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Ajuste de Mistura PODE FAZER TODA A DIFERENÇA Guilherme Pelegrino Gonçalves | INVA | 15/10/2020 PÁGINA 1 Introdução Lá vamos nós de novo, outro artigo sobre gerenciamento de misturas destinado a me dizer coisas que já sei. Bem, talvez. É perfeitamente possível que algumas informações pareçam repetitivas, mas, novamente, redundância na aviação também não é uma coisa ruim. Muito se comenta nos papos de hangar sobre o ajuste mistura, muitas vezes esse assunto é envolto por uma penumbra de mistério e incertezas. Quantas vezes você já não ouviu dizer que é melhor deixar sempre rica, e sem muita explicação sobre aquela manete vermelha serve. Talvez só sirva para cortar o motor? Com toda certeza não, esse manete tem uma função primordial para estender a vida útil motor e seus componentes, e possibilitar extrair a performance indicada nos manuais de operação da sua aeronave. AFINAL COMO ISSO FUNCIONA? Em termos gerais, a mistura é definida como a proporção de ar para combustível por peso (ou mais precisamente, massa). A maioria dos motores queimará proporções de ar- combustível de 8: 1 a 18: 1. Oito para um sendo muito rico e dezoito para um sendo muito pobre. A mistura "quimicamente correta" (também conhecida como estequiométrica) é de cerca de 15: 1. Esta é a proporção da mistura onde você esperaria encontrar o pico de EGT em uma queima perfeita, mas as ineficiências de atomização colocam a proporção de pico de EGT provavelmente mais próxima de 13 ou 14 para 1. Você pode dizer: "Então, que bobagem é essa sobre proporções? Não tenho um indicador direto da proporção ar-combustível no meu avião." Isso é verdade, mas ajudará a compreender os diferentes procedimentos de inclinação em diferentes sistemas de medição / distribuição de combustível. PÁGINA 2 Os sistemas de distribuição de combustível mais comuns encontrados na aviação geral são: carburador, carburador de pressão, injeção de combustível Continental e injeção de combustível Bendix. Uma breve explicação dos princípios de operação de cada sistema será importante para a compreensão da parte de gerenciamento de voo das funções do piloto. Carburador O carburador é um dispositivo bastante simples que mede o combustível de acordo com a diferença de pressão entre o lado do jato de combustível e a pressão líquida do combustível no reservatório da bóia (afetada pela ventilação líquida do reservatório e pela pressão da cabeça de combustível do reservatório). Isso é feito usando o Princípio de Bernoulli (venturi na garganta do carburador) e é mais afetado pelo volume do fluxo de ar através do carburador. O sistema, portanto, não é muito bom em compensar as mudanças na densidade do ar (peso) causadas por qualquer fator, principalmente a altitude. O jato de combustível (jato principal, como às vezes é chamado) é calibrado para fornecer a mistura rica correta para o motor específico em potência máxima, ao nível do mar, em um dia padrão. Uma válvula variável em série entre a câmara da bóia e o jato calibrado geralmente realiza o controle da mistura. (Embora alguns realizem funções de controle de mistura variando a pressão da ventilação do recipiente, de qualquer forma, o resultado é o mesmo). Carburador de Pressão Não se deixe enganar. O nome indica semelhança com o carburador mencionado, mas a semelhança termina aí. O carburador de pressão é uma unidade bastante complexa que controla as relações ar/combustível, detectando as diferenças de pressão em um venturi e a pressão do ar de impacto no que é chamado de Bullet. A pressão do ar é altamente dependente da densidade do ar (peso) e, portanto, é muito melhor na compensação da altitude do que o carburador. A mistura é controlada pelo ajuste manual de uma válvula de controle de ar interna que varia a pressão de descarga do combustível. Este é essencialmente um sistema de injeção de combustível de um único ponto. PÁGINA 3 Injeção Continental de Combustível Nos motores naturalmente aspirados, este sistema é puramente mecânico. Ele determina as relações combustível / ar exclusivamente por referência à RPM da bomba, acelerador e posição da válvula de mistura. Portanto, não há como detectar a altitude densidade de qualquer espécie. Uma vez que o piloto configura o motor para uma densidade de ar particular (altitude), pequenos ajustes de aceleração e RPM não exigirão um ajuste de mistura. Adequadamente ajustado e equipado, este sistema fornece a mistura rica correta para o motor específico em potência máxima e subida apenas no nível do mar. Qualquer operação em altitude requer que o piloto controle manualmente a mistura para a configuração ideal para o MAP e RPM específicos. Isso é importante; qualquer mudança significativa na densidade do ar (geralmente altitude) requer um ajuste de mistura correspondente pelo piloto. As versões turboalimentadas do Sistema de Injeção de Combustível Continental usam um aneroide para detectar a pressão do convés superior e ajustar a pressão do combustível, portanto, o combustível agora, de acordo, e, portanto, não requerem o ajuste constante com mudanças na densidade do ar. Injeção de combustível Bendix Esses sistemas são muito semelhantes, em operação e design, ao carburador de pressão (incluindo custo). No entanto, foram feitos aprimoramentos que os tornam mais precisos e fáceis de operar. Este sistema de injeção, como o carburador de pressão, é uma unidade bastante complexa, que controla as relações combustível-ar detectando as diferenças de pressão em um venturi e a pressão de ar de impacto no Bullet. A maioria desses sistemas, no entanto, não tem o fole AMC (controle automático de mistura) no marcador. Isso torna a unidade um pouco sensível às mudanças de densidade do ar (peso), fornecendo alguma compensação de altitude. No entanto, o controle manual da mistura ainda é exigido pelo piloto em altitude para um desempenho ideal. PÁGINA 4 Alguns dos Bendix Servos têm o fole AMC no Bullet (alguns motores turboalimentados) e compensam quase totalmente as mudanças de densidade do ar encontradas desde o nível do mar até 30.000 pés e às vezes mais alto. POR QUÊ AJUSTAR E QUANDO? Como abordado anteriormente, os motores dependem de uma mistura ideal de ar/combustível para que seja possível a queima correta dentro dos cilindros, evitando problemas como desperdício de combustível, acumulo de chumbo nas velas, sobreaquecimento do motor, pré – detonação entre muitos outros. Além desses sintomas do ajuste inadequado da mistura, também teremos penalizações nas performances da aeronave, tanto em decolagens quanto em cruzeiro, perdendo potência e gastando combustível demasiadamente, pois o mesmo não foi queimado, devido à falta de ar para o mesmo. Ou seja, o motor de um avião funciona como um pulmão. Como assim? Uma pessoa que não está habituada a morar em lugares altos, a milhares de metros acima do nível do mar, ou seja, habituada a viver em uma atmosfera mais rarefeita e com menos pressão atmosférica, essa pessoa irá sentir desconforto, falta de força, sono e outros problemas ocasionados pela falta de oxigênio. O mesmo acontece com o avião voando em locais com altitude densidade elevadas, onde o motor estará admitindo menos ar, devido a menor pressão atmosférica, e assim ocasionando os problemas já descritos. Taxi A principal consideração sobre o controle da mistura de taxiamento e aceleração é a operação suave e a prevenção de entupimento da vela de ignição. Um motor com inclinação adequada pode facilmente significar a diferença entre uma verificação magnética boa e uma ruim. Plugues sujos ou uma mistura excessivamente rica diminuirão a potência e causarão verificações de mag. A inclinação do solo ajudará a manter os plugues limpos. Decolagem Porém normalmente, o indicado é realizar as decolagens preferencialmente com mistura rica, devido arelação potência e aquecimento, já que a perda de potência na maioria dos locais é mínima e a vantagem do resfriamento gerado pela mistura rica na fase em que mais exigimos do motor é visivelmente óbvia. Porém devemos sempre estar atentos aos manuais de operações dos aviões, que indicam os melhorem procedimentos para sua aeronave. Devemos lembrar que é a altitude densidade que é o que conta, a final essa é a forma de entendermos qual altitude a pressão atmosfera corresponde. Como podemos observar diariamente em nossas operações normais, que devido a variação de temperatura podemos ter uma variação gigantesca na altitude densidade de nossos aeródromos, logo que de acordo com a lei dos gases de Bernoulli, o gás se expande quando aquecido, assim reduzindo a sua pressão. PÁGINA 5 Um exemplo prático, é observar uma pista como a de São José dos Campos (SBSJ), onde a elevação da pista é 2119 ft, que em dias quentes e de baixa pressão, chega a bater 5000 ft de altitude densidade, ou seja, o equivalente de estarmos decolando de Monte Verde -MG. Isso além de causar os problemas já conhecidos em relação a performance da aeronave, como restrições de pesos, maiores corridas de decolagem entre outros, você também encontrará uma redução de potência devido à mistura excessivamente rica. Essa situação exige em muitos casos um ajuste mais refinado da mistura antes da decolagem, para que se atinja a maior potência para a decolagem, sempre se atentando para não empobrecer em demasia, coisa que poderá causar outros problemas ao motor, como superaquecimento, pois o combustível nos cilindros ajuda a arrefecer o motor, já que ele entra mais frio nos cilindros. Essa perda de potência pode ser notada quando aplicamos potência máxima e verificamos se o motor atingiu a rotação mínima estática, caso não atinja, ou atinja níveis claramente inferiores ao normalmente observados, poderá ser feito o ajuste, para que assim alcance uma melhor potência. Essa queda demonstrada, geralmente fica entre 50 rpm e 150 rpm, com apenas casos extremos passando essa quantidade. Cruzeiro Best Power é usado principalmente em cruzeiro quando você deseja velocidade e é mostrado em gráficos de potência sob a curva "Best Power". Há também uma curva de "Melhor Economia" que é uma mistura mais enxuta usada com a mesma configuração de potência e dá um pouco menos potência do que a configuração de "Melhor Potência" ( algo em torno de 2-3 por cento menor fluxo de combustível ou 3 a 5 nós perda de velocidade no ar). O nome está implícito. Ela oferece a melhor economia para a configuração de potência escolhida, mas também fornece EGTs mais altos. As configurações de mistura da "Melhor Economia" geralmente não são fornecidas para configurações de potência acima de 65 por cento devido ao potencial de pré-ignição e detonação. Os níveis seguros de EGT variam diretamente com a configuração da potência do motor. Em configurações de baixa potência (65 por cento e menos), a mistura pode ser ajustada para proporcionar a melhor economia devido à capacidade do motor de transportar a energia térmica nessas configurações mais baixas. PÁGINA 6 Em configurações de potência mais altas, a mistura é ajustada para permitir combustível extra para ajudar a resfriar o motor. Isso se deve à incapacidade do motor de transportar a energia térmica desenvolvida em misturas pobres com configurações de alta potência (70 por cento e mais). Esta é também a razão pela qual a maioria dos manuais de operação especifica misturas aparentemente ricas demais para configurações de alta potência de cruzeiro e subida, especialmente em motores maiores. Por outros lados, os aviões como Cessna C-152 tem especificando ajustes de mistura à partir de 3000ft altitude densidade e não possuem mostradores de IGT. Então como fazer isso? É simples, ao nivelar mantenha o avião estável, pois qualquer mudança na altitude poderá afetar o ajuste, devido ao C152 possuir hélice de passo fixo, então selecione a potência desejada de acordo com o gráfico de potencia do manual do avião, e inicie a redução da mistura até o motor começar ficar áspero ou começar a cair a rotação, então pare a avance (enriqueça) novamente para um ponto antes desses sintomas acontecerem. Fique atento durante o ajuste e faça com cuidado para não cortar o motor. E LEMBRE-SE, se precisar dar potência máxima, enriqueça antes a mistura, pois isso poderá levar ao apagamento do motor ou a detonação no cilindro. Descida e Pouso A descida é semelhante à subida no sentido de que a mistura deve ser observada de perto em sistemas que não compensam bem as mudanças na densidade do ar (carburadores e sistemas de injeção de combustível continental aspirados naturalmente). O principal problema aqui é o reverso da subida: a mistura se tornando muito pobre à medida que a densidade do ar aumenta com a diminuição da altitude. Em descidas à altitude padrão de 10.000 a 12.000 pés, se a mistura não for aumentada, a abertura do acelerador no nivelamento pode ser acompanhada por engasgos, e possivelmente o motor para por falta de combustível. Boa regra prática aqui: defina a mistura para manter o mesmo EGT / TIT do cruzeiro menos 50 o F para o lado rico em descidas de alta potência (65 por cento ou mais) e motor funcionando suavemente em descidas de baixa potência (50-60 por cento) . Se você não tiver um medidor EGT, enriqueça a mistura para manter o motor suave e um pouco mais, conforme você insere o padrão ou nivela. A maioria das descidas normais são realizadas em baixa potência (50-60 por cento), onde correr perto do pico EGT (25 o F) não é um problema por causa das temperaturas mais baixas. Um motor suave é um motor feliz e as temperaturas são mantidas para ajudar a evitar o "choque" de resfriamento gremlin. Os sistemas de compensação de densidade farão um trabalho muito melhor de controle de mistura na descida, mas ainda precisam de monitoramento e um ajuste ocasional. Para o pouso, a mistura deve ser definida para uma posição que permitirá a operação de potência total para o sistema específico. Isso é para fornecer combustível suficiente para uma resposta imediata se for necessária uma manobra de contornar ou evasiva. PÁGINA 7 Manual de Operações da Aeronave Dentro do manual de sua aeronave, na seção sobre Normal Operation e Performance, você poderá encontrar a forma correta de ajustar sua aeronave e quando realizar. Lembrando que cada aeronave possuí características únicas de projeto, mesmo compartilhando o motor com outros modelos, o desenho do projeto e disposição dos componentes podem variar, afetando muitos aspectos da performance e da operação da sua aeronave.
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