cap 02 de gmp

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Cap 01 
TEORIA E CONSTRUÇÃO DE MOTORES DE AERONAVES
INTRODUÇÃO
Aeronave em vôo - velocidade constante –
empuxo igual e em direção oposta ao arrasto
aerodinâmico da aeronave. 
Empuxo (força propulsora) - fornecida por um
motor térmico adequado.
INTRODUÇÃO
Motores térmicos
Converter energia calorífica em mecânica, por
fluxo de fluido (ar) através desse motor.
Energia calorífica - liberada em uma posição
(um ponto) do ciclo onde a pressão é alta em
relação à pressão atmosférica.
Motores são divididos em grupos ou tipos dependendo: 
1- do fluido de trabalho
2- dos meios de transformação da energia mecânica em força de propulsão
3- do método de compressão do fluido
Tipos de motores
Motor Turbojato 
→ O ar admitido é impulsionado num fluxo de alta velocidade utilizando a energia expansiva dos gases aquecidos pela combustão.
→ Em baixas velocidades ou baixas altitudes, torna-se anti-econômico e ineficiente, sendo por isso um motor mais apropriado para aviões supersônicos.
Motor turbo-jato
100% do Empuxo (ou força propulsiva) proveniente dos gases de escapamento.
Motor Turboélice
 → Turbojato modificado
Quase toda a energia do jato é aproveitada para girar uma turbina a qual aciona uma hélice através de uma caixa de engrenagens de redução.
 É um motor ideal para velocidades intermediárias entre as dos motores a pistão e os motores “turbofan”. 
Motor turbo-hélice
Motor a reação mista com 3 componentes principais: motor // caixa de redução // hélice
90% da força propulsiva é proveniente da hélice
Estato-reator
Reação direta, nenhuma parte móvel
Pulso-jato
Funcionamento intermitente em tubulação simples com sistema de válvulas
As válvulas são abertas pelo ar de impacto e por pressão de mola 
As válvulas são fechadas por pressão de expansão dos gases queimados
Motor a Pistão 
→ Construído dentro das exigências aeronáuticas de:
Leveza, Confiabi1idade, Alta eficiência, etc. 
Econômico e eficiente em baixas velocidades e altitudes 
 
→ Mas sua maior vantagem é o baixo custo, sendo por isso muito utilizado em aviões de pequeno porte
 
 → Mais orientado a pouso e decolagem em pista curta e pista não pavimentada
Turbo-Fan
Analizando o fluxo de ar
no motor turbo-jato
Motor turbo-fan
Motor formado por um turbo-jato, cuja turbina aciona o compressor, juntamente com seu FAN (ventoinha, ventilador). O FAN movimenta uma massa de ar que possui características peculiares a este projeto, são elas:
Turbo-fan
Duto de derivação (by-pass): primário, interno ao motor e secundário, no duto de derivação 
Refrigeração da carcaça do motor pelo ar frio que passa pelo FAN
O fluxo de ar quente é envolvido pelo ar frio, mantendo uma menor intensidade de ruído, em relação ao turbo-jato
Aumento de potência devido a alta razão de derivação. Em outras palavras, o duto de derivação movimenta de 4 a 6 vezes mais volume de ar do que o núcleo.
Maior tração e menor consumo em relação ao turbo-jato
Motor turbo-Fan
Introdução - continuação
Força de propulsão - através do deslocamento de um fluido de trabalho (não necessariamente o mesmo fluido utilizado dentro do motor) na direção oposta àquela na qual a aeronave é propelida. Uma aplicação da terceira lei de Newton.
Introdução - continuação
Motores aerotérmicos - o ar é o principal fluido utilizado para propulsão em todos os tipos de motores exceto foguetes.
Hélices - aceleram uma grande massa de ar através de uma pequena mudança de velocidade. O fluido de propulsão da hélice é em diferente daquele utilizado no motor.
Introdução - continuação
Motores a jato - aceleram uma menor quantidade de ar através de uma maior mudança de velocidade. Mesmo fluido de trabalho utilizado dentro dos motores.
Foguete - transporta seu próprio oxidante, não utiliza ar ambiente para combustão. Descarrega sub-produtos gasosos da combustão através do bocal de escapamento, a uma velocidade extremamente alta. Motores foguetes são motores térmicos, mas não são motores aerotérmicos.
Motores - comprimem o fluido de trabalho antes da adição de calor.
Introdução - continuação
Métodos de compressão do fluido de trabalho:
(1) Compressor – motor a turbina
(2) Descolamento positivo (pistão) - motor alternativo
(3) Ar de impacto - estatoreator.
(4)Aumento da pressão devido à combustão - pulsojato e foguete
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
 
	Diversos tipos de motores para produzir empuxo, sugerem diferenças em sua adequabilidade para diferentes tipos de aeronaves.
 
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
 
	
	Do estudo acima, fica claro que cada tipo de motor é mais indicado para uma determinada faixa de velocidades e altitudes. Na ordem crescente destas, são indicados o motor a pistão, o turboélice, o “turbofan” e o turbojato. 
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
 
Exigências gerais:
Eficiência, economia e confiabilidade
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
Leveza - É a relação entre massa e potencia.
Performance do motor
1. Conceituação - Performance é o desempenho do motor, avaliado principalmente pela potência que ele desenvolve em diversas situações.
2. TORQUE E POTÊNCIA
a) Torque - É a capacidade de uma força produzir rotação. Na figura ao lado, o parafuso recebe um torque, que será tanto maior quanto maior a força aplicada ou maior o comprimen­to da chave utilizada. No motor do avião, o torque indica o esforço rota­cional do eixo sobre a hélice.
Performance do motor
Potência - É o trabalho que o motor executa por unidade de tempo. A potência é geralmente medida em HP (Horse Power), que corresponde à capacidade de um cavalo robusto, de erguer um peso de 76 kgf à altura de 1 metro em 1 segundo. 
Outra unidade é o CV (Cavalo Vapor), que se obtém reduzindo o peso para 75 kgf. No mo­tor, a potência é igual ao torque multi­plicado pela velocidade de rotação.
Performance do motor
Radiano - Dado um valor expresso em RPM, multiplica-se por 0,104719755120
Exemplo: Se um motor produz um torque de 30 m.kgf a 2420 RPM, sua potência será:
Pot = 30 m.kgf X 2420 RPM = 30 m.kgf X 253,3 rad.s"1 = 7600 kgf.m.s"1 = 100 HP 
Este exemplo é meramente demonstrativo. A execução do cálculo não é exigido do piloto.
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
Potência e Peso (TRAÇÃO OU HP?)
Rendimento útil do motor → empuxo
Potência do motor alternativo :
em BHP (cavalo força ao freio) –
HP é medida de potência nos motores:
- alternativo, turbo-hélice, turbo-eixo, 
Potência do motor de turbina a gás:
medida em libras de empuxo
1 lb =0,4536 kg = 4,448 N ou 1 kg = 2,205 lb= 9,807 N
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
Atmosfera padrão:
Em ISA, ao nível do mar (0 m de altitude): 
29.9213 in (760 mm) Hg de pressão
 59.0º F (15º C) de temperatura
 32.174 ft/s2 (9.80665 m/s2) aceleração da gravidade
0.0023769 lb･s2/ft3 (0.124915 kg･s2/m3) densidade do ar
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
Conforme a 2ª Lei de Newton:
F = Mα (lb or kg) 
Onde:
F : força, M : massa, α : aceleração 
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
Tração líquida:
Onde :
 Fn : Tração líquida (net thrust) (lb or kg)
 Wa : Fluxo de ar (engine airflow) (lb/s or kg/s)
 Wf : fluxo de conbustível (fuel flow) (lb/s or kg/s)
 　ɡ : acceleration due to gravity (32.2 ft/s2 or 9.8 m/s2)
　 Va : airspeed (aircraft velocity) (ft/s or m/s)
　 Vj : Velocidade do jato (exhaust gas velocity) (ft/s or m/s)
 Aj : Área do escapamento (area of jet nozzle) (ft2 or m2)
 Pam : Pressão atmosférica (ambient pressure) (lb/ft2 or kg/m2)
 Psj : Pressão estática do jato de descarga
	static pressure at the jet nozzle discharge (lb/ft2 or kg/m2)
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
Abreviaturas inglesas - É útil conhecer as seguintes abreviaturas em In glês, pois são muito usadas em publicações aeronáuticas:
IHP (Indicated Horse
Power)……………….. Potência Indicada
BHP (Brake Horse Power)………………..... ..Potência Efetiva
 FHP (Friction Horse Power)………………... Potência de Atrito
THP (Thrust Horse Power) ………………... ..Potência Útil
 
Ordem seqüencial de grandeza - Na ordem decrescente, temos:
1ª	- Potência teórica 
2ª - Potência indicada
3ª	- Potência efetiva 
4ª - Potência útil 
5ª- Potência de atrito
Além das potências acima, temos as seguintes, de interesse no estudo da performance do avião:
Potência Necessária - É a potência que o avião necessita para manter o vôo nivelado numa dada velocidade.
Potência Disponível - É a potência útil máxima que o grupo moto-pro- pulsor pode fornecer ao avião. Num vôo de cruzeiro, usa-se apenas uma parte da potência disponível, para economizar combustível (Exemplo: potência de cruzeiro igual a 75% da potência disponível).
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
	O motor de aeronave opera a uma percentagem relativamente alta de sua potência máxima durante sua vida em serviço. 
	Durante uma decolagem, o motor está sempre em potência máxima. Ele pode manter essa potência por um período, até o limite estabelecido pelo fabricante. 
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
	Raramente um motor é mantido à pontência máxima por mais de 2 minutos, e usual-
mente nem atinge esse tempo. 
	Poucos segundos após a decolagem, a potência é reduzida para aquela utilizada durante a subida, e que pode ser mantida por longos períodos. 
	Após a aeronave atingir a altitude de cruzeiro, a potência do(s) motor(es) é reduzida para a potência de cruzeiro, a qual pode ser mantida, enquanto durar o vôo. 
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
	Se o peso de um motor por B.H.P. (chamado peso específico do motor) diminui, a carga útil que uma aeronave pode transportar, e a performance da aeronave, obviamente aumentam. 
	Cada libra a mais no peso do motor de uma 
aeronave reduz o seu desempenho. 
	Enormes ganhos, reduzindo o peso de motores de aeronaves através de melhoria de projetos e metalurgia,têm resultado em motores alternativos, produzindo, atualmente, 1hp por cada libra de peso.
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
Economia de combustível - Os motores aeronáuticos devem ter baixo consumo de com­bustível. 
Há duas definições de consumo:
CONSUMO HORÁRIO - É a quantidade de combustível consumido por hora de funcionamento. Exemplos: 30 litros/hora, 7 galões/hora, etc.
CONSUMO ESPECÍFICO - Este consumo leva em consideração a potência do motor. Assim, um consumo específico de 0,2 litro/HP/hora indica que o motor consome 0,2 litro de combustível por HP produzido, em cada hora de funcionamento do motor.
O consumo horário é utilizado nos cálculos de navegação aérea, e o consumo especffico serve para comparar eficiências de motores.
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
	Consumo específico por unidade de empuxo
 É o consumo específico de combustível para turbojatos e estatojatos.
	
	→ fluxo de combustível (Lbs.h) dividido pelo empuxo (Lbs)
	
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
	Consumo específico por B.H.P.
O consumo específico de combustível para motores alternativos o fluxo de combustível (Lbs.h) dividido pelo B.H.P
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
O consumo específico equivalente é utilizado
para motores turboélices, e é o fluxo em libras por
hora dividido pela equivalente potência no eixo.
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
À baixa velocidade, os motores alternativos
e turboélices têm melhor economia que os
motores turbojatos.
Contudo, à alta velocidade, devido a perdas
na eficiência da hélice, a eficiência dos motores
alternativos ou turboélices torna-se menor
que a dos turbojatos.
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
Durabilidade e Confiabilidade
Padrões de confiabilidade de motores devem
satisfazer as exigências da autoridade 
Aeronáutica, do seu fabricante e do fabricante do
seuproduto através do projeto, pesquisa e teste.
 Durabilidade é o tempo de vida do motor,
enquanto mantém a confiabilidade desejada. 
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
O TBO (intervalo entre revisões)
 Varia com as condições de operação do motor, 
tais como:
Temperaturas
Duração do tempo em que o motor é operado em alta potência 
Manutenção recebida.
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
	Flexibilidade de operação do motor:
Capacidade de um motor funcionar suavemente.
Apresentar o desempenho desejado a cada regime de operação desde a marcha lenta até a potência máxima.
-	Funcionar eficientemente sob todas as variações nas condições atmosféricas encontradas nas operações correntes.
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
Compactação
O tamanho do motor tem que ser tão compacto 
quanto possível.
Limitações de peso, são rigorosamente
relacionadas com a compactação necessária.
Quanto mais alongado e "espalhado" for o motor,
mais difícil se torna manter o peso específico
dentro dos limites permissíveis.
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
Seleção dos motores
Para aeronaves cujas velocidades de cruzeiro não excederão 
250m.p.h., o motor alternativo é a escolha usual.
402,5 Km/h ; 367,5 ft/s ; 217,5 Kt
1 nó (Kt) = 1 milha náutica/hora = 1852 metro/hora = 1,852 quilômetros/hora 
1 m.p.h = 0,87 Kt /////1 m.p.h = 1,61 Km/h
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
Seleção dos motores
Quando é requerido um desempenho em grandes altitudes, o
motor alternativo com turbo-compressor pode ser escolhido
devido à capacidade de manter a potência homologada para
grandes altitudes (acima de 30.000 pés).
* Beechcraft E50 Twin Bonanza
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
Seleção dos motores
Para alcançar velocidades de cruzeiros de 180 até 350 m.p.h., o motor
turboélice apresenta melhor desempenho que o apresentado por outros
tipos de motores.
480 km/h (260 nós)
* EADS CASA C-295 
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
Seleção dos motores
O rendimento total máximo de um motor turboélice, é menor que aquele de 
um motor alternativo à baixa velocidade. 
Motores turboélice operam de forma mais econômica a grandes altitudes, 
porém eles têm um teto de serviço ligeiramente inferior ao dos motores 
alternativos com turbo-compressor.
COMPARAÇÃO DOS MOTORES DE AERONAVES
Seleção dos motores
Aeronaves que pretendam operar entre altas velocidades 
Sub-sônicas e Mach 2.0 sãoequipadas com motores turbojatos. 
* Velocidade de cruzeiro: mach 0.9. Velocidade máxima: mach 1.67 (Mach-n significa n vezes a velocidade do som no ar, que é de 344 m/s ou 1238,4km/h)
TIPOS DE MOTORES ALTERNATIVOS
Classificados de acordo com:
A montagem dos cilindros com relação ao eixode manivelas 
(em linha, em V, radial e opostos) 
De acordo com método de refrigeração 
(a líquido ou a ar).
TIPOS DE MOTORES ALTERNATIVOS
TIPOS DE MOTORES ALTERNATIVOS- Motores em linha
- 	Podem ser refrigerados a água ou a ar 
- 	Têm somente um eixo de manivelas, o qual está localizado abaixo ou acima dos cilindros.
Os motores em linha têm maior razão peso-cavalo-força que muitos outros motores.
- 	Restrito aos de pequenas e médias potências utilizadas
	em pequenas aeronaves, devido refrigeração deficiente
TIPOS DE MOTORES ALTERNATIVOS- Motores opostos ou tipo “O”
- 	Refrigerados a ar 
- 	 Têm uma baixa razão peso-cavalo-força
Estreita silhueta
- 	 Baixa vibração.
TIPOS DE MOTORES ALTERNATIVOS- Motores em V
- 	Os cilindros são montados em duas carreiras em linha (ângulo de 60º)
- 	 A maioria dos motores tem 12 cilindros
-	Designados por um “V” seguido de um traço, e pelo "deslocamento" do pistão em polegadas cúbicas
TIPOS DE MOTORES ALTERNATIVOS- Motores radiais
O número de cilindros
	que compõem uma carreira
	pode ser três, cinco, sete ou
	nove.
- 	 Os motores radiais consistem de uma carreira
	ou carreiras de cilindros dispostos ao redor
	de um cárter central
-	A potência produzida pelos diferentes tamanhos
	de motores radiais varia
de 100 a 3800 cavalos-força.
TIPOS DE MOTORES ALTERNATIVOS-Projeto e construção de Motores alternativos
TIPOS DE MOTORES ALTERNATIVOS-Projeto e construção de Motores alternativos
As peças básicas de um motor:
 o cárter
 os cilindros
 os pistões
 as bielas
 mecanismo de comando de válvulas
 eixo de manivelas
TIPOS DE MOTORES ALTERNATIVOS
Seções do carter
A base de um motor é o seu cárter.
Rigidez, sustentação dos componentes e apoio
Recipiente de óleo
TIPOS DE MOTORES ALTERNATIVOS
Ligas geralmente usadas
na construção de cárter:
	Normalmente: 
	Ligas de alumínio, fundidas ou forjadas devido à sua leveza e resistência. (DURAL: alumínio, manganês, magnésio, zinco, ferro, silício, cromo, titânio e cobre)
	Alguns motores de alta potência:
	Cárteres de aço forjado 
.
TIPOS DE MOTORES ALTERNATIVOS
Como recipiente de óleo:
CÁRTER SECO – quando o motor
possui um tanque de óleo separado.
CÁRTER MOLHADO – também
 conhecido como cárter úmido. 
O cárter é o próprio reservatório 
de óleo
Seções do motor
Seção do Nariz
Formas cônicas ou arredondadas :
- Manter o metal sob tensão
ou compressão
- Minimizar ao máximo os
 esforços cisalhantes
- Sujeita a uma ampla variação
 de forças de vibração
- As forças criadas pelas 
engrenagens de redução da
hélice são aplicadas ao cárter
como um todo
- Cuidados durante toda a faixa de
 operação do motor
- Distância entre o governador e a
hélice
Seção de Força
- Pode ser maciça, geralmente
 de liga de alumínio.
- Cárter bipartido,cujas partes 
são unidas através de parafusos
- As forças criadas pelas 
engrenagens de redução da
hélice são aplicadas ao cárter
como um todo
- Denominada seção de potência,
 porque é nela que o movimento
alternativo do pistão é convertido
em movimento rotativo do eixo de
manivelas
- Os grandes motores utilizam uma
 seção principal em liga de aço forjado
Seção difusora
- Em qualquer caso, o sistema de indução
deverá ser montado, de forma que não
haja vazamento de ar nem altere a razão 
ar/combustível desejada.
- Devido a dilatação e contração dos
cilindros, as tubulações de admissão, as
quais transportam a mistura da câmara
difusora através da passagem da
válvula de admissão, são montadas para
 prover uma junta flexível e que deve
 ser à prova de vazamento.
Seção de acessórios
Provida de meios para fixação
de acessórios:
Magnetos
Carburadores
Bombas de combustível
óleo e vácuo
Motores de partida
 
geradores, etc.,
Trens de engrenagens dos acessórios
Trens de engrenagens de dentes retos:
Acionar os acessórios com cargas mais pesadas
	
Trens de engrenagens dos acessórios
	Trens de engrenagens de dentes chanfrados:
	Permitem posição angular de eixos principais
	curtos 
	para os diversos suportes de acessórios
	
Motores opostos
EIXOS DE MANIVELAS
O eixo de manivelas é a espinha dorsal dos
motores alternativos
Transformar o movimento alternativo do pistão e
da biela em movimento rotativo, para acionamento da hélice
EIXOS DE MANIVELAS
São forjados em ligas muito resistentes, tais como
aço cromo-níquel-molibidênio
A construção de quatro manivelas:
- motores de quatro cilindros opostos
- motores de quatro cilindros em linha
EIXOS DE MANIVELAS
Os eixos de seis manivelas são utilizados:
- Motores em linha de seis cilindros
- Motores em V de doze cilindros
- Opostos de seis cilindros.
EIXOS DE MANIVELAS
EIXOS DE MANIVELAS
	Balanceamento do eixo de manivelas:
	-Vibração excessiva em um motor
Desbalanceamento excessivo do eixo de manivelas
	Balanceamento estático /// Balanceamento dinâmico 
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EIXOS DE MANIVELAS
	 		Amortecedores dinâmicos
	
Balanceamento dinâmico 
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BIELAS
São elos que transmitem forças entre o
pistão e o eixo de manivelas
BIELAS
A biela mestra serve como articulação de ligação entre o pino do pistão e o moente
BIELAS
Existem três tipos de bielas:
(1) Tipo plana
(2) Tipo forquilha e pá
(3) Biela mestra e articulada
Existem três tipos de bielas:
(1) Tipo plana - motores opostos e em linha
(2) Tipo forquilha e pá - Um mancal simples bi-partido é usado na extremidade do braço de manivela
(3) Biela mestra e articulada - motores radiais
BIELAS
enquanto o moente descreve um círculo
verdadeiro para cada rotação do eixo de manivelas,
os centros dos pinos de articulação descrevem
um caminho elíptico
Pistões
As funções do pistão são admitir a mistura combustível, transmitir a força expansiva dos gases ao eixo de manivelas e expulsar os gases queimados
Pistões
Os gases queimados oriundos da mistura combustível, atuam por sua pressão cabeça do pistão
Peça responsável pela expulsão dos gases queimados é o pistão
Fabricação: alumínio forjado
Pistões
A cabeça do pistão pode ser plana, rebaixada, côncava ou convexa ( para não interferir no movimento das válvulas )
Pistões
Os pistões do tipo êmbolo são utilizados nos motores modernos de alta potência,
porque eles proporcionam
adequada resistência ao desgaste
Pistões
O resfriamento dos pistões, é do tipo misto e realiza-se por absorção de calor pelo óleo, absorção de calor pela mistura combustível e transmissão de calor pelos anéis de segmento para o cilindro
Pistões
Os gases queimados oriundos da mistura combustível, atuam por sua pressão cabeça do pistão
Pistões
Os rasgos onde são instalados os anéis de lubrificação possuem furos por onde o óleo passa para lubrificar a camisa
Pistões
Tipos:
			PLANA – é a melhor forma e de uso 			mais 	generalizado em aviação por 			conduzir mais calor e possuir menor 			peso.
			CONVEXA – oferece maior resistência às 		altas compressões, conduz pouco calor e é 		mais pesada do que o êmbolo de cabeça 			plana; normalmente encontrado em 			alguns tipos de motores Diesel e motor a 2 		tempos.
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Pistões
Tipos:
			CÔNCAVA – é o pior de todos os 			tipos, pois não conduz o calor e ainda 		proporciona uma taxa de compressão 		pequena.
			
Pistões
Os rasgos onde são instalados os anéis de lubrificação possuem furos por onde o óleo passa para lubrificar a camisa
Anéis de Segmento
Anel de compressão: 
Instalado na parte superior do pistão (um ou mais), 
evita o escape dos gases.
Anéis de Segmento
Anéis de controle de óleo (lubrificação) : 
Regula a espessura do filme de lubrificação. 
Instalados ligeiramente acima do pino do pistão
Pino do pistão
O pino do pistão usado nos motores de aeronaves
modernas são do tipo completamente flutuante, 
assim chamados porque o pino está livre para girar
nos mancais, tanto do pistão quanto da biela.
Cilindros
Orçamento Teórico dos rendimentos
Cilindrada 
É o volume deslocado pelo pistão entre os pontos
 mortos alto e baixo.
Fórmula V =  x D2 x C 
 4
(V= volume deslocado ou cilindrada em Cm3 ou Pol3 ; = 3,1416 ; D= diâmetro ; C= curso )
OBS.: A cilindrada total é  x D2 x C x N 
 		 4
Cilindros
A parte do motor na qual a potência é desenvolvida
Dentro dos cilindros de um motor convencional, a gasolina formadora da mistura combustível encontra-se no estado gasoso
O cilindro é o componente do motor onde a mistura combustível é admitida, comprimida e queimada 
Cilindros
Cilindros
Cilindros
A forma interna da cabeça de um
cilindro pode ser:
Plana//forma de telhado//semi-esférica
Cilindros
	Esforços que sofrem os cilindros(internamente)
Tração: no tempo motor
Atrito : grande nos anéis de segmento e na parede do cilindro
Variação de temperatura: 
lado da válvula de admissão: 200 a 300º c
lado da válvula de escapamento: 600 a 1650º c,
aproximadamente
Vibração: sem importância
Cilindros
Cabeças de cilindro
Prover um lugar para a combustão da
mistura ar/combustível
Dar ao cilindro maior condutividade de 
calor para uma adequada refrigeração
Cilindros
Cabeças de cilindro
Muitos motores correntemente fabricados 
utilizam velas com roscas postiças ("heli-
coil“) de aço inoxidável.
Cilindros
Cabeças de cilindro
	Bucha - um dos mais usados em aviação. Uma bucha é feita de uma liga composta de CHUMBO + ZINCO + FÓSFORO + ESTANHO (fixada por processo antagônico).
OBS.: a guia de válvula é uma bucha, 
geralmente é feita de bronze fosforoso
 e trabalha junto com a haste da válvula.
Cilindros
Cabeças de cilindro
Localiza-se na cabeça do cilindro:
Câmara de combustão (onde ocorre a queima da mistura combustível)
Sede da válvula de admissão 
Sede da válvula de escapamento 
Orifícios das velas
Aletas de refrigeração na sua parte externa 
Cilindros
Corpo do cilindro
Localiza-se no corpo do cilindro:
Camisa (onde se movimenta o pistão)
Flange de fixação
Saia do cilindro
Aletas de refrigeração na sua parte externa
Cilindros
ORDEM DE FOGO
É projetada para proporcionar o balanceamento, 
e para eliminar a vibração ao máximo possível.
Objetivo: que fazer com que a força do tempo
motor, nos cilindros, seja igualmente distribuída
ao longo do eixo de manivelas.
CICLO DE FUNCIONAMENTO TEÓRICO
Os tempos têm o seu início e fim, o momento da ignição, a
 abertura e fechamento das válvulas, determinados exatamente
pelo instante em que o pistão atinge os pontos mortos (PMA e PMB).
CICLO DE FUNCIONAMENTO TEÓRICO no motor de 4 tempos
Cada tempo executado:	
	 O eixo manivelas efetua um giro de ½ volta (ou 180º).
	2 voltas do eixo manivela ou 720º de giro
CICLO REAL OU CICLO CORRIGIDO
As correções visam obter melhor rendimento e maior potência do motor.
Basicamente compreende em:
Adiantar a abertura e atrasar o fechamento das válvulas
(admissão e escapamento)
Antecipar o momento da ignição (para compensar a demora da
combustão completa da mistura).
CICLO REAL OU CICLO CORRIGIDO
CICLO REAL OU CICLO CORRIGIDO
O avanço da abertura e o atraso do fechamento da válvula de admissão,
	 têm a finalidade de aumentar a carga 
	de mistura combustível admitida.
CICLO REAL OU CICLO CORRIGIDO
CICLO REAL OU CICLO CORRIGIDO
CICLO REAL OU CICLO CORRIGIDO
CICLO REAL OU CICLO CORRIGIDO
CICLO REAL OU CICLO CORRIGIDO
CICLO REAL OU CICLO CORRIGIDO
CICLO REAL OU CICLO CORRIGIDO
As correções visam obter melhor rendimento e maior potência do motor, principalmente em vôo de cruzeiro.
VÁLVULAS
Fecham e abrem os orifícios de admissão e escapamento - (feita em aço-cromo-níquel-tungstênio)
válvulas de admissão
fabricadas de aço cromo-níquel
VÁLVULAS
As válvulas dividem-se em:
Cabeça - pode ser do tipo:
 Plana
 Convexa
 Côncava
 
Face - pode ser do tipo:
30º (permite maior abertura e menor vedação)
45º (permite menor abertura e maior vedação)
VÁLVULAS
Conjunto de retenção de válvulas
Responsável pelo fechamento das válvulas 
	(o fechamento ocorre por ação de mola). 
	Feito de aço, contendo alto teor de carbono 
	(aço carbonado).
Sede de válvulas
Local onde as válvulas se assentam no cilindro, vedando a câmara.
Guia de válvulas
	Bucha, geralmente feita de bronze fosforoso, colocada na cabeça do cilindro junto a haste da válvula (nos orifícios-guias usinados na respectiva caixa de válvula), guiando e centralizando a mesma
Claro de válvulas
Folga entre o balancim e o pé da válvula com a finalidade de compensar a dilatação linear dos componentes do sistema.
Algumas válvulas de admissão e de escapamento são ocas e, parcialmente, cheias com sódio metálico, 
excelente condutor de calor. 
Mancais
	São os pontos de contato entre duas peças articuladas. 
Mancal
	Tipo:
			Bronzina removível - empregado em motores 		convencionais. É feito de maneira a encaixar 		perfeitamente na curvatura da biela e do eixo 		de manivelas e em alguns eixos de comando 		de válvulas.
Mancal
	Tipo:
			 Bucha - um dos mais usados em aviação. 		Constitui-se de uma bucha feita de uma liga 		composta de CHUMBO + ZINCO + 			FÓSFORO + ESTANHO (fixada por processo 		antagônico).
Mancal
	Tipo:
			 Mancal de encosto – (tipo esfera) usado em 		aviação para suportar os esforços de tração 		axial ou lateral. É encontrado nos apoios do 		eixo de manivelas, principalmente na parte 		dianteira, onde recebe todo o esforço 			tracional da hélice.
Mancal
	Tipo:
			 Mancal tipo roletes cônicos - empregado 		onde há esforço lateral, como nos eixos das 		rodas do trem de pouso, onde são usados 		dois a dois, a fim de manter a roda 			centralizada.
Mancal
	Tipo:
			 Mancal tipo roletes paralelos ou cilíndricos: 		empregado no apoio traseiro e intermediário 		do eixo das manivelas.
MECANISMO DE OPERAÇÃO DA VÁLVULA
Para que um motor alternativo
funcione de forma apropriada:
→ Cada válvula deve abrir no
tempo certo
→ Permanecer aberta pelo espaço de
tempo requerido
→ Fechar no tempo requerido (molas)
MECANISMO DE OPERAÇÃO DA VÁLVULA
Avanços e atrasos nas válvulas:
→ Permitem melhor eficiência
	volumétrica
→ Permitem as mais baixas 
	temperaturas de operação 
	de cilindros
→ São sincronizadas pelo mecanismo
 	de comando de válvulas
O curso da válvula
A forma do ressalto de 
came determina:
→ Distância que a válvula é 
	 desalojada de sua sede
→ Duração (tempo que a válvula permanece aberta)
→ Redução da carga de choque entre o contato do balancim e a
	extremidade da válvula (rampas dos ressaltos)
Funcionamento
Tucho
Transforma o movimento rotativo do eixo de ressaltos em movimento retilíneo - (feito em aço-cromo-níquel).
Haste Impulsora
Transmite o movimento do tucho ao balancim
Fabricado em aço-cromo-níquel
As hastes de comando de válvulas são perfuradas nas extremidades para permitir a passagem do óleo de lubrificação para os balancins.
 Os tuchos possuem um orifício que coincide com o da haste.
Envelope
	Tubo que envolve a haste protegendo-a contra impurezas e serve como ducto de retorno do óleo que lubrifica os balancins - (feito em alumínio).
	Esforços Sofridos:
	variação da temperatura
	vibração normal do motor
Balancins 
Invertem o movimento das hastes e os transmitem às válvulas, proporcionando a abertura dessas válvulas - (feitos em aço-cromo-níquel).
Componentes e terminologia de
operação do motor 
ENGRENAGENS DE REDUÇÃO DA HÉLICE
ENGRENAGENS DE REDUÇÃO DA HÉLICE
 Potência elevada entregue por um motor
 - alta rotação do eixo de manivelas
ENGRENAGENS DE REDUÇÃO DA HÉLICE
Engrenagens de redução 
- limitar a velocidade de rotação da hélice
ENGRENAGENS DE REDUÇÃO DA HÉLICE
Engrenagens de redução 
limitar a velocidade de rotação da hélice
2200 a 2400 RPM 
Ineficiência da hélice
 – na velocidade do som
ENGRENAGENS DE REDUÇÃO DA HÉLICE
Os três tipos mais utilizados são:
(1) Planetário de dentes retos
(2) Planetário de dentes chanfrados
(3) Pinhão cilíndrico
ENGRENAGENS DE REDUÇÃO DA HÉLICE
Planetário de dentes retos
Em alguns motores, a engrenagem sino é montada no eixo da hélice
- 	Engrenagem sol é encaixada por estrias ao eixo de manivelas
Quando a engrenagem sino é montada no eixo da hélice - a hélice move-se em direção contrária ao eixo de manivelas
ENGRENAGENS DE REDUÇÃO DA HÉLICE
( 2) planetário de dentes chanfrados 
- 	 A engrenagem acionadora é usinada com dentes externos
	chanfrados e presa ao eixo de manivelas
ENGRENAGENS DE REDUÇÃO DA HÉLICE
(3) Pinhão cilíndrico
- 	 A engrenagem acionadora é usinada com dentes externos
	chanfrados e presa ao eixo de manivelas
ENGRENAGENS DE REDUÇÃO DA HÉLICE
Cálculo da razão de redução 
Razão de Red. = C + E
 C
C = Número de dentes da engrenagem de comando solar.
E = Número de dentes da engrenagem estacionária.
ENGRENAGENS
DE REDUÇÃO DA HÉLICE
Cálculo da razão de redução 
Razão de Red. = nº de dentes da engr. Maior
 nº de dentes da engr. menor
CONSTRUÇÃO DO MOTOR A TURBINA
CONSTRUÇÃO DO MOTOR A TURBINA
Entrada de ar
Projetada de forma a dirigir o ar para o
compressor com um mínimo de perda de energia
Entrada de ar
A quantidade de ar que entra no motor
depende de três fatores:
(1) velocidade do compressor (rpm)
(2) velocidade da aeronave
(3) densidade do ar ambiente
Classificação das entradas de ar
(1) Entradas de ar localizadas no nariz da
fuselagem ou nacele do motor.
Classificação das entradas de ar
(2) entradas de ar localizadas ao longo dos
bordos de ataque das asas, geralmente na
raiz, para as instalações de monomotores.
Classificação das entradas de ar
(3) entradas de ar anulares, circundando, no
todo ou em parte, a fuselagem ou nacele
do motor.
Classificação das entradas de ar
(4) entradas de ar de aspiração, as quais se 
projetam além da superfície imediata da fuselagem
ou nacele.
Classificação das entradas de ar
(5) Entradas de ar embutidas, as quais são 
rebaixadas do lado da fuselagem ou nacele.
Seção de acessórios
Seção de acessórios
Diversas funções:
A função principal é prover espaço para instalação dos acessórios necessários à operação e controle do motor
- Reservatório e/ou coletor de óleo e alojamento de engrenagens, acionadoras de acessórios e engrenagens de redução (secundário)
Seção de acessórios
Seção de acessórios
Seção de acessórios – Motor centrífugo
Os elementos básicos de uma seção de acessórios
de um motor de fluxo centrífugo são:
(1) Caixa de acessórios, a qual tem usinados,
adaptadores para os acessórios acionados pelo
motor
(2) O trem de engrenagens, o qual está alojado
no interior da caixa de acessórios
(3) Reservatório
Seção de acessórios – Motor centrífugo
O trem de engrenagens é acionado pelo
rotor do motor por meio do acoplamento da
engrenagem do eixo acionador de acessórios, o
qual é preso por estrias a um eixo de engrenagens
e conjunto do rotor do cubo do compressor.
Seção de acessórios – Motor centrífugo
Os acessórios acionados, são suportados
por mancais de esferas, montados nos furos do
adaptador da caixa de acessórios.
Seção de acessórios – Motor axial
Os componentes de uma seção de acessórios de um
Motor de fluxo axial :
Uma caixa de engrenagens de acessórios
- Um conjunto de potência de decolagem, alojando os eixos de acionamento necessários e engrenagens de redução
Seção de acessórios – Motor axial
	Uma caixa de engrenagens de acessórios
	Um conjunto de potência de decolagem, alojando os eixos de acionamento necessários e engrenagens de redução
Finalidade do compressor
A função do compressor é entregar ar comprimido para câmara de combustão, misturá-lo com o combustível em quantidade (fluxo) e pressão adequadas
Fator principal que contribui na eficiência de um reator:
A ação do compressor determinando a razão de compressão, que é a relação entre a pressão do ar na descarga do compressor e (Compressor Discharge Pressure – CDP) pela pressão do ar na admissão do mesmo (Compressor Inlet Pressure - CIP), caracterizando sua taxa de compressão
Quanto maior a taxa de compressão, mais eficiente (melhor desempenho) e menor consumo de combustível
Quanto a massa de fluxo de ar
Determinado pela área frontal de admissão do motor,
Pela rotação do compressor (RPM),
Densidade do ar ambiente
Funções do compressor
Função primária:
Suprir ar em quantidade suficiente às necessidades
dos queimadores
Função secundária:
Suprir ar de sangria para as diversas finalidades no
motor e na aeronave.
Funções do compressor
Algumas das aplicações correntes do ar extraído são:
(1) pressurização, aquecimento e refrigeração da
cabine.
(2) equipamentos de degelo e anti-gelo
(3) partida penumática de motores
(4) unidade de acionamento auxiliar (APU)
(5) sistema servo de reforço
(6) potência para acionamento de instrumentos.
Localização da seção do compressor
No motor de fluxo centrífugo
Compressor localizado entre a seção de acessórios e
a seção de combustão
No motor de fluxo axial 
Compressor localizado entre o duto de entrada de ar e
a seção de combustão
Tipos de Compressores
Fluxo axial
Fluxo centrífugo
Compressor de fluxo axial-centrífugo
Ex.:compressor do motor PT6A
Compressor centrífugo
O impulsor é geralmente fabricado em liga de alumínio
forjado, tratado termicamente, usinado e polido para
restrição mínima ao fluxo e turbulência
Compressor centrífugo
As vantagens do compressor de fluxo centrífugo
são:
(1)a alta pressão a cada estágio.
(2) boa eficiência sobre largo alcance de velocidade
rotacional.
(3) simplicidade de fabricação, além do baixo
custo.
(4)Baixo peso.
(5)necessidade de baixa potência de partida.
Compressor centrífugo
As desvantagens dos compressores de fluxo
centrífugo são:
(1) extensa área frontal para o fluxo obtido.
(2) não são práticos para mais de dois estágios,
devido às perdas nas curvas entre estágios.
Motor de fluxo axial
Compressor axial
As vantagens do compressor de fluxo axial
são:
(1) alto rendimento máximo.
(2) pequena área frontal para um dado fluxo de
ar.
(3) fluxo direto, permitindo alta eficiência de
impacto.
(4) elevação da pressão, através do aumento do
número de estágios com perdas desprezíveis.
Compressor axial
As desvantagens do compressor de fluxo
axial são:
(1) são eficientes apenas numa estrita faixa de
rotação.
(2) difícil fabricação e alto custo.
(3) relativamente pesado.
(4) requer alta potência para partida (isso
tem sido parcialmente superado pelos
compressores divididos.
Motor de fluxo axial
O compressor axial admite um volume de ar com fluxo sem turbilhonamento
Fluxo paralelo ao eixo do motor
Compressão processada horizontalmente ao eixo de rotação
Taxa de compressão maior que o compressor centrífugo
Compressor axial
Rotor
estator
Rotor
Succiona e impulsiona a massa de ar para trás
A energia do compressor é transferida para o ar sob a forma de velocidade e pressão
Estator
Recebe ar do duto de entrada
Direciona aos estágios seguintes
O último estágio de compressão acumula maior energia (pressão e velocidade) e direciona este fluxo para câmara de combustão
As Palhetas são estacionárias e radiais
Cada uma das fileiras adjacentes, uma fileira rotor / uma fileira estator, formam um estágio de compressão
Para alguns tipos de compressores axiais, IGV’s, aletas-guias de entrada de ar do compressor, para direcionar o fluxo de ar admitido no primeiro estágio.
Geralmente as IGV´s são móveis, mas podem ser fixas
N1(baixa)
N2 (alta)
% de RPM de N2 > N1
Compressor axial
As lâminas estatoras são geralmente fabricadas
de aço, resistente à corrosão e à erosão - são 
soldadas nos reforços.
As palhetas do rotor são fabricadas geralmente
em aço inoxidável
Método para fixação das palhetas nas bordas dos 
discos do rotor :
geralmente fixas aos discos por raíz tipo bulbo ou por
 raíz tipo pinheiro
Câmara de combustão
O ar comprimido será entregue à câmara de combustão, para: - Formação da mistura (ar e combustível)
- Queima da mistura ar/combustível
209
As pontas das palhetas do compressor são
de espessura reduzida por "cutouts" chamadas
de contorno de palhetas
As pontas das palhetas do compressor são de espessura reduzida por cutouts" chamadas de contorno de palhetas
O rotor do tipo tambor consiste de anéis
flangeados para fixar um contra o outro, em que
o conjunto pode então ser preso através de parafusos.
Esse tipo de construção é satisfatório para
compressores de baixa velocidade onde as tensões
centrífugas são baixas.
Câmara de combustão
A maior parte dessa energia é requerida na turbina para acionar o compressor. A energia remanescente cria uma reação ou propulsão e desemboca na traseira
do motor na forma de jato em alta velocidade. 
215
Câmara de combustão
A função principal da seção de combustão é, naturalmente, queimar a mistura ar/combustível, adicionando dessa forma, energia calorífica ao ar.
216
Transformações nos gases queimados no interior da câmara de combustão
Expansão
Aceleração
Resfriamento
217
Câmara de combustão
Expansão
Aceleração
Resfriamento
218
A câmara deve ser capaz de realizar a sua função 	com:
	
- Mínima perda de pressão
- Máxima liberação de calor
A câmara deverá ser capaz de:
- Queimar completamente a mistura ar/combustível (c/ perda mín. de pressão)
- Manter a “limpeza” funcional(ñ acumular depósitos de carvão)
- Queimar o combustível com facilidade
- Manter a chama centralizada, não permitindo o seu deslocamento
219
75% de ar para arrefecimento
Necessidades de refrigeração: 
Controle de temperatura da câmara de combustão
Controle de temperatura dos gases queimados
Controle de temperatura da turbina
A quantidade de ar recebido na câmara é em média, 60 partes de ar, para uma de combustível. Isso nos força a reconhecer que a maior parte do ar não é misturada ao combustível, para queima.
Por isso é correto afirmar:
25% queima – 75% refrigeração 
220
25% do ar que forma a mistura ar/combustível é chamado de fluxo primário
75% do ar de arrefecimento é chamado de fluxo secundário
221
222
Componentes da câmara de combustão 
Difusor, queimador, câmara de combustão (carcaça) e camisa
223
224
Difusor
Diminui a velocidade do ar que é entregue à câmara de combustão, do contrário, a chama poderia ser deslocada ou apagada.
Difusor pode estar localizado na câmara ou na saída do compressor
225
Difusor
Temperatura da chama: 1200°C / 2000°C
A cor do querosene, nesta figura, é meramente ilustrativa. Na prática, é incolor
226
Queimador
Também chamado de atomizador, bico injetor ou pulverizador é responsável por alimentar a chama com combustível, pulverizando o combustível, que sai sob pressão.
Cuidado especial: Queimador ‡ Ignitor
227
Queimador
DETALHE DA LIMPEZA NO BICO INJETOR E PULVERIZAÇÃO DO COMBUSTÍVEL
Funcionamento semelhante a um maçarico
228
Camisa
Ou tubo de chama, local onde se realizam as fazes funcionais da queima 
229
230
Carcaça
Suporta os componentes da câmara de combustão (ignitor, queimador ou qualquer outro componente como tubo de chama) e mantém o espaço entre a carcaça e a camisa, necessário a passagem do ar de refrigeração.
231
Carcaça
232
Tipos de Câmara de Combustão
Caneca
Anular
Canular
233
Caneca
Usada em motores de compressor centrífugo
Dispostas em torno do eixo de acionamento do compressor
Cada caneca possui seu próprio queimador
Apenas duas canecas (± Opostas) possuem ignitor
Tubos de interconexão unem as câmaras de combustão
234
Caneca
Usada em motores de compressor centrífugo
235
Caneca
Dispostas em torno do eixo de acionamento do compressor
236
Caneca
Cada caneca possui seu próprio queimador
237
Caneca
Apenas duas canecas (± Opostas) possuem ignitor
238
Tubos de interconecção unem as câmaras de combustão
Caneca
239
Tubos de interconexão 
Proporcionar a mesma pressão de operação à todas as câmaras de combustão.
Permitir que a combustão se propague por todas as câmaras.
-	Viabiliza a propagação da chama durante a partida do motor, onde, apenas 2 câmaras possuem ignitor.
Por isso é correto afirmar que os tubos de interconexão transferem pressão e calor à todas as câmaras, as quais não possuem ignitor.
Caneca
240
Dreno 
- Válvulas DRENO estão localizadas no fundo da câmara, para drenar combustível ‘cru’ durante o corte do motor ou na partida abortada. Tubos dreno, no fundo das canecas, interconectam-se ao dreno principal (MASTER DRAIN) para gotejar estes resíduos para fora do motor.
Caneca
241
Vantagens da câmara tipo Caneca
Alta leveza, ou seja, baixo peso.
Facilidade na remoção/instalação
242
Desvantagens da câmara tipo Caneca
Diferencial de temperatura – pode ocorrer devido ao apagamento de uma das câmaras, ocasionando diferenciais de temperatura que danificam: Orientadores e Palhetas de turbina
O injetor de combustível deve ser localizado no centro da caneca, o que faz com que o ar de combustão tenha que vencer considerável distância no interior da caneca para alcançar o combustível, misturando-se a ele e produzindo a combustão
243
Câmara tipo Anular
Câmara tipo Anular
Geralmente utilizada em compressores axiais, constitui um sistema simples de cilindros concêntricos em torno de um eixo. Possui um formato circular, formando, em seu interior, um anel de fogo, constante, durante o funcionamento do motor.
Câmara tipo Anular
Vantagem: melhor equilíbrio da mistura ar/combustível devido a presença de uma série de bicos injetores, ao longo da seção circular da câmara de combustão.
Câmara tipo Anular
Outra vantagem:
Ótima razão da área de superfície interna da câmara, para o volume de ar em passagem, assegurando máxima refrigeração dos gases queimados à medida que a combustão se realiza.
Câmara tipo Anular
Não confundir: OGV’s ≠ alhetas orientadoras de fluxo
Câmara tipo Anular
Válvulas DRENO estão localizadas no fundo da câmara, na parte mais inferiror do mptor, para drenar combustível ‘cru’ durante o corte do motor ou na partida abortada.
Câmara tipo Anular
Desvantagem: Esta câmara não pode ser desmontada sem que seja removida do motor do avião.
Câmara tipo Canular
Câmara tipo Canular
É o tipo de câmara que resulta da combinação da câmara caneca e da anular, dai a origem do nome. 
Consiste de pequenas câmaras tipo anular, dispostas conforme o tipo da caneca.
Câmara tipo Canular
As canecas são instaladas em um espaço anular existente entre dois cilindros concêntricos, dentro dos quais circula ar.
Semelhante as disposições tipo caneca, as camisas das câmaras são interconectadas por um tubo de propagação da chama. 
Câmara tipo Canular
Esta disposição de câmara apresenta distribuição uniforme de temperatura para as turbinas, diminuindo muito a possibilidade da existência de pontos aquecidos, caso algum queimador fique em pane. 
Câmara tipo Canular
Sua estrutura é relativamente pequena em diâmetro, o que lhe assegura eficiente resistência a distorções, quando em operação, ficando exposta a elevadas pressões de temperatura e trabalho.
Câmara tipo anular de fluxo reverso
Câmara tipo anular de fluxo reverso
Permite o uso máximo do espaço da câmara e permite a diminuição do comprimento do motor.
Câmara tipo anular de fluxo reverso
Geralmente, motores a reação compactos utilizam câmara anular de fluxo reverso, exemplo: APU.
Câmara tipo anular de fluxo reverso
Válvulas DRENO estão localizadas no fundo da câmara, para drenar combustível ‘cru’ durante o corte do motor ou na partida abortada.
Evitar problemas faz parte do projeto da câmara de combustão, portanto, esta câmara deverá:
Regular a velocidade do ar de admissão no interior da câmara
Evitar que a chama seja soprada para fora da câmara
Evitar que a chama cause a fusão do material da câmara
260
Evitar problemas faz parte do projeto da câmara de combustão, portanto, esta câmara deverá:
Regular a velocidade do ar de admissão no interior da câmara
Evitar que a chama seja soprada para fora da câmara
Evitar que a chama cause a fusão do material da câmara
261
Fabricante do motor
Projeta a câmara de combustão e o processo de queima em seu interior, de modo a manter a temperatura de saída dos gases (T ) constante e bem próxima do seu valor máximo, obtendo maior aproveitamento da energia em seu interior.
t5
262
Fabricante do motor
Um motor térmico, tem a sua eficiência limitada pela “T5”. Logo, podemos concluir que os componentes internos (seção quente), suportando maior temperatura, poderão colaborar para um aumento de performance de um motor térmico.
263
Fabricante do motor
A manipulação das ligas metálicas, dos componentes
dos motores aeronáuticos, já vem acontecendo desde 1930 e vem sendo feita de maneira progressiva. Novas ligas permitiram o aumento da temperatura de funcionamento dos motores a reação e o conseqüente aumento de potência, ao longo das décadas.
264
Lembre-se:
O motor térmico extrai a sua eficiência do calor gerado em sua câmara de combustão.
A eficiência depende da temperatura de funcionamento.
265
Materiais utilizados na fabricação das câmaras de combustão, turbinas, eixos, compressores, escapamentos, entre outros.
Inconel, Hasteloy X, Astroloy, Inconel 718 chapa, Inconel,718 barra, Waspalloy , Ligas como a B-1900, a 713C e a Inconel 100 ... 
266
Turbina
267
Turbina
A turbina transforma uma quantidade de energia cinética dos gases de escapamento em energia mecânica, para acionar o compressor e acessórios.
Essa é a única finalidade da turbina
e, essa função, absorve aproximadamente 60 a
80% da energia total da pressão dos gases de
escapamento.
268
Turbina
A turbina transforma uma quantidade de energia cinética dos gases de escapamento em energia mecânica, para acionar o compressor e acessórios.
Essa é a única finalidade da turbina
e, essa função, absorve aproximadamente 60 a
80% da energia total da pressão dos gases de
escapamento.
269
Turbinas a gás em aeronaves
O motor a reação baseia-se essencialmente no princípio da propulsão. 
270
Não se sabe ao certo quem descobriu este princípio, mas tem sido atribuído a Heron, que vivia na Alexandria (Egito) no ano 150. 
Turbinas a gás em aeronaves
271
Turbinas a gás em aeronaves
Desde então não se encontrou qualquer aplicação prática, até que em 1930, Sir Frank Whittle, patenteou o primeiro projeto de um motor a reação apropriado para propulsão aeronáutica.
272
Turbinas a gás em aeronaves
273
Turbinas a gás em aeronaves
274
O princípio da reação, nesses motores baseia-se na segunda e terceira lei de Newton.
Segunda lei de Newton - “A aceleração de um corpo é diretamente proporcional à força e inversamente proporcional à massa”.
Terceira lei de Newton - “Para cada ação, existe uma reação igual no sentido
contrário.”
Turbinas a gás em aeronaves
275
Fornecer força disponível no eixo do motor, por meio de movimento, gerado através dos gases queimados, é a função da turbina.
gases
Energia cinética
Movimento e força, disponíveis no eixo
Energia mecânica
gases
Energia cinética
Turbinas a gás em aeronaves
276
Nos motores a reação a seção de turbina é constituída, basicamente, pelos seguintes elementos básicos:
Estator e Rotor
Turbinas a gás em aeronaves
* Nos motores aeronáuticos são utilizadas somente turbinas de fluxo axial.
277
Estator
O estator é constituído pelo conjunto formado por uma carreira de alhetas estacionárias (orientadores), dotados de um perfil aerodinâmico, cuja finalidade, é soprar os gases num ângulo correto para turbina.
279
A finalidade do rotor é acionar o compressor e acessórios, transformando a energia calorífica em energia mecânica.
Energia cinética com maior intensidade
movimento e força, disponíveis no eixo
Energia mecânica
Energia cinética com menor intensidade
gases
gases
Rotor
280
Também conhecido como disco de turbina, é uma peça de constituição circular que tem preso um eixo ou dispõe de flanges para prendê-lo. 
Energia cinética com maior intensidade
movimento e força, disponíveis no eixo
Energia mecânica
Energia cinética com menor intensidade
gases
gases
Rotor
281
Na periferia desse disco são instaladas as palhetas da turbina, que têm o perfil aerodinâmico, de constituição diferenciada da forma das palhetas do compressor.
Energia cinética com maior intensidade
movimento e força, disponíveis no eixo
Energia mecânica
Energia cinética com menor intensidade
gases
gases
Rotor
283
Funcionamento
A turbina trabalha absorvendo energia dos gases quentes, que se expandiram, vindos da câmara de combustão, mantendo o compressor girando em sua velocidade mais eficiente de trabalho. Veja os tipos de turbinas existentes:
284
Turbina de impulso
A passagem entre as alhetas orientadoras é convergente e sua área de entrada é maior do que a de descarga, promovendo uma aceleração dos gases que deixam as alhetas orientadoras.
285
Turbina de impulso
Como conseqüência, ocorre diminuição da pressão e temperatura.
286
Turbina de reação
Os gases ao atravessam o espaço entre as alhetas do estator não são acelerados.
287
Turbina de reação
Apenas sofrem uma mudança em sua direção, incidindo nas pás do rotor, apropriadamente.
288
Turbina de reação
No rotor, os gases são acelerados, originando uma força de reação que gera movimento no rotor.
289
Turbina de impulso-reação
Os motores a reação, empregam uma turbina que é usualmente uma combinação equilibrada dos dois tipos anteriores.
290
Turbina de impulso-reação
A combinação entre os dois tipos de turbina, para a formação desta, é feita de maneira bem sucedida, de modo a projetar-se as pontas das palhetas para o máximo de reação e as raízes das mesmas para impulso, misturando-as de modo que as devidas características sejam aproximadamente metade impulso e metade reação. 
291
Turbina de impulso-reação
Essas turbinas, podem ser de estágio simples ou estágios múltiplos.
292
Turbina de impulso-reação
293
Resumindo:
294
Vantagens do emprego de turbina em um motor
- Elevada relação potência/peso;
- Elevada relação potência/consumo;
 Elevada eficiência térmica;
 Possuem poucas peças móveis;
 Poucos pontos de apoio a serem lubrificados;
- Baixo consumo de combustível;
 Excelente confiabilidade;
 Melhor funcionamento em grandes velocidades;
- Capacidade de queima de diferentes combustíveis.
295
Desvantagens do emprego de turbina em um motor
- Elevado preço;
- Manutenção muito especializada e minuciosa;
 O relativamente demorado aproveitamento da energia calorífica para a partida e a tomada de potência relativamente demorada, devido à variação lenta da velocidade;
 Ineficiente aproveitamento, quando operando em baixas velocidades.
296
Face às vantagens e desvantagens da turbina a gás,
o seu campo de aplicação predomina em situações onde são necessárias grandes potências a velocidade de rotação constante.
Dado o seu elevado preço e à exigência de manutenção minuciosa, praticamente só são
utilizadas em indústrias de ponta e aplicação aeronáutica.
297
Refrigeração da seção de turbina
 Calor é a energia térmica em trânsito.
 O Calor não deverá ficar acumulado, estagnado em um dispositivo.
 O Calor determina o tempo de vida dos dispositivos e peças.
 A durabilidade de uma peça ou equipamento será reduzida, no caso de má refrigeração.
298
Refrigeração da seção de turbina
Devido às altas temperaturas de saída dos gases queimados, vindos da câmara de combustão em direção à seção de turbina (800 a 1260°C), existe a necessidade de refrigeração das alhetas estatoras (orientadores) e das palhetas da turbina.
299
Refrigeração da seção de turbina
Os orientadores das turbinas trabalham expostos a valores de temperatura mais altos, pois recebem o 1º fluxo de gases quentes, vindos da câmara de combustão. Reduzir estas temperaturas é função do sistema de refrigeração dos orientadores e palhetas.
300
Refrigeração de orientadores e palhetas da roda de turbina
Pode ocorrer por três métodos:
1 – Convecção
2 – Impacto
3 - Película
301
Refrigeração por Convecção
Por definição, a convecção é a forma de transmissão do calor que ocorre principalmente nos fluidos (líquidos e gases). 
302
Refrigeração por Convecção
Na convecção a propagação 
do calor se dá através do movimento do fluido envolvendo transporte de matéria. 
303
Refrigeração por Convecção
Método de refrigeração, onde o ar sangrado do compressor é dirigido para o interior das alhetas orientadoras e palhetas de turbina. 
304
Refrigeração por Convecção
Daí em diante, o ar flui através de passagens em serpentina, sendo expelido pela
ponta da palheta, através do bordo de fuga ou uma combinação destas passagens em uma mesma palheta (blade) ou orientador.
305
Refrigeração por Convecção
306
Refrigeração por Impacto
O aquecimento do ar, interno à palheta (ou estator), gera um maior estado de agitação térmica, que se traduz em fluxo interno de ar de refrigeração em direção às saídas de ar, transportando o calor para fora do aerofólio. 
307
Refrigeração por Impacto
Fluxo interno de ar de refrigeração, transportando o calor para fora da palheta. 
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Refrigeração por Película de ar
Um fluxo de ar, vindo da parte interna do aerofólio, é direciona ao exterior por orifícios no bordo de ataque.
309
Refrigeração por Película de ar
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Formas de fixação das palhetas e orientadores
O conjunto de bocais ejetores da turbina consiste de um anel de contenção interno e outro externo, entre os quais são fixadas as aletas.
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Formas de fixação das palhetas e orientadores
As lâminas ou aletas dos ejetores da turbina podem ser montadas entre os anéis de contenção interno e externo numa variedade de formas. 
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Formas de fixação das palhetas e orientadores
Embora os elementos reais possam variar levemente em sua configuração e características de construção, existe uma característica peculiar para todos os bocais ejetores de turbina...
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Formas de fixação das palhetas e orientadores
Isto é, as aletas têm que ser construídas para permitir a expansão térmica. Por outro lado, pode haver severas distorções ou empenamento dos componentes de metal devido às rápidas mudanças de temperatura.
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Formas de fixação das palhetas e orientadores
A expansão térmica dos bocais da turbina é consumada por diversos métodos. Um método
necessita que as aletas sejam montadas livremente nos anéis de contenção interno e externo. 
(ver figura 1-52 A).
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Formas de fixação das palhetas e orientadores
Cada aleta assenta em uma fenda contornada nos anéis de contenção, as quais estão em conformidade com a forma de aerofólio das aletas. Essas fendas são ligeiramente maiores
que as aletas para proporcionar uma folga.
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Formas de fixação das palhetas e orientadores
Para proteção adicional, os anéis de contenção estão envolvidos por um anel protetor interno e um externo, os quais dão um aumento de resistência e rigidez. 
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Formas de fixação das palhetas e orientadores
Esses anéis de proteção também facilitam a remoção de cada aleta; de outra forma, elas se soltariam na medida em que os anéis de contenção fossem removidos.
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Formas de fixação das palhetas e orientadores
Outro método de construção para permitir a expansão térmica é fixar as aletas nos anéis de contenção interno e externo; contudo nesse método, as aletas são soldadas ou rebitadas na posição (ver figura 1-52 B).
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O efeito da razão de compressão
na eficiência térmica.
Temperatura na entrada do compressor e a eficiência no componente compressor / turbina permanecem constantes
Eficiência do compressor e turbina
( C & T) “versus” eficiência térmica
O efeito, que a eficiência dos componentes do compressor e da turbina, têm sobre a eficiência térmica quando as temperaturas das entradas da turbina e do compressor permanecem constante,
Efeitos da TIT na vida da turbina
A vida útil diminui drasticamente com o aumento de temperatura na entrada da turbina
As três principais variáveis
que afetam as condições de entrada de ar no compressor são: 
Velocidade da aeronave
Altitude da aeronave 
Temperatura ambiente (temperatura do ar exterior)
As 3 variáveis podem ser resumidas em um conceito: densidade de estagnação e afeta o nível de potência do motor
A potência produzida por um motor a turbina
é proporcional à densidade de estagnação
na entrada.
A figura abaixo mostra que o empuxo melhora
rapidamente com a redução da temperatura
do ar exterior à altitude, RPM e velocidade da aeronave constantes
Efeitos da altitude na saída do empuxo
Efeitos da velocidade no empuxo
líquido
o efeito da velocidade da aeronave sobre os fatores que se combinam para produzir o empuxo liberado