O planejamento da instalação

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Instalação de Equipamentos Elétricos

Técnico em Manutenção Aeronáutica em Célula · SCLSEE2

FAA-H-8083-31B, cap. 11 (p. 11-71 a 11-74)

Prof. Fabriciu Alarcão Veiga Benini

Professor de Ensino Básico, Técnico e Tecnológico · Área Aeronáutica
Engenheiro Eletricista · Mestre em Sistemas Dinâmicos · Doutor em Telecomunicações

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA SÃO PAULO
Campus São Carlos · Técnico em Manutenção de Aeronáutica em Célula

A cena de oficina

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Um equipamento novo quer entrar

Um operador quer instalar um equipamento elétrico novo numa aeronave.
A proposta está na mão; a ferramenta, ainda na bancada.
O que o técnico faz antes de encostar a mão na ferramenta?
Instalar começa por decidir — e decidir é trabalho de bancada de papel.
Bancada de papel: o trabalho de planejar e decidir antes de instalar.

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A regra de entrada · o técnico

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Só instalações aeronavegáveis

O técnico só executa instalações que mantenham a aeronave em condições de voo.
Uma instalação que não fecha em documento e em conta não segue.

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A regra de entrada · o equipamento

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O equipamento tem de ser aprovado para aquela aeronave

O equipamento a instalar tem de ser um dispositivo homologado (TSO'd).
E aprovado para a aeronave em questão — não basta servir em outra.

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O caminho da decisão

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As quatro perguntas do planejamento

A alteração está aprovada?
A carga cabe?
A carga continua sob controle?
O equipamento convive com o que já existe?

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Termos desta aula

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Vocabulário desta aula

Corrente (A): o que se soma ao levantar a carga.
Carga elétrica: o total que os equipamentos ligados ao mesmo tempo pedem à fonte.
Barramento (bus): a barra condutora comum que alimenta cada equipamento.
Capacidade de saída: corrente máxima que o gerador ou alternador fornece com segurança.
Conta: o cálculo da carga.
Dado aprovado: o STC ou a aprovação de campo. O STC (Supplemental Type Certificate) é a aprovação de uma alteração no projeto de tipo da aeronave.

LV — Sistemas Elétricos de Aeronaves, Módulo II, item 2.4 + FAA-H-8083-31B, cap. 11 (p. 11-71 a 11-74)

Primeira pergunta — a aprovação

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O critério que decide todo o resto

O equipamento consta da lista de equipamentos aprovada do fabricante?
Se consta — a alteração é menor.
Se não consta — a alteração é maior.

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As duas consequências · menor

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Alteração menor: o técnico devolve ao serviço

Já prevista pelo fabricante.
Um técnico de célula certificado executa a instalação.
E devolve a aeronave ao serviço.
Certificado: habilitado a executar a instalação e a devolver ao serviço.

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As duas consequências · maior

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Alteração maior: o Formulário 337 da FAA

Não prevista pelo fabricante.
Exige o preenchimento do Formulário 337 da FAA.
A devolução ao serviço, após alteração maior, é concluída por um técnico com autorização de inspeção.

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O que sustenta a instalação · o STC

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O STC é o dado aprovado

O dado aprovado é o STC, ou a aprovação de campo.
A maioria das instalações novas é aprovada e executada sob um STC (Supplemental Type Certificate).
O fabricante do equipamento fornece a lista de aeronaves aprovadas.
O STC traz as instruções de instalação e manutenção que o técnico é obrigado a seguir.
Exemplo: instalar um GPS sob o STC do fabricante — o documento já diz onde fixar, que fios usar e que proteção acrescentar.

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O que sustenta a instalação · o Formulário 337

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Sob STC, o Formulário 337 ainda é exigido

A "lista original da aeronave" é a mesma lista de equipamentos aprovada do fabricante.
Se o equipamento não consta da lista original da aeronave, a instalação sob STC é alteração maior.
O Formulário 337 deve ser preenchido mesmo assim.

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Quando falta o dado aprovado

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Sem STC: a aprovação de campo

Às vezes não existe STC para aquele modelo de aeronave.
Nesse caso, é preciso obter uma aprovação de campo (field approval).
E preencher o Formulário 337, demonstrando que a instalação será executada de acordo com dado aprovado.

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O registro da alteração

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O que o registro da alteração precisa conter

Qual equipamento (marca, modelo e número de série).
Em que aeronave.
Sob qual dado aprovado (o STC, ou a aprovação de campo).
Quem executou.
Quem aprovou a devolução ao serviço.

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Segunda pergunta — a carga · a soma

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A carga nova soma-se à que já existe

Antes de acrescentar consumo, é preciso saber quanto o sistema já consome e até quanto pode fornecer.
A nova carga elétrica é a carga elétrica anterior mais a carga acrescentada.

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Segunda pergunta — a carga

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Os três alvos da verificação

O total é conferido contra três limites ao mesmo tempo:
os fios e cabos existentes;
os dispositivos de proteção (fusível ou disjuntor);
a fonte (gerador ou alternador), contra a sua capacidade de saída.

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O exemplo da conta

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A conta, com um exemplo

Exemplo (ilustrativo): alternador com capacidade de saída de 60 A.
Carga contínua existente: 45 A; equipamento novo: 10 A.
Nova carga contínua: 45 + 10 = 55 A — cabe na fonte.
Variante: 55 + 10 = 65 A — acima de 60 A: reduz-se a carga (mexer na instalação, não desligar carga em operação).

nova carga = carga elétrica anterior + carga acrescentada · total ≤ capacidade de saída?

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Quando a conta não fecha · a saída

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Quando excede: reduz-se a carga, não se sobe o dispositivo

Se a carga elétrica total provável conectada excede os limites de saída do gerador ou do alternador, a carga deve ser reduzida.
A saída não é trocar o dispositivo de proteção por um maior.
Subir o dispositivo apenas desloca o problema para o fio e para a fonte.

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Quando a conta não fecha

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Reduzir a carga na prática

Saídas admitidas, em ordem — exemplo (ilustrativo):
remanejar: o equipamento novo não opera ao mesmo tempo que outra carga de grande consumo (por exemplo, luz de pouso ou degelo);
desligar ou remover uma carga existente não essencial;
não instalar naquela condição, se nenhuma das anteriores fechar a conta.

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A bateria na conta

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A bateria segue carregada em voo

Se a bateria faz parte do sistema, ela tem de estar sendo continuamente carregada em voo.
Admite-se descarga apenas para pequenas cargas intermitentes — transmissor de rádio, motor do trem de pouso.

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Terceira pergunta — o controle

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Onde está o amperímetro decide a leitura

O que o instrumento diz depende de onde ele está instalado.
Há dois arranjos de instrumentação — e duas leituras de normalidade.

a posição muda a leitura

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Arranjo: no cabo da bateria

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Arranjo: amperímetro no cabo da bateria

O amperímetro fica no cabo da bateria; um voltímetro pode ser instalado na barra do sistema.
Normal: o amperímetro não indica "descarga" e o voltímetro mostra a voltagem do sistema.
Exceção: pequenas cargas intermitentes, como trem de pouso e flapes.

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Arranjo: no cabo do gerador

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Arranjo: amperímetro no cabo do gerador

O amperímetro fica no cabo do gerador ou do alternador — e, nesse arranjo, a limitação não vem do regulador.
O amperímetro pode ter um traço em vermelho em 100% da capacidade da fonte.
Normal: a leitura nunca excede a linha vermelha — exceto para pequenas cargas intermitentes.

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O contraste dos dois arranjos

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As duas leituras de normalidade

Cabo da bateria → normal enquanto não houver "descarga" e o voltímetro mostrar a voltagem de sistema.
Cabo do gerador → normal enquanto a leitura não passar do traço vermelho, marcado na capacidade total da fonte.

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Quando há mais de uma fonte

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Dois ou mais geradores em paralelo

Quando dois ou mais geradores operam em paralelo e a carga pode exceder a capacidade de saída de um só.
Devem existir meios de corrigir rapidamente as sobrecargas súbitas (falha de gerador ou motor).
A saída é uma só providência, com dois nomes: redução rápida de carga, ou um procedimento especificado.
O procedimento não é detalhado.

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Quarta pergunta — a convivência · as perguntas

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As três perguntas da convivência

Cabe? espaço disponível, tamanho e peso do equipamento.
Convive? com as alterações executadas antes e com o consumo que se soma.
Dá para manter? acesso para inspeção, manutenção e troca.

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Quarta pergunta — a convivência

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Acesso para inspeção, manutenção e troca

Cada instalação deve ser planejada para permitir acesso fácil para inspeção, manutenção e troca das unidades.
Uma instalação que não pode ser inspecionada nem desmontada não é bem-feita.

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Onde instalar

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O local não é escolha livre

Use a área designada pelo fabricante da célula ou pelo STC.
Se essa informação não existir, escolha um local que suporte o peso do equipamento e resista aos esforços de inércia adicionais.

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Antes de recortar · o critério

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O painel pode não ser estrutura primária

Se o equipamento vai ao painel de instrumentos e não há previsão para essa instalação, confira se o painel não é estrutura primária.
Essa conferência vem antes de qualquer recorte.
A documentação estrutural da aeronave define o que é estrutura primária.
Sem previsão, o caminho é um suporte entre a traseira do equipamento e um membro estrutural próximo.

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Antes de recortar

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O suporte traseiro do painel

Para reduzir a carga sobre um painel fixo, pode ser instalado um suporte entre a traseira do equipamento e um membro estrutural próximo.
O equipamento não fica pendurado só pela frente: o apoio traseiro alivia a fixação dianteira.

FAA_fig11-157_suporte_painel.png — mostra o equipamento preso pelo painel e apoiado na traseira pelo suporte traseiro (rear case support)

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Fixação

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Fixar é travar, não apertar

O equipamento deve ser montado com firmeza na aeronave.
Todo parafuso de fixação é travado com um dispositivo de travamento (porca autotravante, arame de frenagem, arruela de segurança).
Travar é impedir o afrouxamento por vibração — não é apertar com força.
Exemplo: sob a vibração do motor, a porca comum afrouxa; a porca autotravante (com anel de nylon) e o arame de frenagem a mantêm no lugar.

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Folga

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Folga entre a unidade e a estrutura

Deve haver folga adequada entre as unidades e a estrutura vizinha.
A folga evita dano à fiação ou ao equipamento por vibração, atrito ou choque de pouso.
Sem folga, a vibração faz o equipamento roçar na estrutura e a fiação se rompe pelo atrito.
Exemplo: um dedo de folga entre o rádio e a caverna evita que a vibração faça o chicote roçar na estrutura.

evita atrito, vibração e choque de pouso

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Afastamento de fluidos

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Longe de fluidos combustíveis

Não instale equipamento nem fiação perto de unidades que contenham fluidos combustíveis.
Quando a separação for impraticável, instale defletores ou coberturas para impedir o contato dos fluidos com o equipamento em caso de falha de canalização.

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Resfriamento

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O calor tem de sair

A temperatura ambiente excessiva limita seriamente o desempenho e a vida útil do equipamento.
A instalação deve ser planejada de modo que o calor se dissipe com facilidade.
Se necessário, produzir fluxo de ar sobre o equipamento novo — ventilador ou ar canalizado.

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Umidade

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A água não pode alcançar o equipamento

Ao canalizar ar externo, defletores adequados devem impedir a água de alcançar qualquer componente eletrônico.
A presença de água nas áreas de equipamento acelera a deterioração dos componentes expostos e pode levar à falha.

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Vibração · quando é o problema

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Vibração: isolar a estrutura

Vibração é o movimento contínuo produzido por uma força oscilante; amplitude e frequência variam muito com o tipo de aeronave.
Quando a vibração é o problema, suportes com amortecedores isolam o equipamento da estrutura que vibra.
Ao instalá-los, o peso do equipamento não pode exceder a capacidade de carga dos suportes.

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Vibração · o painel

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Suporte antivibração

Em painel — que já costuma vir montado sobre amortecedores — normalmente não é preciso proteção antivibração.
Ainda assim, o peso acrescentado tem de ser suportado com segurança pelos suportes existentes.
Em alguns casos: suportes de maior capacidade ou mais pontos de fixação.

FAA_fig11-158_suporte_antivibracao.png — suporte com amortecedores, usado para instalar equipamentos a bordo

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O caso · a proposta

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O estudo de caso: a proposta

Você recebe a proposta de instalar um equipamento elétrico novo numa aeronave.
Antes de encostar a mão na ferramenta, percorra as perguntas na ordem.
Cada pergunta pode encerrar o caso.

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O caso · os valores

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De onde vêm os valores

Os valores que as perguntas comparam — lista de equipamentos aprovada, capacidade de saída, ficha de peso — vêm da documentação da aeronave.
Os valores vêm da documentação da aeronave. O dado de entrada é responsabilidade do operador.

os valores vêm da documentação da aeronave

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O caso · a primeira metade

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As perguntas 1 a 4

O equipamento está aprovado para esta aeronave?
Qual é a carga nova?
O total cabe na fonte?
Os fios e a proteção existentes suportam?
As quatro perguntas do planejamento se desdobram em sete verificações: estas são as quatro primeiras.

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O caso · a segunda metade

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As perguntas 5 a 7

A carga continua sendo monitorada? — duas conferências: instrumentação válida e bateria carregada em voo.
O equipamento cabe no espaço e no peso?
O calor sai e a vibração é absorvida? — duas conferências: fluxo de ar e suportes que aguentem o peso.
Estas três fecham as sete verificações (4 + 3) da mesma instalação.

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O resultado

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Qualquer "não" encerra o caso

Se qualquer resposta for "não", o caso não segue para a instalação como está.
Ou se muda o arranjo — reduzir carga, reforçar suporte, providenciar resfriamento.
Ou se busca o dado aprovado que falta.
Instalar assim mesmo é o que a regulamentação proíbe.

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O que fica · a síntese

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As quatro perguntas, com documento e com conta

A alteração está aprovada? — documento: menor ou maior, dado aprovado, Formulário 337.
A carga cabe? — conta: a carga nova somada, contra fios, proteção e fonte.
A carga continua sob controle? — o instrumento.
O equipamento convive com o que já existe? — a estrutura.

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O que fica

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A decisão fundamentada

Planejar a instalação é responder a quatro perguntas — com documento e com conta.
A instalação que não fecha em documento e em conta não segue.
Decidir instalar é uma decisão fundamentada — não de chave de fenda, mas de bancada de papel.

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Glossário de termos elétricos

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Glossário

Corrente (A): fluxo de carga elétrica que se soma ao ligar mais equipamentos.
Carga elétrica: total que os equipamentos ligados ao mesmo tempo pedem à fonte.
Barramento (bus): barra condutora comum que alimenta cada equipamento.
Capacidade de saída: corrente máxima que o gerador ou alternador fornece com segurança.
Estrutura primária: parte da estrutura que suporta as cargas de voo; não pode ser recortada.
Amortecimento: redução da vibração transmitida à estrutura, feita por suportes com amortecedores.
TSO (Technical Standard Order): padrão que atesta que o equipamento é homologado.
STC (Supplemental Type Certificate): aprovação de alteração no projeto de tipo de uma aeronave.
Formulário 337 da FAA: registro de alteração maior e da devolução ao serviço.
Defletor: peça que desvia fluido ou ar para longe do equipamento.