
Atmosfera
O desempenho das aeronaves e motores depende da combinação de temperatura, pressão e densidade do ar circundante. Como isso acontece é importante o estudo da atmosfera terrestre e suas características.
A atmosfera é a camada constituída por uma mistura gasosa próxima da superfície do globo terrestre e que roda com este a mesma velocidade média.
As suas características variam com a altitude, época do ano, latitude e longitude, com as características do local e mesmo com a hora do dia.
O movimento das massas de ar e as alterações sazonais produzem grandes variações nas propriedades da atmosfera.
A atmosfera de referência mais comum é baseada nas condições das latitudes medias do hemisfério norte e é chamado de International Standard Atmosphere (ISA).
Composição Atmosférica Terrestre
Os gases encontrados na atmosfera seguem as seguintes proporções:
Nitrogênio (78%);
Oxigênio (21%);
Outros Gases (1%)

Estas proporções são alteradas com a altitude. O oxigênio é essencial para a vida e para a combustão dos materiais.
No contexto da aviação, o oxigênio é requerido para a combustão do combustível, um défice deste gás resulta na combustão incompleta e numa eficiência reduzida do motor.
O vapor de água está presente na atmosfera em proporções variadas e e, em grande parte, responsável pelo clima em redor da Terra.
O clima, por sua vez, afeta as operações e desempenho da aeronave. Além disso, a presença de vapor de água pode levar a acumulação de gelo na estrutura ou no motor de uma aeronave.
Aqui, vamos assumir que o ar é um gás perfeito constituído por partículas neutras em equilíbrio químico.
Atmosfera Padrão Internacional (ISA) (International Standard Atmosphere)
Camadas da atmosfera
A atmosfera está dividida em camadas com características diferentes.
As camadas mais importantes para o estudo do desempenho são as duas mais próximas da superfície da Terra:
- Troposfera;
- Estratosfera;

A primeira camada, a Troposfera, começa ao nível do mar e caracteriza-se pela diminuição linear da temperatura do ar em função da altitude.
A camada que se segue é a Estratosfera, que começa aos 1100 metros e podemos Identificar duas subcamadas importantes para a aviação: a tropopausa e a estratosfera baixa.
Na tropopausa, a temperatura é constante desde os 1100 até aos 20.000 metros de altitude. Na estratosfera baixa ocorre um aumento linear da temperatura, entre os 20.000 metros até aos 32.000 metros.
Propriedades da Atmosfera
As propriedades mais importantes da atmosfera para o comportamento aerodinâmico das aeronaves são:
- Pressão;
- Temperatura;
- Densidade, densidade absoluta ou Massa específica;
- Viscosidade.
Pressão atmosférica
Para entender o que é, exatamente, pressão atmosférica, vamos falar primeiramente sobre o conceito de Pressão.
Pressão é uma força exercida sobre uma determinada área. Assim, em Física, ela é calculada da seguinte forma:

Como a força é sempre medida em N (newtons) e a unidade de área costuma ser em m2, a unidade de medida da pressão é N/m2, também chamada de Pascal (pa).
A pressão atmosférica é a força que o peso do ar exerce numa superfície e atua uniformemente em todas as direções.
Se ar em movimento colocado em repouso contra um objeto, a energia cinética é transformada em energia de pressão.
Esta pressão sob a superfície do corpo que faz com que o ar em movimento pare é chamada de pressão dinâmica .
Temperatura
A temperatura absoluta do ar é outra propriedade importante.
As escalas mais comuns de temperatura são: Celsius, Fahrenheit e Kelvin.
A temperatura é uma grandeza que quantifica energia cinética e está relacionada com o movimento aleatório das moléculas numa substancia.
Se a temperatura é reduzida, as moléculas tornam-se menos ativas.
A temperatura mínima de qualquer substância é de, aproximadamente, -273°, ou seja, 0K (Kelvin). Esta temperatura é chamada de zero absoluto e ilustra a completa imobilidade das partículas de uma substância.
A temperatura padrão ao nível do mar tem o valor de 15 °, o corresponde a temperatura de 288.15K. A fórmula que converte graus Celsius em Kelvin é a seguinte:
K = C + 273:15

Densidade
É a propriedade do ar com efeitos de maior peso na aerodinâmica de uma aeronave. É uma medida direta da quantidade de matéria por unidade de volume.

Onde:
m = Massa [kg];
V = volume [m3].
Parâmetros de referência
Atmosfera padrão internacional ou ISA (do inglês International Standard Atmosphere) é um modelo atmosférico terrestre invariável criado pela Organização de Aviação Civil Internacional (OACI).
Os parâmetros de referência da atmosfera ISA ao nível médio das águas do mar são:
Nível do ma: Valor médio da Terra, considerada como uma esfera lisa, perfeita e volume correspondente ;
– Altitude: Distância vertical que separa um ponto no espaço do nível do mar;
– Altura: Distância vertical que separa um ponto no espaço da superfície do solo;
– Nível: Qualquer superfície paralela à superfície do mar;
– Pressão ao nível do mar: 1013,25 hPa (hectoPascal) ou 29,92in Hg (polegadas de Mercúrio) ;
– Temperatura do nível do mar: 15°C ou 59ºF;
– Gradiente vertical térmico: 0,65°C/100m ou 2° C/1000ft;
– Velocidade do som ao nível do mar: 340 m/s ou 660 Kt;
– Latitude: 45°N ou 45°S.
1 Comentário
Esta página tem sido muito útil para mim, tem me auxiliado bastante nas minhas pesquisas no meu curso de eletrónica e telecomunicações na escola nacional de aeronáutica Moçambique. Obrigada pelo conteúdo, continuem com esse trabalho que está sendo benéfico para muita gente.