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Os instrumentos de voo eletromecânicos são dispositivos utilizados em aeronaves para fornecer informações essenciais ao piloto sobre a atitude (posição em relação ao horizonte), velocidade, altitude e navegação da aeronave. Esses instrumentos são chamados de eletromecânicos porque combinam elementos mecânicos e elétricos para funcionar.

Durante a revolução eletrônica na indústria da aviação, muitos sistemas de instrumentos foram projetados para incorporar tecnologias digitais e eletrônicas avançadas. No entanto, ainda existem aeronaves, especialmente as menores, que utilizam instrumentos acionados mecanicamente com entradas de pressão estática e/ou pitot.

Os instrumentos de voo tradicionais são acionados por movimentos mecânicos causados por entradas de pressão estática vindas do pitot e outras fontes de ar. Por exemplo, o indicador de velocidade é conectado a um tubo de Pitot, que sente a pressão do ar que passa pela aeronave em voo. Essa pressão é convertida em uma leitura mecânica no instrumento para indicar a velocidade da aeronave.

No entanto, em aeronaves maiores, como as de transporte, há uma demanda por uma quantidade maior de informações e instrumentos do que seria possível acomodar em um painel de instrumentos apenas com instrumentos mecânicos. É aí que entram os instrumentos de voo eletrônicos. Veja figura abaixo:

Sistemas de dados aerodinâmicos: (a) pneumáticos e (b) eletropneumáticos.

Os instrumentos de voo eletrônicos utilizam tecnologias digitais para processar, exibir e transmitir informações de voo. Esses instrumentos podem incluir displays de cristal líquido (LCD), telas multifuncionais e sistemas de navegação por satélite (GNSS) integrados. Os dados de sensores, como pressão estática e pitot, são convertidos em sinais elétricos e processados digitalmente para fornecer informações precisas ao piloto.

Dois exemplos comuns de instrumentos de voo eletromecânicos são o Indicador Diretor de Atitude (ADI) e o Indicador de Situação Horizontal (HSI).

O ADI combina informações de atitude, como rolagem (roll), arfagem (pitch) e guinada (yaw), em um único instrumento. Ele fornece ao piloto uma representação visual da posição da aeronave em relação ao horizonte, permitindo uma orientação espacial precisa.

O HSI, por sua vez, é um instrumento que combina informações de navegação e atitude. Ele apresenta ao piloto a direção magnética, a localização da aeronave em relação a uma rota prevista e informações de navegação, como rumo (heading) e desvio (deviation).

O HSI é especialmente útil durante voos por instrumentos (IFR), fornecendo uma referência visual clara para auxiliar na navegação precisa.

O Indicador Diretor de Atitude (ADI) é um instrumento usado para apresentar informações essenciais sobre a atitude da aeronave durante o voo. Normalmente, o ADI inclui o indicador de atitude principal, indicador de viragem e derrapagem, barras de direção de arfagem e inclinação, indicador de rampa de planeio e vários indicadores de advertência. Alguns ADIs também possuem indicadores chamados barras de comando, que fornecem informações de diversas entradas navegacionais e de atitude. Essas barras de comando permitem que o piloto controle a aeronave usando-as como referência principal.

Dois ADIs comuns: (a) um ADI eletromecânico (b) ADI eletrônico ou EADI

O Horizontal Situation Indicator (HSI) é um instrumento que apresenta informações sobre a posição da aeronave no plano de referência horizontal. O HSI combina vários componentes convencionais, como o indicador de proa (bússola giroscópica), o indicador de desvio de curso e um indicador de distância DME (Distance Measuring Equipment). O HSI fornece ao piloto informações visuais precisas sobre a posição da aeronave em relação à rota planejada e a outros elementos de navegação.

Indicador de Situação Horizontal (HSI).

O ADI e o HSI normalmente trabalham em conjunto com o sistema diretor de voo. Esse sistema é composto por uma unidade de controle eletrônica que recebe entradas de diversos sistemas de navegação, horizontes artificiais e sensores pitot estáticos. O computador diretor de voo processa essas entradas e envia eletronicamente as informações para os ADIs e HSIs eletromecânicos. O sistema de piloto automático também pode receber informações do computador diretor de voo, permitindo o controle automático da aeronave com base nessas informações.

Os sistemas de dados aerodinâmicos são outro tipo de pacote de instrumentos eletromecânicos híbridos. Esses instrumentos apresentam todos os parâmetros associados ao movimento da aeronave através da atmosfera. Os sistemas de dados aerodinâmicos mais recentes são frequentemente utilizados como entradas para os sistemas de instrumentos de voo eletrônicos. O computador do sistema de dados aerodinâmicos recebe entradas de vários sensores de temperatura e pressão distribuídos pela aeronave. Ele processa esses dados de entrada e envia sinais de saída para instrumentos de display eletromecânicos, como o altímetro, indicador de velocidade em relação ao ar/Mach, indicador de velocidade vertical e indicador de temperatura. Além disso, as saídas dos dados aerodinâmicos são utilizadas por vários sistemas de navegação na aeronave.

Os displays eletrônicos, também conhecidos como Electronic Instrument System (EIS), são utilizados em aeronaves para exibir informações de voo de forma digital. No início, esses displays eletrônicos foram projetados para imitar os formatos dos displays analógicos, facilitando o treinamento dos pilotos à medida que eles faziam a transição dos antigos displays analógicos para os displays digitais, que eram controlados por computadores de dados da aeronave, conhecidos como processadores de display ou geradores de símbolos.

Telas eletrônicas

A Figura abaixo mostra um painel de instrumentos de um modelo antigo do Boeing 737 com um indicador de direção de atitude (ADI) analógico e um display de situação horizontal (HSI) analógico na imagem da esquerda. Já na imagem da direita, é apresentado um painel de instrumentos de um modelo mais recente do B737 com displays eletrônicos ADI (EADI) e HSI (EHSI).

Instrumentos de Voo e Navegação Eletromecânicos Equivalentes na esquerda.

Em resumo, o ADI é usado para fornecer informações de atitude necessárias para o voo, enquanto o HSI apresenta informações sobre a posição da aeronave no plano horizontal. Esses instrumentos eletromecânicos trabalham em conjunto com o sistema diretor de voo, que processa informações de diferentes sistemas e sensores para fornecer dados precisos aos ADIs e HSIs. Além disso, os sistemas de dados aerodinâmicos fornecem informações sobre o movimento da aeronave através da atmosfera e são utilizados em conjunto com instrumentos de voo eletrônicos e sistemas de navegação.

Portanto, os instrumentos de voo eletromecânicos são dispositivos que combinam elementos mecânicos e elétricos para fornecer informações essenciais ao piloto sobre a atitude, velocidade, altitude e navegação da aeronave. Eles foram amplamente utilizados em aeronaves tradicionais, mas com os avanços da tecnologia digital, os instrumentos eletrônicos estão se tornando cada vez mais comuns, especialmente em aeronaves maiores e mais modernas.

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