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Trabalho de Hidráulica
Sistemas Hidráulicos de 5000 psi para aviação comercial
 Turma: Manufatura “B” 
 Integrantes: 
Introdução
Diante uma busca incessante para diminuir o peso das aeronaves, tornando-as mais competitivas (econômicas) e mais visadas pelo feroz mercado da aviação. Uma solução encontrada pelas gigantes “Boeing e Airbus” é o sistema hidráulico de alta pressão ( 5000 PSI ). Que consiste uma logica básica: aumentando a pressão na linha pode-se diminuir a área da tubulação sem uma perda de força ( P = F/A logo F = P*A). 
Com a redução de área (mais precisamente do volume) de tubulações a perda de peso é algo considerável, pois, diminui-se o volume do metal da tubulação, e também o volume de liquido que circula na linha. Isto também reflete no tamanho de alguns equipamentos como atuadores, que ficaram menores e com a mesma capacidade de trabalho.
Isto não é algo tão novo em na aviação, trabalhar com 5000 psi em aeronaves militares é algo antigo. Desde a década de 70 alguns fabricantes já tinham ideia dos benefícios do aumento da pressão. A primeira empresa que aceitou o desafio de usa esta tecnologia na aviação comercial foi a Airbus. Com o ousado projeto A380 (o maior avião comercial do mundo) exigiu que utilizassem todas as tecnologias para o alivio de peso, sendo assim obrigada a abandonar o convencional sistema hidráulico de 3000 psi. 
Neste artigo iremos nos basear bastante nos dados da aeronave da Airbus (o A380), pois a Boeing não divulgou muitos dados sobre o sistema hidráulico de sua nova aeronave o 767-8 . Estas duas aeronaves são as únicas aeronaves de grande porte a utilizarem esta tecnologia na aviação comercial.
Sistema de arquitetura dupla
No desenvolvimento do A380, a Airbus criou o sistema de arquitetura dupla para os comandos primários de voo. São 4 sistemas primário de controle de voo, duas hidráulica e duas elétricas. E cada um desses quatro sistemas funcionam independentes ( uma exigência requerida na aviação, a redundância.) 
Os dois sistemas acionados hidraulicamente, conduzem atuadores convencionais servo-controlados. E são os principais operacionais de voo. 
Os circuitos alimentados eletricamente acionam atuadores não convencionais conhecidos como electro-hydrostatic actuators (EHAs). Estes sistemas são de natureza back-up, ou para uso em situações incomum de demanda.
Sistema Hidraulico
O aumento da pressão (de 3000 psi para 5000 psi) possibilitou o uso da potencia necessária com uma tubulação e componentes hidráulicos. Para se ter uma ideia, essa alteração de tamanho reduz o peso da aeronave em 1 tonelada. O uso desta tecnologia só foi possível graças aos teste feitos nas aeronaves militares, que já usam por técnica hidráulica de alta pressão, e também a evolução dos fluidos que não se degradam em pressões elevadas, e possuem alto ponto de fulgor e flash point.
O sistema consiste em oito engine-driven hydraulic pumps (EDPs) com 4 motorpumps AC e o controle eletrônico associado a sistemas de proteção. As bombas estão sob pressão compensada e entregam 42gpm a 3775 rpm. Estas bombas possuem dois aspectos únicos, o primeiro desengajamento da embreagem. Esta característica não é encontrada em outras bombas militares ou comerciais, em caso de falha com o avião em solo pode ser facilmente desconectada do sistema. A aeronave consegue voar perfeitamente com sete bombas, dados da empresa dizem que o avião voaria seguro com as setes bombas podendo decolar com 500 passageiros. Em voo ela também pode ser desatada do sistema sem grandes dificuldades, para não contaminar a linha e conectada apenas no chão por comandos manuais.
Outrasboas qualidades únicas são o baixo ruído e pulsação de pressão, em uma pressão de 5000 psi, normalmente deveria ter uma variação de preção de ± 100 psi (de 4900 a 5100 psi). O desejado para uma bomba de avião é uma variação abaixo de ±10%, algumas bombas mais atuais variação aproximadamente ±5%. A pedido da Airbus foi criado uma bomba de variação próxima de ± 1%.
Esta preocupação com a variação de pressão devida a pulsação de pressão da bomba é valida, pois esta pulsação provoca fadiga, deflexão, abaixa a eficiência do sistema entre outros quesitos. 
Tubulação Hidráulica 
A tubulação de um sistema de alta pressão apresenta problemas críticos com a segurança. O uso de alumínio na tubulação hidráulica de 5000 psi é visto como um suicídio, pois a parede do tubo devera ser muito espessa (por causa do fator de risco do alumínio em alta pressão). Na pratica nesta pressão só pode ser usado aço ou titânio, pois as propriedades mecânicas destes metais permitem o seu uso. Com a diminuição do raio do tubo, também é possível diminuir a espessura do tubo (sem que isso afete a segurança).
A perda de peso devido a redução de espessura da parede e raio da tubulação é algo assustador, é possível reduzir 42% do peso da tubulação. Aproximadamente 1 tonelada, ou 1 km de metros de tubulação. A espessura mínima dos tubos do sistema hidráulico chega a 5mm, podendo chegar no máximo em regiões criticas a 38.1mm ( em um sistema de 3000 psi as dimensões variam entre 26mm a 48mm de espessura).
Mas como nem tudo na vida são flores, algumas características mecânicas de um sistema de tubulação estreita colocam um alto limite nesta tecnologia. A uma relação direta na perda de carga com o diâmetro da tubulação, e a velocidade com que o fluido de move. Uma tubulação com essas características apresenta uma camada limite de espessura considerável, que em casos críticos pode causar um cálcio hidráulico. 
Outro ponto importante que devemos lembrar que a pressão é proporcional a temperatura (p= ρRT)
Fluido Hidráulico 
O aumento de pressão na linda não afeta somente a estrutura do sistema hidráulico, também o comportamento do fluido hidráulico. Sabendo deste problema a Airbus e a Boeing encomendaram um novo fluido (a base de éster de fosfato tipo V) que não degradasse em altíssimas pressões.
O primeiro a alcançar tais especificações foi o HyJet V: mais estabilidade e vida útil mais longa do que os fluidos hidráulicos do Tipo IV, maior controle de corrosão, maior proteção contra desgaste em comparação as fluidos já existentes. 
“Ponto de ignição: Com ponto de ignição de 345˚F, o HyJet V é o primeiro fluido hidráulico comercial do Tipo V a atender e superar as especificações de ponto de ignição de grau A, tipo V, da Boeing e Airbus, de 320˚F.
Vida do fluido: Os fluidos hidráulicos com base em éster de fosfato podem degradar-se rapidamente quando contaminados com água, especialmente em altas temperaturas. O Teste de ampola NSA 307110, da Airbus, mede a resistência do fluido de reação à água (estabilidade hidrolítica) e as avarias em altas temperaturas (estabilidade térmica). O fluido é testado em intervalos regulares para determinar se excede o índice de acidez de 1,5, indicando o fim da vida do fluido. Testes paralelos confirmaram que o HyJet oferece mais estabilidade e vida útil mais longa do que a dos fluidos do Tipo IV.
Controle de corrosão: A superior proteção contra ferrugem oferece uma medida de segurança contra danos potenciais de alto nível de contaminação por água. O teste ASTM D 665A identifica ferrugem nas barras de aço polidas expostas a 10% de água em fluido durante 24 horas, a 60˚C. Os resultados do teste mostram que o HyJet V combate a corrosão melhor do que os fluidos hidráulicos concorrentes dos Tipos IV e V.
Proteção contra desgaste: O Teste de desgaste das quatro bolas (ASTM D 4172) determina as propriedades de lubricidade e proteção contra desgaste de um lubrificante. O teste é usado em especificações de fluido hidráulico para aeronaves com base em éster de fosfato da Boeing e da Airbus. Três bolas de rolamentos de aço são presas juntas e cobertas com o fluido de teste, enquanto uma quarta bola que gira é pressionada contra elas, em contato deslizante,com vários níveis de força. Esse contato produz uma marca de desgaste que é medida e registrada. O teste produziu, em geral, marcas menores para o HyJet do que para as amostras de outros produtos comerciais dos Tipos IV e V.”
Dados retirado do site da ExxonMobil Aviation Lubricants.
	
Conclusão
	Podemos analisar este “novo rumo” de pressão em sistemas hidráulicos de aeronaves com bons olhos, pois já existe tecnologia suficiente para utilizada com segurança. A evolução dos fluidos, engenharia de materiais (para tubulações, junções...), acessórios menores e tão eficazes quanto antes, animaram as empresas a continuar estudos e projetos desta tecnologia.
	O risco de se operar com uma pressão tão grande, é algo a ser bem analisado, visto que a diferença de pressão (ao nível do mar) é de mais de 340 Atm. O sistema hidráulico pode ser visto como uma bomba, em uma situação de rompimento da tubulação. 
	Apesar da complexidade de se aumentar a pressão em um sistema hidráulico de uma aeronave, vale ressaltar que é viável faze-lo. Pois a perda de peso é mais que considerável, pois 1 tonelada a mais de carga paga por voo em uma aeronave é algo de grande expressão. 
	O mercado indica que a hidráulica de 5000 psi veio para ficar na aviação comercial. E se caminhar de acordo com a logica ira aumentar com o passar do tempo, pois já existe aeronaves militares utilizando pressões maiores em seu sistema, como o V-22 struggle possui um sistema hidráulico de 8000 psi. Mas devemos esperar algumas décadas até que realmente esta tecnologia alcance o status de madura e migre para a aviação civil.