TEORIA E CONTRUÇÃO DE MOTORES DE AERONAVES - INTRODUÇÃO

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CAPÍTULO 1 – TEORIA E CONTRUÇÃO DE 
MOTORES DE AERONAVES - 
INTRODUÇÃO 
 Motores – vencem o arrasto por aplicação 
de empuxo; 
 Conversão de energia térmica em mecânica; 
 Força de propulsão – deslocamento de 
fluido de trabalho (por exemplo, o ar); 
 Motores a foguete (rocket) – desloca 
subprodutos da combustão. 
 Motores à hélice – aceleração de grande 
massa de ar com pouca velocidade; 
 Motores turbojatos, estatojatos e pulsojatos 
– aceleram menor quantidade de ar a maior 
velocidade; 
 Motores – comprimem fluido de trabalho 
antes da adição do calor; 
CAPÍTULO 1 – TEORIA E CONTRUÇÃO 
DE MOTORES DE AERONAVES - 
INTRODUÇÃO 
 Métodos de compressão: 
– Compressor à turbina; 
– Pistão; 
– Ar de impacto (estatojato); 
– Aumento de pressão por combustão (pulsojato 
e foguete); 
 
CAPÍTULO 1 – TEORIA E CONTRUÇÃO 
DE MOTORES DE AERONAVES - 
INTRODUÇÃO 
COMPARAÇÃO DOS 
MOTORES - EXIGÊNCIAS 
 Eficiência, economia (combustível, manutenção e 
custo) e confiabilidade; 
 Alta potência de saída sem perda de 
confiabilidade, durabilidade entre revisões; 
 Deve ser compacto; 
 Livre de vibrações; 
 As exigências acima irão ditar: 
– Tipo de ignição; 
– fornecimento de combustível e lubrificação; 
– Amortecimento de vibrações. 
POTÊNCIA E PESO 
 Rendimento útil = empuxo; 
 Potência do motor alternativo medida em BHP 
(brake horse power); 
 Turbina a gás medida em THP (thrust horse 
power) – função da velocidade da aeronave; 
 Condição de decolagem – máxima exigência do 
motor; 
 Potência máxima contínua – determinada pelo 
fabricante do motor; 
 Menor peso do motor – maior carga útil; 
ECONOMIA DE COMBUSTÍVEL 
 Parâmetro – cfc (consumo específico); 
 Cfc: 
– Turbojatos e estatojatos: fluxo de combustível 
por empuxo; 
– Motores alternativos: fluxo de combustível pela 
potência de eixo; 
– Turboélices: fluxo de combustível por potência 
de eixo; 
ECONOMIA DE COMBUSTÍVEL 
 Baixa velocidade – motores alternativos e 
turboélices têm melhor economia; 
 Alta velocidade – melhor desempenho dos 
turbojatos. 
DURABILIDADE E CONFIABILIDADE 
 São fatores idênticos; 
 Confiável – manutenção do desempenho em variações das 
condições de vôo, bem como altitudes; 
 Durabilidade – tempo de vida do motor, enquanto mantém 
a confiabilidade desejada; 
 TBO – varia com as condições de operação do motor 
(temperaturas, alta potência e manutenção recebida); 
 Durabilidade e confiabilidade – parâmetros criados pelos 
fabricantes do motor; 
 Confiabilidade continuada – depende de manutenção, TBO 
e revisão pessoal do operador. 
FLEXIDADE DE OPERAÇÃO 
 Capacidade de um motor operar 
suavemente, com bom desempenho em 
qualquer regime de operação; 
 Essa definição inclui variações atmosféricas 
na operação. 
COMPACTAÇÃO 
 Motor compacto – é aquele que tem 
menores tamanho e forma possíveis; 
 Monomotores – o tamanho do “nariz” pode 
afetar a visão do piloto e o arrasto parasita 
da aeronave; 
 Motores maiores são mais pesados – o que 
representa grande restrição. 
SELEÇÃO DO MOTOR 
 Existem outros fatores além de peso e cfc; 
 TAS < 250 mph – motores alternativos; 
 180 < TAS < 350 mph – motores turboélices; 
 0.8M < TAS < 2.0M – motores turbojatos; 
 Motores alternativos – têm operação mais 
complexa do que turbojatos e turboélices devido 
ao número de instrumentos que se necessita 
monitorar. 
TIPOS DE MOTORES 
ALTERNATIVOS 
 A classificação básica se deve: 
– à disposição dos cilindros em relação ao eixo 
de manivelas: em “V”, em linha, radial e 
horizontalmente opostos); 
– Ao método de refrigeração: 
 A ar: transmissão do calor diretamente dos cilindros 
para o ar (maior parte dos motores aeronáuticos); 
 Líquido: transferência do calor para o líquido 
refrigerante que segue para o radiador. 
MOTORES EM LINHA 
 Nº par de cilindros (maioria), com refrigeração à 
água ou a ar; 
 Possuem apenas um eixo; 
 Pequena área frontal, favorável ao fluxo de ar; 
 Cilindros em posição invertida – trem menor e boa 
visibilidade; 
 Maior razão peso-cv-força; 
 Dificuldade na refrigeração a ar. 
MOTORES OPOSTOS OU TIPO “O” 
 Duas carreiras de cilindros opostos, com o eixo de 
manivelas no centro; 
 Pistões conectados ao eixo por bielas – normalmente, 
refrigerados a ar; 
 Baixa razão peso-cv-força, baixa vibração, ideal para 
instalação em asas de aeronaves. 
MOTORES EM “V” 
 Cilindros montados em duas carreiras em 
linha, geralmente a 60º; 
 Maioria – 12 cilindros refrigerados a 
líquidos ou a ar; 
 Indicação “V” seguido de um traço e 
deslocamento do pistão em polegadas 
cúbicas 
MOTORES RADIAIS 
 Uma ou mais 
carreia(s) de cilindros 
em redor de um cárter 
central; 
 Muito robusto; 
 Nº de cilindros: 3, 5, 7 
ou 9; 
 Potência: entre 100 cv 
a 3800 cv. 
PROJETO E CONSTRUÇÃO DE 
MOTORES ALTERNATIVOS 
 Peças básicas: 
– Pistões; 
– Bielas; 
– Comando de válvulas; 
– Velas; 
 Cabeça do cilindro – 
válvulas (admissão e 
escapamento) e velas; 
 Em cada cilindro – pistão 
conectado com o eixo por 
biela; 
SEÇÕES DO CÁRTER 
 O cárter é a “base” do motor; 
 Contém os rolamento que apóiam o eixo; 
 O cárter armazena óleo lubrificante e sustenta 
mecanismos auxiliares ao motor; 
 O cárter provê a fixação dos cilindros e a fixação 
do motor à aeronave; 
 Deve proteger rolamentos e o eixo de manivelas 
contra o desalinhamento; 
 Leveza e alta resistência – ligas de alumínio 
fundidas ou forjadas. Alguns casos – aço forjado; 
 Cárter – sujeito a vibrações e outras forças: 
– Forças de expansão devido ao trabalho dos cilindros; 
– Forças de inércia e centrífuga do eixo de manivelas – 
movimentos de flexão do cárter; 
– Forças adicionais das engrenagens de redução da 
hélice; 
– Forças de empuxo das hélices e forças centrífugas e 
giroscópicas devido a mudanças de direção da 
aeronave. 
SEÇÕES DO CÁRTER 
MOTORES RADIAIS 
 Exemplo ao lado – 
radial de 9 cilindros de 
carreira simples, com 
parte frontal inteiriça e 
cárter de 2 seções; 
 Motores radiais de 
duas ou mais carreiras 
de cilindro têm 
montagem mais 
complexa. 
SEÇÃO DO NARIZ 
 Possui forma diversas: 
– Cônicas: motores de baixa potência, sem redução. 
Fundido em ligas de alumínio ou magnésio – sem a 
necessidade de suportar hélice pesada; 
– Arredondadas – motores de alta potência, feitas de liga 
de alumínio forjada para absorver vibrações; 
 A construção do nariz é função da vibração que irá 
receber durante a vida útil; 
 A seção do nariz deve ser fiada de forma 
conveniente para transmitir cargas e calor com 
eficiência. Deve fornecer vedação adequada;