Toda aeronave, desde a mais moderna do mercado, até a mais antiga que ainda opera, dispõe de instrumentos básicos de navegação aérea. E o conhecimento acerca do seu funcionamento, é fundamental para realizar uma leitura correta das informações.
Contudo, antes de identificar as características desses instrumentos, é necessário compreender o princípio de funcionamento de cada um deles.
- Pressão atmosférica: É a força exercida pelo ar que envolve toda a atmosfera do planeta. No nível médio do mar, a pressão tem valor de 1013 hPa – unidade de medida do Sistema Internacional – ou 29,92 polegadas de Hg (mercúrio). Pensando no ar como um “peso”, percebe-se que quanto mais baixa a altitude, maior a camada de ar sobre nós, por isso, a pressão é maior (semelhante ao mar). Em contrapartida, à medida que elevamos as altitudes, o ar se torna rarefeito, diminuindo sua densidade e pressão;
- Pressão estática: Esse tipo de pressão se refere, basicamente, a determinar valores de pressão do ar atmosférico que está em repouso. As aeronaves dispõem de tomadas (pequenos orifícios) de pressão estática na fuselagem, localizadas de maneira que o vento não incida diretamente nas aberturas que captam essa pressão. A partir disso, as tomadas enviam as pressões estáticas para os instrumentos específicos que fazem a correta leitura, transformando-as em indicação;
- Pressão dinâmica: Pode ser identificada como o resultado da força do movimento do ar. Por exemplo, quando se está em um carro em deslocamento a uma certa velocidade e coloca-se a mão para fora, percebe-se uma força que a empurra imediatamente para trás. Essa força é justamente a pressão dinâmica. Ela é diretamente proporcional ao vento relativo (contrário ao deslocamento) e com a densidade do ar.
Na aeronave, o tubo de Pitot é o instrumento responsável por captar essa pressão total, que representa a soma da pressão estática à pressão dinâmica. Já o Sistema Pitot-estático funciona a partir do tubo de Pitot juntamente com a tomada estática. Em virtude disso, é de suma importância, antes de realizar um voo, retirar a capa que protege o tubo de pitot, bem como observar se nada obstrui o orifício do tubo e da tomada estática.

Os instrumentos caracterizados por atrelar seus funcionamentos baseados à pressão, são: velocímetro, altímetro e climb (variômetro).
VELOCÍMETRO
Para seu funcionamento, o velocímetro anula em seu interior a pressão estática provinda do tubo de Pitot com a da tomada estática, e, como consequência, remanesce apenas a pressão dinâmica que é a usada para dar informações de velocidade. Para facilitar o entendimento, observamos a aeronave parada, em que a pressão estática tem o mesmo valor da pressão dinâmica. À medida em que nos deslocamos, a pressão de impacto (dinâmica) aumenta e essa diferença de valor entre elas é calculada.
A seguir, serão abordadas algumas características específicas do velocímetro de um Cessna 152, aeronave amplamente utilizada por escolas de aviação.

Os pontos destacados na Figura podem ser descritos da seguinte forma:
- Arco verde (VSE): Representa a faixa de operação normal da
aeronave, variando de 40 a 111 Kt;
- Arco amarelo (VNO): Representa a faixa de operação com cautela,
variando de 111 a 149 Kt;
- Arco branco (VFE): Representa a velocidade de operação com os
flaps estendidos, variando entre 35 e 85 Kt. Nesse arco, qualquer
grau de flap pode ser aplicado, desde 0° até 30°;
- Linha vermelha (VNE): Representa a velocidade a nunca exceder. Se
ultrapassada, existe o risco de começar a apresentar falhas
estruturais. Acima de 149 Kt;
- VS: Indica a velocidade de estol (perda da sustentação) da aeronave
com flaps recolhidos, apresentado pelo término da faixa verde;
- VSO: Indica a velocidade de estol da aeronave com flaps totalmente
estendidos, apresentado pelo término da faixa branca.
Por conta de alguns fatores como variações de altitude, densidade do ar e influência do vento, a velocidade indicada pelo velocímetro nem sempre é a velocidade real de deslocamento da aeronave. Diante disso, podemos estabelecer os seguintes tipos:
- Velocidade indicada (VI) – (Indicated Airspeed – IAS)
É a velocidade lida diretamente no instrumento sem nenhum tipo de correção;
- Velocidade calibrada (VC) – (Calibrated Airspeed – CAS)
É a velocidade indicada pelo instrumento da aeronave, corrigida para erros de instrumento e de instalação. Depois da aferição do instrumento, as duas velocidades descritas são idênticas, priorizando a VI, considerando que os procedimentos descritos em cartas, nos manuais das aeronaves e representações provindas dos instrumentos são todas a partir da velocidade indicada;
- Velocidade aerodinâmica (VA) – (True Airspeed – TAS)
É a velocidade da aeronave em relação à massa de ar que está voando, corrigida para os valores de densidade, temperatura no nível de voo e elevação. Conforme a altitude aumenta, o ar fica mais rarefeito, fazendo com que as moléculas se espalhem, diminuindo a densidade. Por conseguinte, à medida que a aeronave sobe, a VA aumenta 2% da VI para cada 1000 pés.
- Velocidade de solo (VS) – (Ground Speed – GS)
É a velocidade de referência do deslocamento da aeronave em relação ao solo. Muito utilizada para os cálculos de estimados, corresponde à variação da VA ajustada para influência do vento.
ALTÍMETRO
O altímetro é o instrumento de bordo das aeronaves que, por meio da medida estática da pressão do ar atmosférico, indica a altitude da aeronave. Esse instrumento possui, no seu interior, uma cápsula aneróide sensível a variações de pressão ligada diretamente ao ponteiro do altímetro. O seu desempenho encontra-se diretamente ligado às variações de pressões, sendo que existem diversos fatores que contribuem para que estas ocorram.

O altímetro analógico é composto por três ponteiros. O ponteiro com maior comprimento indica centenas de pés. O ponteiro menor e mais largo indica milhares de pés. Já o ponteiro fino com um triângulo indica dezenas de milhares de pés.

O altímetro deve ser calibrado em
conformidade com o modelo internacional
padronizado de pressão atmosférica e
temperatura. Mas que padrão é esse?
Esse padrão requerido é denominado ISA (International Standard Atmosphere), e determina condições de atmosfera adotadas pela OACI, em que a pressão é de 1013 hPa, temperatura a 15 °C e a razão de redução de temperatura é de 2 °C para cada 1000 pés.
Portanto, o altímetro apresenta as indicações baseado na pressão padrão em que é calibrado. Porém, a atmosfera raramente encontra todos esses valores conforme descritos, e, como consequência, o altímetro apresentará erros de indicação. Os erros de pressão podem ser ajustados manualmente inserindo no instrumento a pressão correta do local ao girar o botão de seleção de pressão da janela de Kollsman.
A janela de Kollsman é o mostrador que apresenta a pressão que está selecionada no altímetro. No caso da Figura, está graduado em polegadas de mercúrio (Hg). Na maior parte dos casos, o controle de tráfego aéreo e os informes meteorológicos oficiais apresentam a pressão em hectopascal (hPa). Por conta disso, a maioria das aeronaves dispõe de tabelas de conversões de Hg para hPa.
O valor a ser usado na janela de Kollsman dependerá do tipo de voo realizado. Mas para compreender melhor essa questão, é preciso recordar os tipos de altitude usados na aviação.
- Altitude indicada (AI) – QNH
É apresentada pelo altímetro quando selecionamos na janela de Kollsman a pressão local. O ajuste QNH indica a posição da aeronave em relação ao nível do mar, chamada de altitude. Se a aeronave estiver no solo de determinado aeroporto com o ajuste QNH do local, obteremos sua altitude.

- Altitude calibrada
É a altitude indicada pelo instrumento corrigida para erros de instalação na aeronave;
- Altitude densidade
Considera a pressão corrigida apenas para os erros de temperatura que diferem da atmosfera padrão (ISA);
- Altitude de pressão (AP) – QNE
Utilizamos essa configuração quando a aeronave se encaminha para um voo em nível ou rota (exemplo: FL 135), ajustando no altímetro a pressão padrão de 1013 hPa ou 29,92 mmHg. É amplamente empregada em voos de navegação, nos quais todas as aeronaves ajustam o altímetro na mesma pressão, independente da região e das condições atmosféricas que se diferem, mantendo uma padronização entre os voos e evitando erros de indicação. O ajuste QNE é utilizado acima da altitude de transição e do nível de transição, conforme a figura a seguir.

- Altitude absoluta – QFE
Conhecida também como ajuste a zero, essa altitude traz informações a respeito da altura da aeronave em relação ao terreno. Por exemplo, para que isso seja possível, com a aeronave em solo, o piloto gira o botão seletor do altímetro até que os ponteiros zerem. Na prática, esse ajuste não é utilizado.
CLIMB
O climb, também denominado variômetro, indica a razão na qual a aeronave muda de altitude, seja subindo ou descendo, como também ponta se ela se mantém nivelada. O ponteiro apresenta a variação em centenas de pés por minuto, multiplicando o número da escala por 100.

Nos voos por instrumento, o climb é indispensável para seguir certa razão de descida ou subida determinada em procedimentos. Já no voo visual, é imprescindível para determinar o tempo até se atingir certa altitude, como também para empregar razões específicas para aproximações.
Seu funcionamento é o mesmo do altímetro, possuindo em seu interior uma cápsula aneróide sensível a variações de pressão que transmite ao instrumento, de imediato, as informações.
GIROSCÓPIO
O giroscópio é um dispositivo cujas propriedades são encontradas em diversos instrumentos utilizados na navegação aérea. Criado na tentativa de demonstrar a forma como se dá a rotação da Terra, é utilizado para indicar as mudanças de direção de um determinado objeto em movimento.
Seu funcionamento tem bases no princípio da inércia, e é composto por um rotor, que gira sobre um eixo fixo, envolto por um anel ou vários anéis que giram em torno dele. Esse movimento permite que a rotação assuma qualquer orientação sem que a do eixo seja afetada.
Na aviação, além dos horizontes, o giro direcional faz uso dos princípios giroscópicos, e o dispositivo também é empregado como girocompasso e piloto automático.

HORIZONTE ARTIFICIAL
Esse instrumento é responsável por indicar qualquer mudança da aeronave em seu eixo longitudinal ou transversal, por mais sutil que seja. Seu mostrador indica, na parte central, a altitude da aeronave em relação à linha do horizonte e, na parte superior, apresenta uma escala dividida em graus, informando o ângulo de inclinação de uma curva. É um instrumento muito utilizado em condições nas quais o piloto perde contato com a referência visual externa, principalmente em vôos IFR (Instrument Flight Rules – Regras de Voo por Instrumento), bem como em voos visuais noturnos, de modo a facilitar a manutenção do nivelamento da aeronave em áreas onde não se encontram referências.

TURN AND BANCK (INDICADOR DE CURVA)
O instrumento tem função de exibir a velocidade de uma curva e auxiliar no nivelamento das asas. Possui em seu visor a figura de um avião (em especial suas asas), sendo que a “bolinha” ao centro, envolvida por um líquido, indica a coordenação da curva.

A maior parte dos Turn and Banks possui marcações que sinalizam curvas de 3o por segundo. Ou seja, mantendo essa velocidade de curva, a aeronave executa um giro completo (360o) em dois minutos. Esse procedimento é bastante realizado em treinamentos de voo por instrumento, nos quais o piloto executa curvas padronizadas observando o instrumento.
BÚSSOLA
A bússola é um dos instrumentos mais conhecidos no que diz respeito à localização e orientação na superfície terrestre, sendo muito utilizada em todos os tipos de navegação. Ela possui uma agulha magnética com dois pólos, norte e sul, atraídos pelos pólos magnéticos da Terra. Portanto, o polo sul da bússola se atrai pelo polo norte magnético e vice-versa.
Entretanto, a bússola pode apresentar alguns erros por sofrer interferências no seu campo magnético, devido a materiais como ferro e aço, presentes na aeronave. De modo a reparar possíveis falhas, existe um cartão de correções, conforme imagem a seguir.

Por exemplo, para seguir com a proa a 30°, o piloto deve manter na bússola a magnética 27°. Caso deseje manter proa para E, magnética 85°, e assim sucessivamente, caso a proa necessária se apresente no cartão de correções.
GIRO DIRECIONAL
O giro direcional é um instrumento que possui um mostrador que facilita a geolocalização, tendo em vista que sua representação em 360° indica todos os pontos cardeais e os graus remanescentes entre eles.
Na prática, o piloto alinha o giro com a bússola antes da decolagem e este permanece alinhado com a bússola magnética durante o voo, devido ao princípio giroscópico de funcionamento. Importante ressaltar que, no decorrer do voo, o giro defasa, sendo necessário realinhá-lo com certa frequência.

RELÓGIO
Embarcado em todas as aeronaves, podendo ser encontrado tanto no painel das aeronaves quanto no manche, o relógio auxilia o piloto na realização de um procedimento IFR que precisa ser cronometrado em voos visuais, durante os cálculos da navegação estimada, e até mesmo para determinar os horários que serão transmitidos ao órgão de controle, quando solicitado.
Algumas aeronaves possuem relógio analógico, com cronômetro, e outras possuem o de ponteiros.

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