Dominando a temperatura do combustível

Por que a temperatura do combustível é crítica

O combustível é parte integrante da performance dos motores, e a sua temperatura afeta diretamente a sua viscosidade, ou seja, a resistência ao escoamento, a “espessura” do combustível. Em temperaturas ideais, o combustível flui sem problemas para os motores, permitindo uma combustão suave. No entanto, desvios dessas temperaturas ideais podem causar problemas significativos.

Impacto da baixa temperatura do combustível

Quando a temperatura do combustível cai demais, a sua viscosidade aumenta e ele fica mais espesso. Combustível espesso não flui com a mesma facilidade, o que pode dificultar a partida do motor. Um combustível mais espesso pode ter dificuldade para passar pelas linhas de combustível ou pelos componentes do motor, podendo até impedir a partida. Em temperaturas extremamente baixas, o combustível pode ficar viscoso o bastante para causar problemas de fluxo e, embora a solidificação seja rara em condições operacionais normais, ela continua sendo uma preocupação séria de segurança.

Além disso, a baixa temperatura do combustível também pode fazer componentes do motor, como os bicos injetores e as bombas, congelarem, o que pode causar danos ou desgaste com o tempo. Esses cenários mostram a importância de monitorar a temperatura do combustível e agir se ela atingir níveis perigosamente baixos.

Impacto da alta temperatura do combustível

Por outro lado, quando a temperatura do combustível está alta demais, o combustível fica mais fino, o que pode prejudicar a atomização no motor. Uma atomização adequada é essencial para uma combustão eficiente, e uma atomização ruim resulta na queima incompleta do combustível. A atomização inadequada resulta na queima incompleta do combustível, causando ineficiência, desperdício de energia e maior desgaste dos componentes do motor.

Temperaturas mais altas do combustível reduzem a viscosidade, o que pode acelerar o desgaste de componentes do motor, como os bicos injetores e as bombas, podendo causar danos com o tempo. No pior cenário, temperaturas extremamente altas do combustível poderiam levar a um stall de motor, podendo comprometer a segurança da aeronave.

Limitações de temperatura do combustível das variantes do A320

Cada variante do A320 tem limitações diferentes de temperatura do combustível. Entender esses limites e saber quando agir é fundamental para a segurança de voo.

Baixa temperatura do combustível

Em todas as variantes da família A320, uma queda da temperatura do combustível abaixo de -40 °C em qualquer tanque dispara um ECAM Advisory.

Um ECAM Caution é disparado quando a temperatura do combustível cai abaixo de:

• -43 °C no A319/A320, nos tanques externos ou internos
• -44 °C nos tanques de asa do A321

Quando a temperatura do combustível se aproxima dos limites críticos, somos alertados para tomar ações corretivas. Essas ações incluem monitorar a temperatura do combustível e tomar medidas para aquecê-lo, como ajustar a altitude ou reduzir o risco de mais resfriamento alterando os parâmetros de voo. Falaremos mais disso adiante.

Alta temperatura do combustível

Temperaturas altas do combustível são menos comuns, mas podem ocorrer, especialmente em operações em regiões como o Oriente Médio e a África. O sistema de combustível do A320 é projetado para acomodar variações de temperatura, incluindo um aumento de até 2% no volume de combustível à medida que a temperatura sobe. Ainda assim, uma temperatura excessiva do combustível representa um risco.

Um ECAM Advisory é disparado quando a temperatura do combustível ultrapassa:

• 55 °C nos tanques externos do A319/A320
• 45 °C nos tanques internos do A319/A320 e nos tanques de asa do A321

Um ECAM Caution é disparado quando a temperatura do combustível ultrapassa:

• 60 °C (em voo) ou 55 °C (no solo) nos tanques externos do A319/A320
• 54 °C (em voo) ou 45 °C (no solo) nos tanques internos do A319/A320 e nos tanques de asa do A321

Como gerenciamos a temperatura do combustível em voo

Gerenciar a temperatura do combustível ao longo do voo exige atenção, já que a temperatura do combustível muda nas várias fases do voo.

Táxi e partida dos motores

Durante o táxi, o calor dos motores pode elevar a temperatura do combustível, principalmente nos tanques internos. Podemos mitigar isso com técnicas como alternar o uso dos motores, deixando um motor esfriar enquanto o outro continua em funcionamento. Reduzir a potência dos motores durante o táxi ajuda a minimizar o calor gerado por eles, principalmente quando a temperatura ambiente está alta.

Devemos ficar atentos ao taxiar com temperaturas mais altas, garantindo que os níveis de combustível sejam gerenciados adequadamente para não ultrapassar os limites máximos de temperatura.

Subida e cruzeiro

À medida que a aeronave sobe para altitudes mais elevadas, a temperatura do ar cai. Isso faz a temperatura do combustível, principalmente nos tanques externos, diminuir. Podemos mitigar isso ajustando a velocidade indicada. Aumentar a velocidade na subida aumenta a Total Air Temperature (TAT), o que aquece o combustível. A TAT é a temperatura do ar corrigida pelo efeito de aquecimento do voo em alta velocidade e é crucial porque afeta diretamente a temperatura do combustível nos tanques, aquecendo o ar que escoa em torno da aeronave.

Em cruzeiro, a temperatura do combustível normalmente se estabiliza, mas ainda pode variar com os sistemas meteorológicos, principalmente as frentes frias. Devemos monitorar de perto a temperatura do combustível e ajustar os parâmetros de voo se necessário. Se a temperatura do combustível cair abaixo de -40 °C em cruzeiro, pode ser necessário descer para uma massa de ar mais quente para trazer a temperatura do combustível de volta aos limites seguros.

Descida e pouso

Descer para um ar mais quente durante a fase de descida pode naturalmente elevar a temperatura do combustível, principalmente nos tanques internos, próximos aos motores. Se necessário, podemos ajustar a potência dos motores para evitar que o combustível superaqueça, especialmente durante uma descida rápida. É importante monitorar de perto a temperatura do combustível nessa fase para não ultrapassar os limites de temperatura.

Lidando com a baixa temperatura do combustível

Se a temperatura do combustível cair demais, várias ações devem ser tomadas para gerenciar a situação:

1. Descer para um ar mais quente: descer pode ajudar a aumentar a temperatura do ar, o que afeta diretamente a temperatura do combustível. Abaixo da tropopausa, uma descida de aproximadamente 4.000 pés aumenta a temperatura total do ar (TAT) em cerca de 7 °C (FCTM), o que pode ser suficiente para impedir que a temperatura do combustível caia a níveis inseguros. A variação real depende da atmosfera do dia, e em casos severos pode ser necessário descer até o FL250.
2. Ajustar o número Mach: aumentar o número Mach da aeronave também aumenta a total air temperature. Uma pequena mudança no número Mach (como um aumento de 0,01 M) pode elevar a total air temperature em cerca de 0,7 °C, ajudando a aquecer o combustível.
3. Monitorar e levar em conta a penalidade de combustível: embora descer ou mudar o número Mach possa aumentar a temperatura do combustível, precisamos considerar a penalidade de combustível associada e tomar decisões que equilibrem eficiência de combustível e segurança.

Lidando com a alta temperatura do combustível

Temperaturas altas do combustível, embora menos comuns, ainda podem trazer desafios, especialmente com tempo quente ou quando a aeronave está abastecida até a capacidade máxima. Se a temperatura do combustível começar a passar de 40 °C em qualquer tanque, devemos monitorar de perto a situação e tomar as ações adequadas.

No solo (A319/A320), quando a caution dispara a 55 °C em um tanque externo ou a 45 °C em um tanque interno, o tempo de táxi fica limitado: a decolagem pode ser feita até o combustível chegar a 60 °C no tanque externo ou 54 °C no interno. Nesses valores, a decolagem deve ser adiada, e o ENG MASTER do lado afetado é colocado em OFF.

O procedimento pede primeiro para colocar o pushbutton GALLEY em OFF (se instalado na sua variante). O pushbutton GALLEY controla a alimentação elétrica dos equipamentos da galley (como fornos, cafeteiras e outros equipamentos de cozinha). Desligá-lo não tem a ver com o calor da própria galley: reduz a carga elétrica dos geradores, e assim os IDGs produzem menos calor. O óleo do IDG é resfriado pelo combustível no seu trocador de calor, e esse combustível aquecido volta ao tanque, então menos carga significa menos calor no combustível. Como diz o FCOM: “Reducing electrical loads reduce heat emitted by IDG.”

Se apenas um lado for afetado pela alta temperatura do combustível, podemos ajustar o fluxo de combustível para gerenciar a temperatura. Desconectar o auto-thrust e ajustar a manete aumenta o fluxo de combustível pelo trocador de calor do óleo do IDG (Integrated Drive Generator), o que ajuda a reduzir a temperatura do combustível. Se em voo a temperatura ultrapassar 65 °C em uma célula externa ou 57 °C em uma interna, o ECAM vai nos orientar a dar partida no APU (se disponível) e usar o gerador do APU para permitir a desconexão do IDG do lado afetado.

Conclusão

Uma gestão eficaz da temperatura do combustível é fundamental para garantir tanto a segurança quanto a eficiência operacional da aeronave. Entendendo como a temperatura do combustível afeta a performance dos motores, conhecendo os limites de cada variante e aplicando estratégias práticas para gerenciar a temperatura, conseguimos lidar com os diversos desafios que podem surgir nas diferentes fases do voo. As ações que você toma em resposta às mudanças de temperatura podem ter um impacto significativo na performance geral e na segurança da aeronave, o que faz da temperatura do combustível um fator crítico nas operações aéreas.