Pneus de aeronaves

Pneus de aviões.

Os pneus de avião são itens críticos para a segurança porque, além de suportar o peso da aeronave no solo, devem absorver grande parte do choque da aeronave com a pista, no pouso, acelerações e desacelerações súbitas e grandes variações de temperatura.
Pneus aeronáuticos têm pouco a ver com os pneus de carros e caminhões. Pneus de veículos terrestres são construídos para suportar cargas relativamente pequenas, mas continuamente e em longas distâncias. Requisitos como alta durabilidade e resistência ao desgaste são importantes na maioria dos veículos terrestres, enquanto fatores como aderência ao piso e flexibilidade são secundários, em razão da baixa velocidade alcançada por esses veículos.
Nos aviões, a resistência ao desgaste é secundária, enquanto a aderência e a flexibilidade são essenciais. Suportam cargas muito maiores que os pneus automotivos. Praticamente cem por cento dos pneus aeronáuticos são feitos de borracha natural, extraídos de seringueiras, enquanto a maior parte dos pneus automotivos é feita em borracha sintética, ou compostos de borracha natural e sintética.
Pneus de aeronaves, em primeiro lugar, suportam grandes variações de temperatura, especialmente em aeronaves a jato. Em grandes altitudes, suportam temperaturas que podem chegar a 55 graus negativos, em grande altitude, enquanto suportam temperaturas de mais de 80 graus positivos durante o pouso ou mais de 100 graus em uma rejeição de decolagem (RTO - Reject Take-off). Tais extremos geralmente são experimentados a cada voo, ou cada ciclo.

Por que os pneus dos aviões são calibrados com nitrogênio?

Essas variações extremas de temperatura criam um problema: o ar se expande fortemente com o aumento de temperatura, e poderia causar explosões dos pneus com o súbito aumento de temperatura no pouso ou em uma RTO. Esse problema é solucionado substituindo-se o ar pelo nitrogênio seco. O uso do nitrogênio também soluciona outro problema que o uso do ar trás, que é a oxidação interna da borracha das mesmas. O nitrogênio puro e seco se expande muito pouco com o aumento da temperatura, diminuindo o risco de explosões, e é pouco reativo quimicamente, eliminando o risco de oxidação interna. Desde 1987, os pneus de aeronaves de transporte comercial devem, obrigatoriamente, ser inflados exclusivamente com nitrogênio.
Um dos mitos mais propalados a respeito de pneus de avião é o que afirma que tais pneus são maciços, para suportar as grandes cargas e não correrem risco de explosão. Pneus maciços são impraticáveis, no entanto, a não ser para pneus de bequilha de aeronaves muito leves e de baixa velocidade. O atrito interno de um pneu maciço causaria grande aumento de temperatura em pouco tempo de rolagem no solo, o que degradaria a estrutura do pneus e causaria sua desintegração ou incêndio.

Estruturalmente, um pneu de avião não difere muito de um pneu automotivo: a parte que fica em contato com o solo é a banda de rodagem; os talões, reforçados com arames de aço, garantem a fixação do pneu à roda; as paredes laterais, muito flexíveis nos pneus aeronáuticos, e os ombros constituem a estrutura lateral do pneu.

A estrutura interna é constituída de várias camadas de lona cobertas com borracha. As bandas de rodagem incorporam, geralmente, uma ou mais camadas reforçadoras, tecidas em finos, mas resistentes, arames de aço ou em polímeros de grande resistência à tração, como o Kevlar. Uma espessa camada de borracha completa a estrutura da banda de rodagem e suporta grande desgaste, sem atingir as lonas.
As bandas de rodagem geralmente possuem desenhos simples, ao contrário dos pneus automotivos. O desenho mais comum é o raiado (Ribbed Tread), de uso recomendado em pistas pavimentadas e de grande resistência ao desgaste. Os pneus AWT (All-Weather Tread), com ranhuras dispostas em duas diagonais, eram muito usadas em pistas não pavimentadas, pois tinham características de autolimpeza, que removia barro acumulado nas ranhuras. Pneus lisos (Smooth Tread) chegaram a ser usados, especialmente em aeronaves de trem de pouso fixo, por serem mais aerodinâmicos, mas foram praticamente abandonados por terem péssimo desempenho em pistas contaminadas. Um quarto desenho combina características dos AWT e raiados (Grooved All-Weather Tread), e tem bom desempenho em qualquer tipo de pavimento, mas hoje seu uso é raro.

Alguns pneus, especialmente os do trem de pouso do nariz, possuem defletores logo abaixo do ombro, chamados popularmente de "pestanas", que se destinam a evitar que a água lançada da pista pelos pneus atinja os motores. Tal recurso é comum em aeronaves que possuem motores na parte traseira, como os Cessna Citation e os antigos Sud-Aviation Caravelle.

Quanto Custa um pneu de Aeronave
Pneus de aeronaves são caros, podem ultrapassar US$ 5 mil a unidade, no caso de pneus de trem de pouso principal de um jato comercial. Como duram relativamente pouco, de 100 a 250 pousos, são recondicionáveis. Pneus de jatos comerciais podem ser recauchutados teoricamente por até 11 vezes, com grande economia para o operador., mas, na prática, uma carcaça geralmente é recauchutada, em média, por

5 vezes.

Vamos fazer um cálculo rápido e fácil:
Vamos supor que o pneu custe $1.000,00 novo, e com ele é possível executar 100 pousos. Depois de usado e enviado novamente a fábrica e recauchutado pelo valor de $ 300,00, para mais 100 pouso, e assim por diante, assim temos:

	Valores	N° de pousos	Valor por Pouso
Valor Pneu novo	$1.000,00	100	$10,00
Valor Para recauchutar 1x	$300,00	200	$6,50
Valor Para recauchutar 2x	$300,00	300	$5,35

Tanto o processo de fabricação quanto o de recauchutagem devem ser certificados pelas autoridades aeronáuticas. No Brasil, a Goodyear é a única empresa certificada para recauchutagem de pneus de aeronaves. Pneus de aeronaves leves, devido ao seu baixo custo, raramente são recondicionados.

Pneus de aeronaves devem ser bem cuidados, tanto em uso quanto armazenados. Quando armazenados, devem ser armazenados em posição vertical e em câmaras escuras, pois a borracha natural sofre com corrosão fotoquímica, especialmente por raios ultravioleta, que dá um aspecto "ressecado" para o pneu e compromete sua durabilidade, que está limitada a, no máximo, 5 anos, em uso ou não. Outro poderoso agente corrosivo de pneus é o gás ozônio, presente em atmosferas poluídas e em locais onde estão instalados equipamentos elétricos de alta tensão. O uso de lâmpadas fluorescentes em locais de armazenamento de pneus deve ser evitado, pois sempre emitem radiação ultravioleta.

Em aeronaves armazenadas, alguns cuidados devem ser tomados: proteger os pneus com capas metalizadas e movimentar o avião frequentemente, para evitar o "achatamento" da banda de rodagem. Qualquer tipo de contaminação por combustível, óleo lubrificante e fluido hidráulico deve ser imediatamente removido com sabão neutro (sabão de coco ou, eventualmente, detergente doméstico de cozinha).

Em aeronaves em uso, o cuidado mais importante é manter a pressão correta dos pneus. Aeronaves leves usam pneus de baixa pressão, mas jatos comerciais usam pneus de alta pressão, em torno de 200 PSI. Aeronaves que operam em porta-aviões usam pneus com até 350 PSI em operações embarcadas. Procedimentos como a "sangria" de ar de pneus aquecidos, para aliviar a pressão, são totalmente desaconselhados.

Quando armazenados montados nas rodas, a pressão é reduzida, sendo calibrados para a pressão de serviço quando são instalados nas aeronaves. Quando um pneu é removido da aeronaves, a pressão deve ser aliviada imediatamente, por motivo de segurança.
Os pneus devem passar por inspeção pré-voo, verificando-se a pressão correta, se o pneu não está "corrido" (deslocado em relação à roda), se não tem desgastes inaceitáveis (sem sulcos ou com desgastes atingindo as lonas, por exemplo), ou defeitos diversos, como cortes profundos, bolhas ou "ressecamento", ou se não estão contaminados com fluido hidráulico, óleo lubrificante ou combustível.
Qualquer pneu, aeronáutico ou não, possui limite máximo de velocidade. No caso de jatos comerciais, tal limite está compreendido entre 190 e 205 Knots (352 a 378 Km/h). Pneus que sofrerem esforços e aquecimento excessivos, como em uma RTO entre 80 Knots e a V1, devem ser substituídos por segurança.
Aeronaves que decolam ou pousam em velocidades muito altas possuem pneus especiais. Os pneus do Concorde, por exemplo tinham a borracha impregnada com pó de alumínio, que lhes davam uma característica cor cinza, bem mais clara que o preto do pneus comuns. O aluminio, por ter melhor condutibilidade térmica que a borracha, facilitava a dissipação do calor.
Alguns tipos de pneus possuem um "fusível", que permite o esvaziamento lento do pneu em caso de superaquecimento. É um dispositivo de segurança, que evita a explosão do pneu em caso de RTO ou pouso com excesso de velocidade.
Pilotos devem se lembrar que pousos "chuleados", com impacto quase imperceptível no solo, provocam desgaste excessivo tanto nos pneus quanto nos freios, comprometendo a durabilidade de ambos. Um toque firme e seguro é a melhor solução, ainda que não arranquem aplausos de passageiros.

Outro cuidado a tomar com os pneus é na decolagem: Depois de taxiar por longos períodos, especialmente em tempo muito quente, é conveniente retardar um pouco o recolhimento do trem, para esfriar os pneus. Aviões que passaram recentemente por manutenção nos freios também merecem atenção. Já houve pelo menos um caso de uma aeronave, no caso um Boeing 727, que estava com os freios muito "justos", e que se aqueceram em demasia durante o táxi e a corrida de decolagem. Embora o alarme de fogo no trem tivesse soado, o trem foi recolhido, e os dois pneus de uma perna do trem explodiram dentro do alojamento, abrindo um buraco na asa tão grande que dava para passar uma pessoa por ele. O trem despencou, mas todas as conexões hidráulicas e elétricas foram destruídas, e os pilotos não sabia se o trem estava em baixo ou não. Mesmo sem os pneus, o trem estava travado embaixo e o pouso foi bem sucedido.
A maior parte do desgaste dos pneus de aeronaves ocorre durante a decolagem, e não no pouso, pois as aeronaves estão mais pesadas e consomem mais pista ao decolar.

Como curiosidade, lembramos que pneus de aeronaves não são geralmente de grandes dimensões. O pneu do trem de pouso principal de um Boeing 737 possui aros de 19 a 21 polegadas de diâmetro, 40 a 44 polegadas de diâmetro total e 14,5 a 16 polegadas de largura, no talão. No Boeing 747, não são muito maiores, pois possuem dimensões de 22 polegadas de aro, 49 polegadas de diâmetro total e 19 polegadas de largura. Os pneus dos MD-11 são consideravelmente maiores (54 x 21,0 x 24 polegadas). Nas aeronaves leves, são muito comuns os pneus de 5 x 5 polegadas no trem de pouso auxiliar e 6 x 6 polegadas no trem de pouso principal (aro x largura).

Qual a vida útil dos pneus do avião?

“Pneus aeronáuticos são componentes de alta tecnologia, capazes de suportar as mais extremas condições de temperatura e pressão. O Boeing 737NG utiliza seis pneus, com vida útil de cerca de 200 pousos. Como cada aeronave da GOL faz em média 12 pousos diários, os pneus são trocados a cada 16 dias. Se a estrutura de um pneu substituído estiver em boas condições, ele segue para a recauchutagem. Esse processo é certificado por regulamentos internacionais e pela Anac. A recauchutagem aproveita a estrutura do pneu e incorpora uma nova banda de rodagem. Cada pneu é recauchutado em média cinco vezes, e esse número pode chegar a dez. Essa prática, adotada em todos os países do mundo, reduz custos e ajuda a diminuir a quantidade de lixo no meio ambiente. Confira outras curiosidades em relação aos pneus aeronáuticos: cada conjunto pneu-roda pesa cerca de 200 quilos; o pneu do seu carro é calibrado com cerca de 30 libras, o do Boeing 737NG recebe 195 libras em média; os pneus são calibrados com nitrogênio; para preservar as características da borracha, os pneus são estocados em câmaras escuras, com temperatura e umidade controladas; estatisticamente, um pneu recauchutado é mais confiável do que um pneu novo.”

Acidentes “causados por pneus”

Na manhã de 31 de março de 1986, técnicos da Mexicana preparavam no aeroporto Benito Juarez o Boeing 727 prefixo XA-MEM, batizada Veracruz, que iria realizar o voo internacional 940 (Cidade do México-Los Angeles, com escala em Puerto Vallarta, Mazatlán).
Subitamente, por volta das 9h, uma explosão a bordo sacudiu o Veracruz, danificando dutos dos sistemas elétricos e hidráulicos. Com a aeronave perdendo altura e sofrendo um incêndio que lavrava o compartimento do trem de pouso principal, a tripulação declara estado de emergência e tenta retornar ao aeroporto Benito Juarez, que estava sendo preparado para recebê-la. A situação do Veracruz se tornava cada vez mais crítica, quando o incêndio incontrolável atingiu os tanques de combustível, causando uma segunda explosão que dividiu parcialmente a aeronave em duas partes. Descontrolado, o Veracruz foi perdendo altitude até se chocar contra a montanha El Carbón, na Sierra Madre Ocidental, às 9h11 min. O local da queda, cerca de 150 quilômetros a oeste da Cidade do México, era de difícil acesso.
Antes da chegada das equipes do exército e da Cruz Vermelha, 200 moradores da região saquearam os destroços, roubando inclusive até as roupas dos cadáveres. Após a chegada as autoridades, a área foi interditada e o recolhimento dos corpos e destroços foi iniciado. Ao fim do dia, a caixa preta da aeronave foi recuperada intacta.3
Investigações
A investigação foi conduzida pelas autoridades mexicanas e recebeu apoio de autoridades americanas e da Boeing. No segundo dia de investigações, técnicos da Boeing e das autoridades de aviação mexicana identificaram que uma explosão seguida de descompressão explosiva havia ocorrido pouco antes da queda.6 Segundo as investigações, o acidente foi causado pelos seguintes fatores:
- Incorreta manutenção dos pneus do trem de pouso;
- Defeito no sistema de freios da aeronave, que causava superaquecimento nos mesmos;
Durante a preparação da aeronave para vôos, os pneus dos trens de pouso foram vistoriados e preenchidos com ar comprimido ao invés de nitrogênio (que era recomendado pelo fabricante). Após ser liberada para o voo, a aeronave taxiou pela pista e iniciou a corrida para a decolagem enquanto que o sistema de freios funcionava com um defeito que causava o superaquecimento dos mesmos. Superaquecidos, os discos de freio danificaram os pneus e permitiram o vazamento do ar comprimido. Por conta das variações de temperatura e pressão que ocorrem durante o voo, um dos pneus do trem de pouso principal explodiu dentro do seu compartimento. A explosão danificou dutos vitais dos sistemas elétricos e hidráulicos além dos dutos de combustível do Boeing 727, causando um incêndio que destruiu todos os sistemas de controle da aeronave, fazendo que a mesma perdesse altitude rapidamente. Após alcançar os tanques de combustível, o incêndio causou uma segunda explosão que dividiu a aeronave em duas partes.
Desde 1987, todos os pneus dos trens de pouso principais das aeronaves são enchidos obrigatoriamente com nitrogênio.

Estouro de pneu força avião da Delta a retornar para o Aeroporto de Cumbica

O estouro de um pneu no trem de pouso de um avião da Delta Airlines obrigou a aeronave, que seguia para Detroit (EUA), a voltar ao Aeroporto Internacional de São Paulo, em Guarulhos, e fazer um pouso não programado às 1h09 desta sexta-feira.
O voo 256 decolou de Cumbica às 22h25 de quinta-feira e passageiros ouviram o estrondo logo após a aeronave sair do solo. O jantar foi servido antes da tripulação informar que o avião teria de retornar. Por causa do combustível, o avião sobrevoou a Região Metropolitana de São Paulo por cerca de 2 horas até o nível dos tanques diminuir.
Oito equipes dos bombeiros foram deslocadas para a pista do aeroporto. Os 220 passageiros do desembarcaram à 1h40.
Segundo a empresa, moradores da Grande SP foram acomodados em um hotel no Centro de São Paulo.
Até as 6 horas, não havia previsão de reembarque, que dependerá do conserto da aeronave. A assessoria de imprensa da Delta busca informações com a sede da empresa localizada em Atlanta (EUA).

Voo Air France 4590

O Voo Air France 4590 correspondia a um voo regular da companhia Air France, de Paris a Nova Iorque, feito com uma aeronave modelo Concorde.

O dia 25 de julho de 2000 ficou marcado na história aeronáutica pela ocorrência de um acidente envolvendo essa rota. Um vazamento de combustível devido à ruptura do tanque nº 5 provocou um grande incêndio sob a asa esquerda da aeronave. Depois de uma sequência de falhas, a aeronave não conseguiu ganhar altitude e caiu instantes depois da decolagem.

Após o acidente, o Concorde sofreu algumas modificações e 15 meses depois do acidente ele voltou ao serviço de passageiros. Porém, em 10 de abril de 2003, Air France e British Airways decidiram juntas encerrar os voos comerciais do Concorde. A Air France encerrou os voos do Concorde em 31 de maio de 2003 enquanto que a British Airways encerrou os voos em 24 de outubro de 2003.

Aeronave
Foi fabricada em 1974 pelo consórcio entre a britânica BAC-British Aircraft Corporation e a francesa Aérospatiale. A BAC foi extinta em 1999, passando a integrar a BAE Systems e a Aérospatiale foi extinta em 2000 passando a integrar o grupo EADS.

A aeronave tinha o número de série 203 e foi produzida na unidade da Aérospatiale, em Toulouse, França. Seu primeiro voo pós-produção foi em 31 de janeiro de 1975.

Na data do acidente a aeronave tinha 25,5 anos de uso, sendo quase 20 anos de propriedade da Air France. Seu Certificado de Aeronavegabilidade havia sido emitido em 23 de dezembro de 1975, com validade até 29 de setembro de 2002. Até a data do acidente, a aeronave estava com 11.989 horas de voo e 4.873 ciclos. A última revisão geral havia sido concluída em 01 de outubro de 1999 e desde então acumulava 576 horas de voo e 181 ciclos.

Acidente
No aeroporto Charles de Gaulle em Paris, França, o Concorde que realizaria o voo 4590 da Air France, com 109 pessoas a bordo, espera a autorização para decolar rumo a Nova Iorque, após o reparo do motor nº 2 (asa esquerda).

Às 14h42 (UTC), a tripulação é autorizada a decolar e inicia a rolagem pela pista nº 26. Às 14h43, a aeronave decola e instantes depois, a torre comunica à tripulação a existência de chamas sob a asa esquerda. Em seguida, a tripulação comunica falha no motor nº 2.

A aeronave prossegue o voo em baixa altitude. O comandante comunica que seguiria para Le Bourget (aeroporto mais próximo) para tentar um pouso de emergência. O Concorde perde altura e ruma para a comunidade parisiense de Gonesse.

A asa esquerda começa a ser tomada mais drasticamente pelas chamas, comprometendo seriamente os comandos de voo, alem da perda de potência dos motores e o avião vai se inclinando para este lado.  3 Apesar dos esforços dos pilotos, o voo 4590 cai em um hotel de Gonesse. As 109 pessoas a bordo do avião e mais 4 no hotel morrem.

Apurou-se nas investigações, que a ruptura do tanque foi causada pelo violento choque de um pedaço do pneu nº 2 (localizado no trem de pouso principal esquerdo) que estourou devido a uma peça de um DC-10 da companhia Continental, caída na pista do aeroporto Charles de Gaulle. Logo em seguida houve perda de potência no motor nº 2 e em seguida no motor nº 1. O DC-10 havia decolado cinco minutos antes do Concorde. Após 18 meses de investigações, foi apresentado o relatório final sobre o acidente.

A conclusão foi que a causa inicial não teve relação com a própria aeronave. Segundo o relatório, na sua Seção 3.2, foram três as prováveis causas:

Passagem em alta velocidade de um dos pneus sobre uma peça que se desprendeu de uma outra aeronave que havia decolado antes do Concorde.
Durante as investigações apurou-se que, cinco minutos antes do Concorde, um DC-10 da companhia Continental, de prefixo N 130677 havia também decolado na mesma pista e sentido. Na decolagem do DC-10, uma peça de metal de 43 cm de comprimento se soltou da carcaça de proteção do reversor de seu motor direito (motor nº 3) e caiu na pista. Quando o Concorde estava a 85 m/s (306 km/h), instantes antes da decolagem, o pneu nº 2, localizado no trem de pouso principal esquerdo, atingiu a peça de metal caída na pista. O pneu explodiu e um pedaço de borracha de 4,5 kg atingiu a asa esquerda da aeronave, onde se localizava o reservatório de combustível nº 5. A velocidade deste impacto, calculada considerando a rotação do pneu e a energia liberada na sua explosão, foi de 140 m/s (504 km/h).A ruptura de uma grande parte do tanque de combustível, causada pelo impacto do pedaço do pneu, que provocou uma deformação na sua superfície externa e consequente movimento do combustível, gerando um violento golpe de pressão hidrodinâmica.
O tanque de combustível não se rompeu no mesmo ponto em que foi atingido pelo pedaço do pneu. O impacto contra a superfície do tanque criou uma onda de choque no combustível, que se propagou a uma velocidade aproximada da do som em um meio líquido (1.400 m/s)  e como o reservatório estava completamente cheio, causou uma elevação brusca da pressão hidrostática interna, da ordem de 200 bar (197,4 atmosferas) que provocou sua ruptura e consequente vazamento do combustível. A ruptura do tanque não ocorreu no mesmo ponto do impacto, por um processo de transmissão de energia hidrostática. Ignição do combustível liberado do tanque, por arcos elétricos gerados no alojamento do trem de pouso ou através do contato com partes quentes do motor com consequente propagação das chamas, provocando um grande incêndio sob a asa da aeronave com a significativa perda de empuxo do motor 2 e em seguida do motor 1. O combustível liberado pela ruptura do tanque entrou em combustão por motivos não claramente explicados na investigação. O relatório menciona três prováveis causas: explosão do motor pela ingestão de fragmentos, provocando chamas na direção da entrada de ar. Arco elétrico gerado pela ruptura dos fios na área do trem de pouso. Contato do combustível com partes quentes do motor. Adicionalmente, a impossibilidade de recolher o trem de pouso provavelmente contribuiu para o confinamento e permanência das chamas durante todo o voo.

Ação judicial
Uma corte francesa condenou em 6 de dezembro de 2010, a Continental Airlines e um de seus mecânicos por homicídio culposo pela participação no acidente.
O mecânico de Aeronaves John Taylor foi condenado a 15 meses de prisão e a Continental ao pagamento de multa de 200 mil euros às famílias das vítimas. A Continental qualificou de absurda a decisão e anunciou que iria entrar com recurso.
Os promotores franceses responsabilizaram a companhia aérea pela queda na pista da peça metálica de sua aeronave, que decolara minutos antes do Concorde e que, segundo o relatório final do BEA, teria sido a causa inicial do acidente. O encarregado de manutenção da Continental, Stanley Ford foi inocentado.
Entretanto, em 29 de novembro de 2012, o tribunal francês recuou naquelas decisões e isentou a companhia norte-americana de qualquer culpa no acidente, acatando o recurso dos norte-americanos, cujo argumento era que o avião já teria irrompido em chamas antes de atingir o pedaço de metal e que a Continental estava a ser usada como bode expiatório para proteger a indústria de aviação francesa.

Link para downloads de manual de alguns fabricantes de pneus para aeronaves!

Goodyear

Bridgestone

Michelin

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Fonte:

Posted by Thiago Winkler | Filed under Aeronáutico,

07 de Abril de 2014