Clara Campoamor planando no ar em um avião norueguês

Quando você respira, o ar:

q percorre a garganta através da laringe e traquéia.

q um brônquio leva ao pulmão direito e um ao pulmão esquerdo

q os bronquíolos terminam em pequenos sacos aéreos chamados alvéolos

q entra nos pulmões através de tubos chamados brônquios

q nos pulmões, os brônquios se dividem em brônquios menores

q entra no corpo através do nariz ou da boca

q e depois em tubos ainda menores chamados bronquíolos

Preencha as lacunas usando o texto "O sistema respiratório".

Estude as expressões idiomáticas. Aprenda-os

3. ter um nariz para-иметь нюх

4. olhe para o nariz - смотреть сверху вниз

Traduzir para inglês.

Fale sobre o sistema respiratório

TEMA 13. O SISTEMA DIGESTIVO

Preencha as lacunas com as observações ausentes

Professor: Bom dia. É bom te ver. Algumas pessoas dizem Eu não vivo para comer, mas como para viver.

O que você acha que esse ditado significa?

Professor: Você concorda com isso?

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Como os aviões voam?

Se você já assistiu a um avião decolando ou chegando em terra, a primeira coisa que você notou é o barulho dos motores. Os motores a jato, que são longos tubos de metal que queimam uma quantidade contínua de combustível e ar, são muito mais barulhentos (e muito mais potentes) do que os motores de hélice tradicionais. Você pode pensar que os motores são a chave para fazer um avião voar, mas você estaria errado. As coisas podem voar muito felizes sem motores, como planadores (aviões sem motores), aviões de papel e pássaros planadores nos mostram prontamente.

Foto: Quatro forças atuam em um avião em voo. Quando o avião voa horizontalmente a uma velocidade constante, a elevação das asas equilibra exatamente o peso do avião e o impulso equilibra exatamente o arrasto. No entanto, durante a decolagem, ou quando o avião está tentando subir no céu (como mostrado aqui), o impulso dos motores que empurram o avião para a frente excede o arrasto (resistência do ar) puxando-o para trás. Isso cria uma força de sustentação maior que o peso do avião, que impulsiona o avião mais alto no céu. Foto de Nathanael Callon, cortesia da Força Aérea dos EUA.

Se você está tentando entender como os aviões voam, precisa ser claro sobre a diferença entre os motores e as asas e os diferentes trabalhos que realizam. Os motores de um avião são projetados para avançar em alta velocidade. Isso faz o fluxo de ar bater para frente, enquanto as asas o movem para cima.

Foto: A terceira lei do movimento de Newton explica como os motores e as asas trabalham juntos para fazer um avião se mover pelo céu. A força dos gases de escape quentes disparados para trás a partir do motor a jato empurra o avião para a frente. Isso cria uma corrente de ar em movimento sobre as asas. As asas forçam o ar para baixo e isso empurra o avião para cima. Foto de Samuel Rogers (com anotações adicionais de explainthatstuff.com), cortesia da Força Aérea dos EUA. Leia mais sobre como os motores funcionam em nosso artigo detalhado sobre motores a jato.

2 Respostas 2

Em uma palavra, é chamado de "turbulência" e, na nuvem, é causado por diferentes densidades de ar.

Parte científica: o sol aquece a terra e faz o ar subir. À medida que o ar quente sobe, esfria no taxa de lapso adiabático úmido. Dentro de uma nuvem, essa taxa é muito mais lenta do que fora dela. As nuvens são mais densas que o ar seco, e o vapor d'água dentro de uma nuvem não se espalha uniformemente. Combinado com a turbulência térmica (o movimento do ar quente) e a menor taxa de lapso adiabático úmido (taxa de resfriamento), resulta em correntes de ar através da nuvem.

O resultado para a aeronave são bolsões de sustentação cada vez menor nas asas, em padrões um tanto imprevisíveis. Você sente isso dentro da aeronave como inchaço e sentimentos ocasionais de subir ou descer. Às vezes, isso pode ser bastante pronunciado - é por isso que você quase certamente será solicitado a permanecer sentado com os cintos de segurança presos.

Muito ocasionalmente, fora das nuvens, pode haver mais turbulência imprevisível, o que pode surpreender o piloto. Esse tipo de turbulência pode causar ferimentos - geralmente por queda de bagagem ou pessoas. É por isso que, mesmo durante o cruzeiro, a tripulação da cabine e o piloto geralmente sugerem que você mantenha o cinto enquanto está sentado.

Em quase nenhum caso, qualquer tipo de turbulência causa danos à aeronave ou afeta significativamente sua aeronavegabilidade.

Diferenças de pressão

Ok, então as asas são a chave para fazer algo voar - mas como elas funcionam? A maioria das asas de avião tem uma superfície superior curva e uma superfície inferior mais plana, criando uma forma de seção transversal chamada aerofólio (ou aerofólio, se você for britânico):


Foto: Uma asa de aerofólio normalmente possui uma superfície superior curva e uma superfície inferior plana. Esta é a asa do avião Centurion movido a energia solar da NASA. Foto de Tom Tschida, cortesia do NASA Armstrong Flight Research Center.

Em muitos livros de ciência e páginas da web, você lerá uma explicação incorreta de como um aerofólio como esse gera sustentação. É assim: quando o ar corre sobre a superfície curva da asa superior, ele precisa viajar além do ar que passa por baixo, por isso precisa ir mais rápido (para cobrir mais distância ao mesmo tempo). De acordo com um princípio da aerodinâmica chamado lei de Bernoulli, o ar em movimento rápido está a uma pressão mais baixa que o ar em movimento lento; portanto, a pressão acima da asa é mais baixa que a pressão abaixo, e isso cria a sustentação que impulsiona o avião para cima.

Embora essa explicação de como as asas funcionam seja amplamente repetida, ela está errada: dá a resposta certa, mas por razões completamente erradas! Pense por um momento e verá que, se fosse verdade, os aviões acrobáticos não poderiam voar de cabeça para baixo. Virar um avião produziria "downlift" e o derrubaria no chão. Além disso, é perfeitamente possível projetar aviões com perfis aerodinâmicos simétricos (olhando diretamente para a asa) e que ainda produzem sustentação. Por exemplo, aviões de papel (e feitos de madeira balsa fina) geram sustentação mesmo que tenham asas planas.

"A explicação popular do levantamento é comum, rápida, soa lógica e dá a resposta correta, mas também introduz conceitos errados, usa um argumento físico sem sentido e invoca enganosamente a equação de Bernoulli".

Professor Holger Babinsky, Universidade de Cambridge

Mas a explicação padrão da sustentação também é problemática por outro motivo importante: o ar que dispara sobre a asa não precisa ficar em sintonia com o ar que passa por baixo dela, e nada diz que precisa percorrer uma distância maior ao mesmo tempo . Imagine duas moléculas de ar chegando na frente da asa e se separando, então uma dispara por cima e a outra assobia diretamente embaixo. Não há razão para que essas duas moléculas tenham que chegar exatamente ao mesmo tempo no fundo da asa: elas poderiam encontrar outras moléculas de ar. Essa falha na explicação padrão de um aerofólio tem o nome técnico da "teoria do trânsito igual". Esse é apenas um nome sofisticado para a idéia (incorreta) de que o fluxo de ar se divide na parte frontal do aerofólio e se reúne ordenadamente novamente na parte de trás.

Então, qual é a verdadeira explicação? Quando uma asa curva do aerofólio voa pelo céu, ela desvia o ar e altera a pressão do ar acima e abaixo dele. Isso é intuitivamente óbvio. Pense em como se sente quando você caminha lentamente por uma piscina e sente a força da água empurrando contra seu corpo: seu corpo está desviando o fluxo de água enquanto o empurra e uma asa de aerofólio faz a mesma coisa (muito mais dramaticamente Porque é para isso que ele foi projetado). À medida que um avião voa para frente, a parte superior curva da asa diminui a pressão do ar diretamente acima dela, e então se move para cima.

Por que isso acontece? À medida que o ar flui sobre a superfície superior curva, sua inclinação natural é mover-se em linha reta, mas a curva da asa o puxa para trás e para baixo. Por esse motivo, o ar é efetivamente estendido para um volume maior - o mesmo número de moléculas de ar forçadas a ocupar mais espaço - e é isso que reduz sua pressão. Exatamente pela razão oposta, a pressão do ar sob a asa aumenta: a asa que avança esmaga as moléculas de ar à sua frente em um espaço menor. A diferença na pressão do ar entre as superfícies superior e inferior causa uma grande diferença na velocidade do ar (não o contrário, como na teoria tradicional de uma asa). A diferença de velocidade (observada em experimentos reais em túneis de vento) é muito maior do que você previa da teoria simples (trânsito igual). Portanto, se nossas duas moléculas de ar se separam na frente, a que passa por cima chega na extremidade traseira da asa muito mais rapidamente do que a que fica embaixo. Não importa quando eles chegarem, ambas as moléculas estarão acelerando para baixo - e isso ajuda a produzir sustentação de uma segunda maneira importante.

Como as asas do aerofólio geram sustentação nº 1: um aerofólio divide o ar que entra, diminui a pressão do fluxo de ar superior e acelera ambos os fluxos de ar para baixo. À medida que o ar acelera para baixo, a asa (e o avião) se movem para cima. Quanto mais um aerofólio desvia o caminho do ar que se aproxima, mais força ele gera.

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Downwash

Se você já esteve perto de um helicóptero, saberá exatamente como ele permanece no céu: ele cria uma enorme "lavagem a jusante" (corrente de ar em movimento descendente) que equilibra seu peso. Os rotores de helicóptero são muito semelhantes aos aerofólios de avião, mas giram em círculo em vez de avançar em linha reta, como os de um avião. Mesmo assim, os aviões criam lavagem a jusante exatamente da mesma maneira que os helicópteros - é só que não percebemos. O downwash não é tão óbvio, mas é tão importante quanto com um helicóptero.

Esse segundo aspecto de elevar é muito mais fácil de entender do que as diferenças de pressão, pelo menos para um físico: de acordo com a terceira lei do movimento de Isaac Newton, se o ar dá uma força ascendente a um plano, o plano deve dar um (igual e oposto ) força descendente para o ar. Assim, um avião também gera sustentação usando suas asas para empurrar o ar para baixo atrás dele. Isso acontece porque as asas não são perfeitamente horizontais, como você poderia supor, mas inclinaram-se para trás um pouco para atingir o ar em um ângulo de ataque. As asas angulares empurram o fluxo de ar acelerado (de cima para cima) e o fluxo de ar em movimento mais lento (por baixo deles), e isso produz sustentação. Como a parte superior curvada do perfil aerodinâmico desvia (empurra para baixo) mais ar do que o fundo reto (em outras palavras, altera o caminho do ar que entra muito mais dramaticamente), ele produz significativamente mais sustentação.

Como as asas do aerofólio geram sustentação nº 2: A forma curva de uma asa cria uma área de baixa pressão acima dela (vermelha), que gera sustentação. A baixa pressão faz com que o ar acelere sobre a asa, e a forma curva da asa (e a pressão de ar mais alta, bem acima da corrente de ar alterada) força esse ar a uma poderosa lavagem de água, também empurrando o avião para cima. Esta animação mostra como diferentes ângulos de ataque (o ângulo entre a asa e o ar que entra) alteram a região de baixa pressão acima de uma asa e a sustentação que ela faz. Quando uma asa é plana, sua superfície superior curva cria uma região modesta de baixa pressão e uma quantidade modesta de sustentação (vermelha). À medida que o ângulo de ataque aumenta, a sustentação também aumenta dramaticamente - até certo ponto, quando o aumento do arrasto faz o avião parar (veja abaixo). Se inclinarmos a asa para baixo, produziremos uma pressão mais baixa por baixo dela, fazendo o avião cair. Baseado em Aerodinâmica, um filme de treinamento do Departamento de Guerra de domínio público de 1941.

Você pode estar se perguntando por que o ar flui atrás de uma asa. Por que, por exemplo, ele não bate na frente da asa, se curva por cima e depois continua na horizontal? Por que existe uma lavagem ao invés de simplesmente uma "retrolavagem" horizontal? Pense na nossa discussão anterior sobre pressão: uma asa reduz a pressão do ar imediatamente acima dela. Mais acima, bem acima do avião, o ar ainda está na pressão normal, que é superior ao ar imediatamente acima da asa. Portanto, o ar de pressão normal bem acima da asa empurra o ar de pressão mais baixa imediatamente acima, efetivamente "esguichando" o ar para baixo e para trás da asa em retrolavagem. Em outras palavras, a diferença de pressão que uma asa cria e a lavagem do ar por trás dela não são duas coisas separadas, mas todas parte e parcela do mesmo efeito: uma asa angular do perfil do ar cria uma diferença de pressão que produz uma lavagem e isso produz lift.

Agora podemos ver que as asas são dispositivos projetados para empurrar o ar para baixo; é fácil entender por que aviões com asas planas ou simétricas (ou aviões de acrobacias de cabeça para baixo) ainda podem voar com segurança. Enquanto as asas estiverem criando um fluxo descendente de ar, o avião experimentará uma força igual e oposta - sustentação - que a manterá no ar. Em outras palavras, o piloto de cabeça para baixo cria um ângulo de ataque específico que gera pressão baixa o suficiente acima da asa para manter o avião no ar.

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Quanto você pode levantar?

Geralmente, o ar que flui sobre a parte superior e inferior de uma asa segue a curva das superfícies da asa muito de perto - assim como você pode segui-la se estiver traçando seu contorno com uma caneta. Porém, à medida que o ângulo de ataque aumenta, o fluxo de ar suave atrás da asa começa a quebrar e a se tornar mais turbulento, o que reduz a sustentação. Em um determinado ângulo (geralmente em torno de 15 °, embora varie), o ar não flui mais suavemente ao redor da asa. Há um grande aumento no arrasto, uma grande redução na sustentação, e o avião está parado. Esse é um termo um pouco confuso, porque os motores continuam funcionando e o avião continua voando, a estaca significa simplesmente uma perda de sustentação.

Foto: Como um avião para: Aqui está uma asa de aerofólio em um túnel de vento de frente para o ar que se aproxima em um ângulo de ataque acentuado. Você pode ver as linhas de ar cheias de fumaça se aproximando da direita e se desviando ao redor da asa enquanto se movem para a esquerda. Normalmente, as linhas de fluxo de ar seguiriam o formato (perfil) da asa de muito perto. Aqui, devido ao ângulo de ataque acentuado, o fluxo de ar se separou atrás da asa e a turbulência e o arrasto aumentaram significativamente. Um avião voando como esse experimentaria uma súbita perda de sustentação, que chamamos de "estol". Foto cortesia do NASA Langley Research Center.

Os aviões podem voar sem asas em forma de aerofólio, você saberá que se você já fez um avião de papel - e foi provado em 17 de dezembro de 1903 pelos irmãos Wright. Em sua patente original "Flying Machine" (patente norte-americana nº 821393), fica claro que asas levemente inclinadas (que eles chamam de "aviões") são as partes principais de sua invenção. Seus "aviões" eram simplesmente pedaços de tecido esticados sobre uma estrutura de madeira; eles> o aparelho é sustentado no ar devido ao contato entre o ar e a superfície inferior de um ou mais aviões, sendo a superfície de contato apresentada em um pequeno ângulo de incidência no ar. "Ênfase adicionada. Embora os Wrights fossem brilhantes cientistas experimentais, é importante lembrar que eles não possuíam nosso conhecimento moderno em aerodinâmica e um entendimento completo de exatamente como as asas funcionam.

Não é de surpreender que, quanto maiores as asas, mais sustentação elas criam: dobrar a área de uma asa (que é a área plana que você vê olhando de cima) dobra a sustentação e o arrasto. É por isso que aviões gigantescos (como o C-17 Globemaster em nossa foto superior) têm asas gigantescas. Mas as asas pequenas também podem produzir uma grande força de elevação se elas se moverem rápido o suficiente. Para produzir sustentação extra na decolagem, os aviões têm abas nas asas que podem ser estendidas para empurrar mais ar. Levantar e arrastar variam de acordo com o quadrado da sua velocidade; portanto, se um avião for duas vezes mais rápido, em relação ao ar que se aproxima, suas asas produzem quatro vezes mais força (e arraste). Os helicópteros produzem uma enorme quantidade de sustentação girando suas pás do rotor (asas essencialmente finas que giram em círculo) muito rapidamente.

Vórtices de asa

Agora, um avião não joga o ar atrás dele de uma maneira completamente limpa. (Você pode imaginar, por exemplo, alguém empurrando uma grande caixa de ar pela porta dos fundos de um transportador militar para que caia direto. Mas não funciona assim!). Cada asa na verdade envia ar fazendo uma vórtice giratório (uma espécie de mini tornado) imediatamente atrás dele. É como quando você está em uma plataforma em uma estação ferroviária e um trem de alta velocidade passa correndo sem parar, deixando o que parece ser um imenso vácuo de sucção. Com um avião, o vórtice tem uma forma bastante complexa e a maior parte está se movendo para baixo - mas não todos. Há uma enorme corrente de ar descendo no centro, mas um pouco de ar gira para cima em ambos os lados das pontas das asas, reduzindo a sustentação.


Foto: As leis de Newton fazem os aviões voarem: Um avião gera uma força para cima (elevação) empurrando o ar para baixo em direção ao solo. Como essas fotos mostram, o ar desce não em um fluxo limpo e arrumado, mas em um vórtice. Entre outras coisas, o vórtice afeta o quão perto um avião pode voar atrás de outro e é particularmente importante perto de aeroportos onde existem muitos aviões se movendo o tempo todo, criando padrões complexos de turbulência no ar. Esquerda: A fumaça colorida mostra os vórtices das asas produzidos por um plano real. A fumaça no centro está se movendo para baixo, mas está subindo além das pontas das asas. Direita: como o vórtice aparece de baixo. A fumaça branca mostra o mesmo efeito em uma escala menor em um teste de túnel de vento. Ambas as fotos são cortesia do NASA Langley Research Center.

O que é direção?

Dirigir qualquer coisa - de skate, bicicleta, carro ou jumbo - significa que você muda a direção em que está viajando. Em termos científicos, mudar a direção da viagem de algo significa que você muda sua velocidade, que é a velocidade que ela tem em uma direção específica. Mesmo se for na mesma velocidade, se você mudar a direção da viagem, você mudará a velocidade. Alterar a velocidade de algo (incluindo a direção da viagem) significa que você a acelera. Novamente, não importa se a velocidade permanece a mesma: uma mudança de direção sempre significa uma mudança de velocidade e uma aceleração. As leis do movimento de Newton nos dizem que você só pode acelerar algo (alterar sua velocidade ou direção da viagem) usando uma força - em outras palavras, empurrando ou puxando de alguma forma. Para resumir uma longa história, se você deseja dirigir algo, precisa aplicar uma força a ele.

Foto: Dirigir um avião bancando em um ângulo acentuado. Foto de Ben Bloker, cortesia da Força Aérea dos EUA.

Outra maneira de encarar a direção é pensar em fazer com que algo pare de seguir em linha reta e comece a circular. Isso significa que você tem que dar o que é chamado de força centrípeta. As coisas que estão se movendo em um círculo (ou direcionando em uma curva, que faz parte de um círculo) sempre têm algo agindo sobre elas para lhes dar força centrípeta. Se você estiver dirigindo um carro em uma curva, a força centrípeta vem do atrito entre os quatro pneus e a estrada. Se você anda de bicicleta em uma curva em velocidade, parte da força centrípeta vem dos pneus e parte da inclinação para a curva. Se você estiver em um skate, incline o deck e se incline para que seu peso ajude a fornecer força centrípeta. Em cada caso, você dirige em círculo, porque algo fornece a força centrípeta que afasta seu caminho de uma linha reta e faz uma curva.

Direção na teoria

Se você está em um avião, obviamente não está em contato com o solo, então de onde vem a força centrípeta para ajudá-lo a girar em torno de um círculo? Assim como um ciclista inclinado em uma curva, um avião "inclina-se" em uma curva. A direção envolve operações bancárias, onde o avião se inclina para um lado e uma asa afunda mais que a outra. A elevação geral do avião é inclinada em um ângulo e, embora a maior parte da elevação ainda aja para cima, algumas agora agem de lado. Essa parte lateral do elevador fornece a força centrípeta que faz o avião girar em círculo. Como há menos sustentação agindo para cima, há menos para equilibrar o peso do avião. É por isso que girar um avião em círculo fará com que ele perca sustentação e altitude (altura), a menos que o piloto faça outra coisa para compensar, como usar os elevadores (o controle de vôo surge na parte traseira do avião) para aumentar o ângulo de ataque e, portanto, eleve o elevador novamente.

Arte: Quando um avião se inclina, o elevador gerado por suas asas se inclina em um ângulo. A maior parte do levantamento ainda atua para cima, mas alguns se inclinam para um lado, fornecendo força centrípeta que faz o avião girar em círculo. Quanto mais íngreme o ângulo da margem, mais a inclinação é inclinada para o lado, menor a força para cima para equilibrar o peso e maior a perda de altitude (a menos que o piloto compense).

Metadados

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Dirigir na prática

Há um controle de direção no cockpit, mas essa é a única coisa que um avião tem em comum com um carro. Como você dirige algo que está voando pelo ar em alta velocidade? Simples! Você faz o ar fluir de uma maneira diferente, passando pelas asas de cada lado. Os aviões são movidos para cima e para baixo, guiados de um lado para o outro e interrompidos por uma complexa coleção de abas móveis chamadas superfícies de controle nas bordas dianteira e traseira das asas e cauda. Estes são chamados de ailerons, elevadores, lemes, spoilers e freios a ar. Agora, pilotar um avião é muito complexo e não estou escrevendo um manual para pilotos aqui: esta é apenas uma introdução muito básica à ciência das forças e do movimento que se aplica aos aviões. Para uma visão geral simples de todos os diferentes controles de avião e como eles funcionam, dê uma olhada no artigo da Wikipedia sobre superfícies de controle. A introdução básica da NASA ao voo tem um bom desenho dos controles da cabine do avião e como você os usa para dirigir um avião. Você encontrará muito mais detalhes no Manual Oficial de Conhecimento Aeronáutico da FAA (o Capítulo 6 aborda os controles de vôo).

Uma maneira de entender as superfícies de controle é construir um plano de papel e experimentar. Primeiro, construa um plano de papel básico e verifique se ele voa em linha reta. Em seguida, corte ou rasgue a parte de trás das asas para fazer alguns ailerons. Incline-os para cima e para baixo e veja qual efeito eles têm em posições diferentes. Incline um para cima e outro para baixo e veja que diferença isso faz. Em seguida, tente fazer um novo avião com uma asa maior que a outra (ou mais pesada, adicionando clipes de papel). A maneira de dirigir um avião de papel é fazer com que uma asa gere mais sustentação do que a outra - e você pode fazer isso de várias maneiras diferentes!

Mais partes de um avião

Foto: Os irmãos Wright adotaram uma abordagem muito científica para o voo, testando meticulosamente todas as características de seus aviões. Aqui eles são retratados durante um de seus primeiros voos com motor em 17 de dezembro de 1903. Cortesia de NASA / Internet Archive.

Aqui estão algumas outras partes importantes dos aviões:

  • Tanques de combustível: você precisa de combustível para alimentar um avião - muito. Um Airbus A380 comporta mais de 310.000 litros (82.000 galões) de combustível, que é cerca de 25.000 vezes mais que um carro típico! O combustível está embalado com segurança dentro das enormes asas do avião.
  • Trem de pouso: os aviões decolam e pousam sobre rodas e pneus resistentes, que são rapidamente recolhidos no material rodante (parte inferior do avião) por aríetes hidráulicos para reduzir o arrasto (resistência do ar) quando estão no céu.
  • Rádio e radar: Os irmãos Wright tiveram que pilotar seu avião Kitty Hawk pioneiro inteiramente de vista. Isso não importava, porque voava perto do chão, permanecia no ar por apenas 12 segundos e não havia outros aviões com que se preocupar! Hoje em dia, o céu está repleto de aviões que voam de dia, de noite e em todos os tipos de clima. Os sistemas de rádio, radar e satélite são essenciais para a navegação.
  • Cabines pressurizadas: a pressão do ar cai com a altura acima da superfície da Terra - é por isso que os alpinistas precisam usar cilindros de oxigênio para atingir alturas extremas. O cume do Monte Everest fica pouco menos de 9 km acima do nível do mar, mas os aviões a jato voam rotineiramente em altitudes maiores que essa e os aviões militares voam quase três vezes mais! É por isso que os aviões de passageiros têm cabines pressurizadas: aquelas nas quais o ar aquecido é bombeado constantemente para que as pessoas possam respirar adequadamente. Pilotos militares avo>