluorescentes indiretas da cabine .Uma luz de soleira com fio quente é montada no lado esquerdo da entrada no nível do chão. 10.3.3 ILUMINAÇÃO EXTERIOR Interruptores para as luzes de pouso, luzes de táxi, luzes de gelo de asa, luzes de navegação, luzes de reconhecimento, faróis giratórios e luzes de ponta de asa e cauda estão localizados no subpainel do piloto. Eles são devidamente sinalizados quanto à sua função. 10.4 MASTER WARNING SYSTEM O sistema anunciador consiste em um painel anunciador localizado centralmente no pára-sol, uma chave PRESS-TO-TEST, um pisca-pisca MASTER WARNING e um MASTER CAUTION pisca-pisca. O pisca-pisca vermelho MASTER WARNING e o pisca-pisca amarelo MASTER CUIDADO estão localizados no pára-brisa na frente do piloto, e a chave PRESS-TO-TEST está localizada imediatamente à esquerda do painel do anunciador. Os anunciadores são do tipo leitura de palavras. Sempre que ocorre uma condição de falha coberta pelo sistema anunciador, um sinal é gerado e o anunciador apropriado é iluminado . O painel anunciador também contém anunciadores consultivos verdes. Não há piscas de advertência de falha associados aos anunciadores de aviso. Um anunciador de advertência aceso no painel do anunciador permanecerá aceso até que a condição de falha seja corrigida, quando então se extinguirá. Um anunciador pode ser extinto apenas corrigindo a condição indicada na lente iluminada. A iluminação de uma luz de anunciador verde não acionará o sistema de advertência de falha, mas um anunciador vermelho acionará o pisca-pisca MASTER WARNING. Indicadores amarelos irão acionar o pisca-pisca amarelo MASTER CAUTION. 10.5 SISTEMA DE PRESSURIZAÇÃO E CONTROLE DE AMBIENTE O sistema de pressurização é projetado para fornecer um ambiente de cabine com oxigênio suficiente para a respiração normal, independente da altitude do avião, até o teto do seu projeto. À medida que a altitude do avião aumenta, a pressão do ar ambiente externo diminui até que, a aproximadamente 12.500 pés, ele não possa mais suportar a respiração normal. O sistema de pressurização mantém uma altitude interna da cabine proporcionalmente mais baixa. O diferencial de pressão entre a pressão interna da cabine e a pressão do ar ambiente externo é medido em libras por polegada quadrada. Sempre que a altitude da cabine e a altitude do avião são iguais, não existe diferencial de pressão. Sempre que a pressão da cabine for o maior dos dois, o diferencial de pressão é um número positivo. Se a pressão da cabine for menor que a do ar ambiente externo, o diferencial de pressão é um número negativo. O diferencial máximo é definido como uma medida da maior pressão diferencial positiva que a estrutura do avião pode suportar com segurança por um longo período de tempo. Os sistemas de pressurização e ambientais utilizam o ar de sangria do motor para pressurizar e aquecer a cabine e desembaçar as janelas da cabine. 20 Durante a operação normal, a maioria das funções são automáticas. Os únicos ajustes manuais necessários são para conforto individual, como altitude da cabine e taxa de subida da cabine. A cabine é pressurizada pelo fluxo de ar da cabine e pelas saídas de ar da cabine. O sistema usa um controlador isobárico variável para acionar uma válvula de saída por meio de um relé pneumático. As válvulas de fluxo de saída e de segurança abrem automaticamente na pressão diferencial máxima para proteger a cabine contra sobre pressão. As linhas de distribuição de ar para cabine são compostas por dutos de ar frio e dutos de ar quente. O ar reciclado e / ou com ar-condicionado é distribuído para as tomadas oculares aéreas da cabine e da cabine e para o para-brisa da cabine. O ar quente é fornecido pelas saídas da cabine e do piso da cabine. Se for necessária energia de resfriamento adicional, algum ar do ar- condicionado será desviado para fluir para fora das saídas inferiores da cabine pelo controlador de temperatura. O sistema de controle de temperatura é uma unidade de controle digital que regula automaticamente a temperatura do ar fornecido à cabine e ao cockpit. O controle eletrônico automático de temperatura para aquecimento e resfriamento mantém a cabine e o cockpit em uma temperatura constante durante as subidas e descidas. Os controles de temperatura individuais para cabine e cockpit, localizados no cockpit, permitem regular as temperaturas em ambas as áreas. 10.6 SISTEMA PNEUMÁTICO (Figura 8) O sistema pneumático do Beechcraft King Airs fornece suporte para diversas operações no avião. Essas operações incluem degelo, rudder boost, vedação da escotilha de escape e vedação da porta. A pressão pneumática é usada para criar uma fonte de vácuo para os giroscópios movidos a ar, controle de pressurização e deflação das botas de degelo. O vácuo para os instrumentos de vôo é derivado de um ejetor de purga de ar. Um motor pode fornecer ar de sangria suficiente para todos esses sistemas. 10.7 SISTEMA DE OXIGÊNIO O sistema de oxigênio fornece fluxo de oxigênio adequado para a tripulação e passageiros para uma altitude de pressão da cabine de até 35.000 pés. O sistema consiste em um conjunto cilindro-regulador de oxigênio montado na seção da cauda e um cilindro de 155 ft3 . A tripulação possui máscaras de oxigênio de colocação rápida. Os suprimentos de oxigênio para os passageiros são fornecidos por meio de máscaras suspensas que estão disponíveis automaticamente se a altitude da cabine subir acima de 12.500 pés. 21 10.7 CONTROLES DE VOO O sistema de controle de voo é duplo. É de projeto convencional e é operado manualmente por meio de cabos de controle, hastes push-pull e ligações mecânicas que fornecem inclinação, rotação e guinada. A atitude de inclinação da aeronave é controlada pelos elevadores. O roll é controlado pelos ailerons. O Figura 8 – Diagrama do Sistema Pneumático e Ar condicionado Fonte: Flight Safety Foundation,2010 22 controle de guinada é realizado com o uso do leme. Os flapes são do tipo Fowler e são formados pelo conjunto de dois painéis em cada asa. São comandados por um motor elétrico através de uma caixa de engrenagens montada sobre o lado dianteiro da longarina traseira. O motor incorpora um sistema de freios dinâmicos através do uso de dois ajustes no motor. Este sistema ajuda a prevenir um movimento anormal dos flapes (assimetria). A caixa de engrenagens comanda quatro eixos diretores flexíveis, cada um é conectado a um atuador tipo parafuso em cada flap. 10.8 SISTEMA DE PROTEÇÃO DE GELO E CHUVA O calor do escapamento do motor é utilizado para aquecer as bordas de entrada de ar do motor. A proteção anti-gelo das bordas de ataque da asa e do estabilizador horizontal é fornecida por meio de botas pneumáticas acionadas por ar de sangria do motor. O sistema de desembaçamento do para-brisa utiliza o ar fornecido pelo sistema de ar condicionado. O para-brisa, o pitot, a saída de combustível, as hélices e a palheta de advertência de estol são aquecidos eletricamente. Um trocador de calor de óleo para combustível,localizado na caixa de acessórios do motor, opera contínua e automaticamente para aquecer o combustível o suficiente para evitar que o gelo se acumule na unidade de controle de combustível. A remoção da chuva é obtida pelo uso de uma aplicação de vedação de superfície. Um sistema limpador de para-brisa eletromecânico de duas velocidades também é fornecido para remoção de chuva no solo e durante operações de voo em baixa velocidade. 10.9 AVIÔNICOS Todos os controles e interruptores são dispostos para acessibilidade a qualquer piloto. Os disjuntores estão localizados na parede lateral do piloto e do copiloto e estão claramente marcados para denotar o barramento elétrico relacionado a partir do qual a energia é fornecida. Um painel de controle de luz no teto, localizado entre os dois pilotos, contém todas as luzes do painel de instrumentos e interruptores do dimmer. Um segundo painel superior contém medidores de monitoramento de carga do gerador e controles de luz de instrumentos de emergência. A instalação de instrumentos de voo padrão no King Air 350i é o sistema avionicos integrado Rockwell Collins Pro Line Fusion. O sistema possui três monitores de voo adaptativos EFIS (Electronic Flight Instrumentation System) de 14,1 polegadas de largura com operação em tela sensível ao toque. Características incluem: • Visão Sintética, • Planejamento Gráfico de Voo, • Gráficos integrados e mapas aprimorados, • Sistema de indicação do motor e alerta da tripulação (EICAS) • Sistema de dados aéreos (ADS) • Sistema de Referência e Direção de Atitude (AHRS) • Sistema de Orientação de Voo Automático (AFGS) • Sistema de Gerenciamento de Voo (FMS) • Sistema de radar meteorológico (WXR) 23 • Rádios duais de navegação e comunicação. Referências : King Air 350i Specification and Description. Textron Aviation,2018. King Air C90GTi/C90GTx Pilot Training Manual. Flight Safety Foundation,2010 Manual Operacional Beechcraft King Air C-90A/B . tradução de Fred Mesquita Figura 9 – Painel de Instrumentos Fonte: Flight Safety Foundation
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