Composite, Lightning, Tropopausa, Turbulence, Jet Stream

Meteorologia em Alta Altitude

Em qual altitude e em qual estação do ano uma aeronave pode ser mais influenciada por Jet Stream Equatorial?

A) No Nível de Voo 390 de Junho a Agosto

B) No Nível de Voo 390 de Novembro a Fevereiro

C) No Nível de Voo 330 no Inverno do Memisfério Norte

D) No Nível de Voo 330 no Inverno no Hemisfério Sul

Composite é um termo amplo e pode significar materiais tais como fibra de vidro, material de fibra de carbono, material Kevlar e misturas de todos eles.Construção com composite oferece duas vantagens: peles (carenagem) extremamente lisa e a abilidade para facilmente formar estruturas curvas complexas ou aerodinâmicas.

Proteção Contra Raios em Avião

Proteção contra raios é uma importante consideração no projeto da aeronave. Quando uma aeronave é atingida por raio, uma muito grande quantidade de energia é distribuída para a estrutura. Se voando um avião leve da aviação geral ou um grande avião de linha aérea, o princípio básico de proteção contra raios é o mesmo. Para qualquer aeronave, a energia do raio deve ser espalhada sobre uma área de superfície grande para baixar a "AMPeragem por polegada ao quadrado" baixar para um nível sem danos. Amp/in^2

Se raios atingem um avião de alumínio, a energia elétrica naturalmente conduz facilmente através da estrutura do alumínio. O desafio é manter a energia fora dos AVIONICS [rádios de comunicação e navegação, radar meteorológico, transponder, TCAS, etc, sistemas de combustível, etc.], até a energia poder ser seguramente conduzida para fora da aeronave. A pele externa da aeronave [carenagem] é a trajetória de menor resistência.

Numa aeronave com composite, fibra de vidro é um excelente isolante elétrico, enquanto fibra de carbono conduz eletricidade, mas não tão facilmente quanto alumínio. Por esta razão, condutividade elétrica adicional necessita ser acrescida na camada externa da pele composite. Isto é feito tipícamente com malha metálica fina delimitada nas superfícies da pele (carenagem). Malha de aluminio e cobre são os dois tipos mais comuns, com aluminio usado sobre fibra de vidro e cobre sobre fibra de carbono. Qualquer reparo estrutural em áreas protegidas de incidência de raios deve também incluir a malha assim como a estrutura abaixo.[encoberta]

Para aeronave que usa composite com antenas internas de rádio, deve haver "janelas" na malha de incidência de raio na área da antena. Antenas internas de ráio podem ser encontrada em composites de fibra de vidro porque fibra de vidro é transparente às rádio frequências, onde fibra de carbono não é.

O Futuro de Composite

Nas décadas desde a II Guerra Mundial, composites tem ganhado um importante papel no projeto de estrutura de aeronave. Sua resistência à corrosão e flexibilidade, sem dúvidas, continuará a liderar a mais inovativos projetos no futuro. Do Cirrus SR-20 ao Boeing 787, é óbivio que composites encontrou um lar na construção de aeronave e está aqui para ficar.

Meteorologia em Alta Altitude

O que é TROPOPAUSA? (AC 00-6A)
A tropopausa é uma zona de transição entre a troposfera e a estratofesra, usualmente caracterizada por uma mudança abrupta na razão de intervalo da temperatura.

Onde está a Tropopausa? (AC 00 6A)
A altitude da tropopausa varia de cerca de 65.000 pés sobre o equador até 20.000 pés ou mais baixo sobre os pólos. A tropopausa não é contínua, mas geralmente desce gradativamente do equador para os pólos. Ela está mais alta no verão que no inverno.Ela pode ser localizada em voo ao notar-se uma mudança abrupta na razão de decréscimo da temperatura no intervalo de 1000 pés (a razão padrão é o decréscimo de aproximadamente 2ºC a cada 1000 pés subindo a partir da atmosfera padrão: temperatura ao nível do mar = 15ºC e pressão atmosférica de 1.013.2 hPa num dia padrão) durante uma subida prolongada para altas altitudes. A altura da tropopausa é representada nas HLSWPC = High-Level Significant Weather Prog Charts.

Por que o conhecimento da localização da tropopausa é importante para um piloto? (AC 00-6A)
Operações de voo conduzidas dentro ou perto desta área são de maior interesse para o piloto em alta altitude. Temperatura e vento varia grandemente nas proximidades da tropopausa, afetando a eficiência, conforto e segurança do voo. Ventos máximo geralmente ocorrem em níveis perto da tropopausa.Estes ventos fortes criam zonas de corredor de Wind Shear (= uma mudança na direção e velocidade do vento entre altitudes ligeiramente diferentes, especialmente uma forte corrente de ar descendente), a qual frenquentemente gera turbulência perigosa. Conhecimento antes do voo de temperatura, vento e wind shear é importante para planejamento do voo.

A respeito de mudanças de temperatura perto da tropopausa, qual procedimento geral pode ser usado para evitar turbulência perto da tropopausa? (AC 00-6A)
Para evitar turbulência quando operando perto da tropopausa, os seguintes procedimentos podem ser usados:

- aumento da temperatura externa - SUBIR (colocará a aeronave na estratosfera acima da Jet Stream (= corrente de jato)
- diminuição da temperatura externa - DESCER (colocará a aeronave abaixo da Jet Stream

Define o termo "jet stream" AC 00-6A)
Na média, ventos aumentam com altura por toda tropopausa culminando num máximo perto do nível da tropopausa. Uma "jet stream" é uma corrente de ventos quase horizontal com 50 knots (=92 Km/hora) ou mais concentrada dentro de uma faixa estreita embutida em ventos vindos de West na alta troposfera. Ela é de interesse primário para pilotos conduzindo operações de voo em altas altitudes.

Onde Jet Stream são originadas? AC 00-6A)
Jet Streams tipicamente ocorrem numa fenda na tropopausa. Por esta razão, jet streams ocorrem numa área de gradientes de temperatura intensificadas que caracteriza a fenda.

Descreva as características de jet stream (00-6A)
Por definição arbritária, ventos devem ser de 50 Knots ou maior para classificar uma jet stream. O jato máximo não é uma constante. Ela é quebrada em segmentos, com formas parecidas como um boomerang. Segmentos de Jet Stream movem-se com cumes e depressões da pressão (como cristas e vagas de uma onda) na atmosfera superior. Em geral, elas viajam mais rápido que sistemas de pressão, e a velocidade de ventos máximos varia quando os segmentos progridem através dos sistemas. Em altitude média, a velocidade do vento na jet stream tem uma média consideravelmente mais forte no INVERNO que no verão. Também, os deslocamentos de correntes de jato estão mais ao Sul no INVERNO que no verão.

Quando operando dentro ou perto de uma Jet Stream, onde é mais provável de ser encontrada Wind Shear? (AC 00-6A)
Tipicamente velocidade dos ventos DIMINUEM do centro para a periferia da corrente de jato. A razão de decréscimo da velocidade do vento é consideravelmente maior no lado polar que no lado equatorial. Por esta razão, a magnitude da Wind Shear é maior no lado polar que no lado equatorial.

O que é Turbulência de Céu Claro (=limpo, sem nuvens)?
CAT, em inglês, Clear Air Turbulence, é turbulência encontrada no ar onde nuvens não estão presentes. O termo é mais popularmente empregado para turbulência de níveis elavados de voo associado com Wind Shear. Deflagração de ar frio colidindo com ar aquecido vindo do Sul intensifica sistemas de condições meteorológicas nas proximidades da Jet Stream ao longo da borda entre o ar frio e quente.CAT desenvolve-se na troca de energia turbulenta entre as massas de ar constratantes.

Onde a CAT é encontrada? (AC 00-6A)
CAT frequentemente é experimentada em Wind Shear associada a contornos curvados de fortes baixas, depressões e cristas em altitudes. e em áreas de forte frio ou ar aquecido horizontalmente. Também ondas orográficas (montanhas) podem criar CAT. Um local preferido de CAT é uma vaga (depressão) superior no lado frio (polar) da Jet Stream. Um outro frequente local é ao longo da Jet Stream NORTE-NORDESTE de um afundamento rápido de baixa superfície.CAT é mais SEVERA no INVERNO quando o constraste de temperatura é muito maior entre ar frio e aquecido. CAT pode ser encontrada onde parece haver nenhuma razão para sua ocorrência.Ela vagueia a favor do vento vindo de sua região de fonte principal.

Em planejamento de voo, qual informação meteorológica pode ser usada na determinação da localização de CAT? (AC 00-45C)
Para determinar a localização de Jet Stream, Wind Shears e áreas de mais provável turbulência, áreas prováveis de CAT podem ser determinadas. O uso de cartas e previsão do ar superior, tais como Tropopause Data Charts são de considerável ajuda na localização de CAT.

Qual procedimento deve ser seguido se CAT é inadvertidamente encontrada? (AC 00-6A)
Se for pego numa CAT não associada com uma Jet Stream, sua melhor aposta é mudar a ALTITUDE, desde que você não tenha um modo positivo de saber em qual direção a mais forte cortante de vento enconta-se. Manobrar gentilmente a aeronave quando dentro de turbulência para minimizar o estresse na estrutura da aeronave. (e no piloto também)

Qual é a melhor fonte de informação na localização de CAT? (AC 00-6A)
A melhor fonte de informação sobre CAT pode ser em PIREPs (=Pilot Weather Report). Qualquer piloto que encontrar CAT deve reportar a Hora, Local e Intensidade tão breve quanto possível para o controlador de tráfego aéreo dessa área.
PIREPs are available in the internet at the Aviation Digital Data Service (ADDS) web page at: http://adds.aviationweather.gov/pireps/

O que são nuvens CIRRUS? (AC 00-6A)
Nuvens CIRRUS são nuvens com formato de penas de aves, brancas, ralas, retalhadas, tiras estreitas ou felpuda. Elas tem uma aparência de fibras com brilho de seda e são compostas de UMIDADE e usualmente pouco contribuem para formação de gelo em aeronaves.

Onde nuvens cirriformes são comumente encontradas? (AC 00-6A)
A altura das bases destas nuvens alcança de 16.500 pés a 45.000 pés em LATITUDES médias. Quando umidade em nível elevado está disponível, nuvens cirriformes se formam no lado equatorial da Jet Stream. Elas fornecem um ajuda visual na identificação da Jet Stream e possível turbulência associada.

O que a presença de nuvens cirriformes usualmente indica? (AC 00-6A)
Suas aparências com anzol e como se varridas pelo vento, SEMPRE indicam ventos superiores muito fortes usualmente muito afastados de um sistema meteorológico intenso ou em desenvolvimento. As nuvens cirriformes mais densas ocorrem com sistemas bem definidos. Nebulosidade cirriformes extensivas frequentemente ocorrem com afundamento de superfície e profundidade superiores e estes sistemas de afundamentos podem fornecer a TURBULÊNCIA MAIOR.

References

Autones, F., J.-M. Carriere, S. Girres, S.Senesi and P.Thomas (1999) “ASPOC - A French project for athunderstorm product designed for Air Traffic Control” 8th AMS Conference on Aviation, Range and Aerospace Meteorology, Dallas, Texas

Holzapfel, F. (2003) “Probabilistic Two-Phase Wake Vortex Decay and Transport Model” Journal of Aircraft Vol 40 No 2 pp 323-331

Le Bot, C. (2004) “SIGMA: System of icing geographic identification in meteorology for Aviation” 11th AMS Conference on Aviation, Range and Aerospace Meteorology, Hyannis, MA

Leifeld, C. (2004) “Diagnosing and Forecasting inflight icing environments using ADWICE” 11th AMS Conference on Aviation, Range and Aerospace Meteorology, Hyannis, MA

Turner, J.A. and Bysouth, C.E. (1999) “Automated systems for predicting clear air turbulence in globalaviation forecasts”

8th AMS Conference on Aviation, Range and Aerospace Meteorology, Dallas, Texas