01 - História da Propulsão Aeronáutica

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História da Propulsão Aeronáutica 
Giuliano Gardolinski Venson 
versão fevereiro de 2010 
 
 
 
 
História da Propulsão Aeronáutica 
 
 
A Introdução da Propulsão no Vôo Controlado 
 
 
1890: Utilização de motores a pistão nos primeiros dirigíveis, também conhecidos como balões 
motorizados. A principal finalidade era de fornecer controlabilidade em vôo. Os motores eram 
rudimentares e artesanais, com grande peso e baixíssima eficiência. O motor a pistão de quatro 
tempos já havia sido introduzido com sucesso por volta de 1860 por Nikolaus Otto e o homem já 
voava em balões não-motorizados desde meados de 1750. 
 
 
 
Figura. Dirigível com Motor Traseiro 
 
1975-1890: Otto Lilienthal aperfeiçoava seus estudos com planadores. Estima-se que ele tenha 
voado 2500horas em planadores. Otto foi o primeiro a realizar documentação rigorosa dos seus 
estudos, por isso é o mais conhecido dos antigos pioneiros da aviação. 
 
 
1880-1900: Octave Chanute continou os trabalhos de Lilienthal, realizando os primeiros estudos 
para aplicabilidade de motores para propulsão das aeronaves já existentes, os planadores. 
 
 
1890 a 1910: Tentativas fracassadas de construção e vôos com planadores motorizados por pessoas 
despreparadas e sem conhecimentos técnicos avançados. 
 
 
1890: Inicio dos trabalhos dos Irmãos Wright construindo planadores e Santos-Dummont 
construindo balões e dirigíveis. 
 
 
17 de Dezembro de 1903: Os americanos irmãos Wright efetuaram o primeiro vôo de uma 
aeronave controlada e motorizada (338kg). O motor utilizado era um motor de quatro cilindros 
refrigerado a água com potência de 12 hp, que acionava duas hélices. Como o motor era de baixa 
potência, a decolagem era realizada por catapultagem. Relação peso potência do Wright Flyer II: 
28.2 kg/hp. 
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Figura. Primeiro Vôo dos Irmãos Wright em Kitty Hawk 
 
23 de outubro de 1906: O brasileiro Alberto Santos-Dummont efetuou o primeiro vôo oficial de 
uma aeronave motorizada com capacidade de decolar utilizando meios próprios, o 14-Bis (246kg). 
O motor utilizado era um motor quatro tempos com potência de 50hp, que acionava uma única 
hélice. Relação peso-potência do 14-Bis: 4.92 kg/hp. O primeiro vôo de Dummont, ao contrário do 
primeiro vôo dos Irmãos Wright, foi presenciado por mais de 1000 pessoas no Campo de Bagatelle 
em Paris. Santos-Dummont documentou toda a sua pesquisa e tornou-a de conhecimento público. 
 
 
 
Figura. Primeiro Vôo de Santos-Dummont no 14-Bis em Paris 
 
17 de novembro de 1907: Apresentação e primeiro vôo do Demoiselle, melhor aeronave de Santos-
Dummont. A aeronave decolava, com o piloto, com aproximadamente 120kg e possuía um motor 
quatro tempos de 30hp. Relação peso-potência do Demoiselle: 4 kg/hp. A aeronave estabeleceu os 
primeiros recordes oficiais de duração de vôo - 16min e 18km - e velocidade - 96km/h. 
 
 
 
Figura. Demoiselle de Santos-Dummont 
 
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Evolução da Propulsão na Primeira Guerra Mundial (1914-1918) 
 
 
No inicio da Primeira Guerra Mundial as primeiras aeronaves eram empregadas principalmente para 
reconhecimento aéreo. A partir do reconhecimento aéreo surgiu à necessidade de combater o 
inimigo que sobrevoava o território, dando inicio a fase dos primeiros combates aéreos. 
 
As necessidades dos combates aereos exigiam aeronaves mais leves e manobráveis, com motores 
mais potentes. Assim surgiram as primeiras gerações de motores radias. Os motores radiais se 
tornaram popular nas décadas de 1920 e 1930 por possuírem as seguintes características: 
 
● Menor relação peso-potência do que os motores a pistão equivalentes já existentes; 
● Maior durabilidade em relação aos motores a pistão: 300h contra 50h, em média; 
● Eficiência da refrigeração a ar devido à grande área frontal do motor radial; 
● Os motores a pistão da época possuíam grandes problemas com a refrigeração a ar. 
Comumente era adotado um sistema de refrigeração a água, o qual consumia potência do 
motor e tornava o avião mais vulnerável em caso o reservatório de água fosse atingido. 
 
Dentre as aeronaves que voaram na guerra, as principais foram à inglesa Sopwith Camel e a alemã 
Fokker Dr.1 Albatross, essa última eternizada nos combates aéreos Manfred von Richthofen. 
 
 
 
Figura. Aeronave Inglesa Sopwith Camel da Primeira Guerra Mundial 
 
 
 
Figura.Fokker Dr.1 Albatross 
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Evolução da Propulsão na “Era de Ouro de Aviação” (1918-1939) 
 
 
Especialmente na década de 1930, várias melhorias técnicas possibilitaram a construção de aviões 
maiores, podendo voar mais longe, mais rápido com mais carga e passageiros. Dentre essas 
melhorias, uma das principais foi à aerodinâmica, Com o avanço dos estudos aerodinâmicos 
conseguiu-se desenvolver melhores carenagens para os motores, possibilitando a melhor utilização 
de motores refrigerados a ar. 
 
As tecnologias em motores a pistão sofreram grandes avanços com o inicio dos ensaios de 
desempenho dos motores em banco de ensaios padronizados. O desempenho dos motores, que antes 
eram definidos empiricamente, passou a ser obtido experimentalmente através das curvas de 
desempenho. 
 
 
 
Figura. Curva de Desempenho de um Motor a Pistão da Época 
 
Juntamente com a evolução dos motores a pistão em linha veio à evolução e popularização dos 
dirigíveis. Motores mais potentes e confiáveis permitiam a utilização dos dirigíveis para vôos de 
longa duração. Os dirigíveis dominaram as viagens aéreas durante boa parte da década de 1920 e 
1930. A tecnologia dos dirigíveis havia avançado a tal ponto que um modelo Zeppelin deu a 
primeira viagem em torno do mundo nos meses de outubro e dezembro e 1929. O grande 
inconveniente dos dirigíveis utilizados na época era a utilização do hidrogênio, gás altamente 
inflamável, para sustentação do vôo. Em 6 de maio de 1937 o dirigível Zeppelin LZ129 Hindenburg 
chocou-se contra a torre de aterrissagem em Nova Jersey e explodiu. Após esse acontecimento os 
vôos comercias com dirigíveis perderam a credibilidade pública. 
 
O símbolo da “Era de Ouro de Aviação” foi a aeronave Douglas DC-3. Essa aeronave era equipada 
com dois motores radiais Pratt & Whitney R-1830 Twin Wasp, de 14 cilindros radias em forma de 
dupla estrela, com refrigeração a ar. O DC-3 tinha capacidade para 21 passageiros e velocidade de 
cruzeiro de 320 km/h. 
 
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Figura. Aeronave Douglas DC-3 
 
 
 
Figura. Motor Radial Pratt & Whitney R-1830 Twin Wasp 
 
Outros grandes acontecimentos foram conquistados nesse período, como as primeiras travessias 
transoceânicas por aviões multi-motores e as primeiras voltas ao mundo em aviões mono-
tripulados. 
 
O Nascimento da Sobre-Alimentação dos Motores a Pistão 
 
Ao final da década de 1930 as aeronaves voavam em altitudes cada vez maiores. O vôo em altitude 
elevada traz o inconveniente de que à medida que a altitude aumenta, a densidade do ar atmosférico 
diminui. Na altitude de 30000ft a densidade do ar é equivalente a 1/3 da densidade ao nível do mar. 
Com a redução da densidade, menos massa por unidade de volume é aspirada pelo motor, com 
conseqüente redução de potência do motor. A potência de um motor de combustão interna ao nível 
do mar cai pela metade a 18000ft de altitude. 
 
Introduziu-se assim o conceito de sobre-alimentar os motores, até então naturalmente aspirados. A 
finalidade da sobre-alimentação é aumentar a quantidade de massa por unidade de volume aspirada 
pelo motor, através de um compressor de ar. Em termos práticos isso significa entregar ao motor 
mais ar do que ele naturalmente seria capaz de aspirar. Em termos termodinâmicos isso significa 
aumentar a eficiência volumétrica domotor. 
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Os primeiros sistemas de sobre-alimentação consistiam de um compressor rotativo ligado 
diretamente ao eixo de manivelas do motor, chamados de sistemas supercharger. A descarga do 
compressor é direcionada para o coletor de admissão do motor. Os primeiros sistemas conseguiam 
manter a pressão de admissão do motor igual a pressão atmosférica, ao nível do mar, em altitudes 
de até 10000ft. Ao final da década de 1940 os superchargers já conseguiriam manter a pressão 
atmosférica em altitudes de até 30000ft, possibilitando ainda manter a cabine de passageiros 
pressurizada para vôos em grandes altitudes. 
 
O inconveniente da sobre-alimentação é que o processo de aumento de pressão eleva também a 
temperatura do ar de admissão. O efeito combinado do aumento da pressão e temperatura pode 
ocasionar a detonação da mistura combustível no motor antes do centelhamento, podendo vir a 
ocasionar falhas catastróficas. A solução adotada seria o pós-resfriamento do ar comprimido através 
de um sistema de intercooling, utilizando o sistema de refrigeração a água do motor. 
 
O Nascimento do Motor a Jato 
 
No final da década de 1930 o motor a jato começou a ser desenvolvido na Alemanha e na 
Inglaterra. Pela Inglaterra Frank Whittle patenteou o desenho de uma turbina a jato em 1938. Pela 
Alemanha Hans von Ohain patenteou sua versão da turbina a jato em 1936. Ambas as turbinas, a de 
Whittle e de Ohain, eram baseadas em um compressor centrifugo, câmaras de combustão tubulares 
e um único estágio de turbina axial. Ohain obteve sucessos mais progressivos com sua pesquisa. Em 
1939 a Alemanha foi a primeira a decolar uma aeronave com motores a jato, o Heinkel He-138, 
impulsionado pelo motor He-3b desenvolvido por Ohain. 
 
 
 
Figura. Heinkel He-138, a primeira aeronave com motores a jato 
 
 
 
Figura. Motor a Jato do inglês Frank Whittle 
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O principio de funcionamento dos motores a jato, também chamados de turbojato, é baseado no 
mesmo principio da propulsão a hélice: deslocar massa de ar com velocidade relativa maior do que 
a velocidade do escoamento que chega ao motor a fim de gerar empuxo, ou força de tração. 
Diferentemente dos motores a hélice que deslocam grande quantidade de massa a velocidades 
moderadas, os motores a jato deslocam grande quantidade de massa em grandes velocidades. 
 
Nos motores turbojato o empuxo é gerado devido à aceleração do escoamento pelo processo de 
combustão, que ocorre dentro do motor, e pela geometria convergente na saída do motor. Para que a 
energia termo-cinética seja gerada de forma eficiente, o ar aspirado pelo motor é comprimido 
através um ou mais compressores antes de entrar na câmara de combustão. Para acionar o 
compressor é utilizada uma ou mais turbinas de potência posicionadas na saída da câmara de 
combustão, ligadas coaxialmente aos compressores. A função da turbina é aproveitar parte da 
energia termo-cinética gerada na combustão para acionamento dos compressores e acessórios do 
motor. Nem toda a energia termo-cinética é utilizada pela turbina, o remanescente é transformado 
em empuxo no bocal de saída do motor. 
 
 
 
Figura. Esquema de Operação de um Motor Turbojato 
 
O empuxo gerado pelo motor turbojato é força de tração, medida em N ou lbf. O principio físico 
por trás desse fenômeno vem da 3ª Lei de Newton, a lei da ação e reação. Ou seja, o fluxo de ar que 
sai do motor, com dada velocidade relativa em relação ao ambiente, exerce força sobre o ambiente e 
este exerce força de mesma intensidade e direção oposta ao fluxo de ar que sai do motor, o empuxo.
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Evolução da Propulsão na Segunda Guerra Mundial (1939-1945) 
 
 
Durante o período da Segunda Guerra Mundial ocorreu um rápido desenvolvimento da tecnologia 
aeronáutica. Motores a pistão sobre-alimentados cada vez mais potentes permitiram o aparecimento 
de aeronaves pressurizadas. No meio da guerra aviões bombardeiros realizavam missões 
transcontinentais em grandes altitudes, escoltados por aeronaves de caças de grande autonomia. 
 
Um dos motores a pistão de maior sucesso em toda a guerra foram os motores radiais das famílias 
R1800 e R2800 da Pratt & Whitney. Esses motores impulsionavam desde caças a pistão 
monomotor, como o Republic P-47 Thunderbolt, até bombardeiros quadrimotores como o Boeing 
B-17 e o Boeing B-29. Os motores radiais de uma forma geral demonstraram serem extremamente 
robustos, confiáveis e duráveis. 
 
 
 
Figura. Republic P-47 Thunderbolt 
 
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Figuras. Boeing B-17 à esquerda e Boeing B-29 à direita 
 
Os motores a pistão também evoluíram significativamente durante a guerra, surgindo novas 
gerações de motores lineares e os motores em V. Os principais aviões de caças a pistão da época, o 
americano North American P-51 Mustang, o inglês Supermarine Spitfire e o alemão Messerschmitt 
Bf-109 utilizavam motores a pistão não-radiais. Todos esses aviões utilizavam motores a pistão 
com configuração de cilindros em forma de V. Essa configuração permite acomodar mais pistões 
em dado comprimento de motor do que uma configuração linear em fileira. Outras vantagens dessa 
configuração são: menor área frontal em relação a motores a pistão de cilindros opostos e menor 
vibração do motor. 
 
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O P-51 e o Spitfire utilizavam motores da família Rolls-Royce Merlin. Esses motores variavam de 
12 a 14 cilindros opostos 6-6 ou 7-7 em forma de V, com sobre-alimentação supercharger e 
refrigerados a água. Para o P-51 Mustang com 5490kg e motor de 1700hp, a relação peso-potência 
era de 3.2 kg/hp. Para o Supermarine Spitfire com 3070kg e motor de 1040hp, a relação peso-
potência era de 2.9 kg/hp. Uma das características únicas do P-51 Mustang é a entrada de ar do 
radiador de água localizado abaixo da fuselagem. 
 
 
 
Figuras. P-51 Mustang 
 
 
 
Figura. Supermarine Spitfire 
 
 
 
Figura. Motor a Pistão Rolls-Royce Merlin 
 
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Figura. Esquema do Motor a Pistão Rolls-Royce Merlin 
 
O caça alemão Messerschmitt Bf-109 utilizava o motor a pistão Daimler Benz DB601 de 1150hp, 
com 12 cilindros em forma de V invertido, supercharger, refrigerado a água e injeção direta de 
combustível. O Bf-109 possuia peso de decolagem de 3150kg o que oferecia uma relação peso-
potência de 2.7 kg/hp. 
 
 
 
Figura. Messerschmitt Bf-109 
 
 
 
Figura. Motor a Pistão Daimler Benz DB601 
 
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A Introdução dos Motores a Jato em Aviões de Combate 
 
Em meados de 1943 a Alemanha colocou em operação o primeiro avião a jato operacional da 
história, o caça Messerschmitt Me-262. Essa aeronave podia atingir cerca de 900km/h, atingindo 
altitudes de combate mais rápido do que qualquer aeronave a pistão. O caça alemão tinha peso 
máximo de decolagem de 7100kg e era impulsionado por dois motores turbojato Jumo 004 com 
8800N de empuxo cada, o que gerava em uma relação peso-tração de 4. Os motores eram do tipo 
compressor axial de oito estágios, com seis câmaras de combustão tubulares interconectadas e um 
estágio de turbina axial. O combustível utilizado era o J-2, versão sintética do óleo Diesel. 
 
Em comparação, a aeronave a pistão mais rápida na época era o Chance Vought F-4U Corsair, caça 
de interceptação da marinha americana, o qual atingia cerca de 650km/h. O Corsair tinha peso de 
decolagem de 6600kg e era impulsionado por um motor radial Pratt & Whitney R-2800 double 
wasp com de 2.450hp, com hélice de 4,5m de diâmetro. Relação peso-potência de 2,69 kg/hp.Figura. Messerschmitt Me-262 
 
 
 
Figura. Motor a Jato Junkers Motoren Jumo 004 
 
 
 
Figura. Chance Vought Corsair F-4U Corsair 
 
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Visando a atender aos requisitos de durabilidade e resistência mecânica, as versões iniciais do 
motor a jato Jumo 004 eram construídas com materiais nobres, como níquel, cobalto e molibdênio. 
Entretanto, com a crescente necessidade pelos motores, esses passaram e serem fabricados com 
ligas de aços menos resistentes a fim de acelerar o processo de produção. Os motores Jumo tinham 
vida útil de aproximadamente 50h, com um grau de falha por volta dos 20%. 
 
Pelo lado os aliados, a Inglaterra colocaria em operação seu primeiro caça a jato em 1944. A 
aeronave Gloster Meteor era um caça bimotor, impulsionado por dois motores turbojato 
Rolls-Royce RB.23, uma variante do primeiro motor desenvolvido por Frank Whittle. Os motores 
eram semelhantes construtivamente ao motor de Whittle e desenvolviam 7.7kN de empuxo cada. 
Com um peso 6270kg, o Meteor tinha razão peso-tração de 3.98. 
 
 
 
Figura. Gloster Meteor 
 
Ainda antes do final da guerra entraria em operação o primeiro bombardeiro a jato, o alemão Arado 
Ar-234. O Arado era uma aeronave bimotora e utilizava os mesmos motores a jato do Me-262. 
Como os motores Jumo 004 seriam empregados também nas bombas voadoras alemãs V-1, ao final 
de 1944 ocorreram problemas de fornecimento de motores para os caças e bombardeiros. 
 
 
 
Figura 1. Arado Ar-234 
 
A Alemanha utilizaria também antes do final da guerra as primeiras aeronaves não-tripuladas com 
finalidade balística da história, as “bombas voadoras” V-1. Essas bombas voadoras eram 
impulsionadas pelo mesmo motor a jato Jumo 004 que equipava o caça Me-262 e o bombardeiro 
Ar-234. As bombas obtiveram sucesso mediano nas missões empregadas visto que voavam em 
linha reta e a velocidade constante, podendo ser facilmente abatidas pela artilharia antiaérea. 
 
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Figura. “Bomba Voadora” V-1 
 
Outro motor a jato alemão que apareceria antes no final da guerra foi o BMW 003. Esse motor era 
muito semelhante ao modelo da Junkers e foi utilizado como base para os aviões a jato pós-guerra. 
 
 
 
Figura. Motor a Jato BMW 003 
 
O Surgimento do Motor Turbo-Hélice 
 
Em meados de 1942 o húngaro György Jendrassik apresentou com sucesso o primeiro motor 
turbo-hélice operacional, o Jendrassik Cs-1. O motor era capaz de desenvolver cerca de 75shp, mas 
não teve aplicação imediata em nenhuma a aeronave da época devido a problemas financeiros com 
o projeto. Entretanto, esse motor serviria de base para o primeiro motor turbo-hélice de sucesso, o 
Rolls-Royce RB.50 Trent. 
 
 
 
Figura. Motor Turbo-Hélice Jendrassik Cs-1 
 
Os motores turbo-hélice possuem principio de funcionamento semelhante a um motor a jato, com a 
câmara de combustão gerando energia térmica para acionamento da turbina e do compressor. A 
principal diferença é que no motor a jato a energia termo-cinética é aproveitada para geração de 
empuxo no bocal de saída. No motor turbo-hélice, a energia é aproveita visando gerar potência de 
eixo para acionamento de uma hélice. 
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Construtivamente, a hélice dos motores turbo-hélices é semelhante a dos motores a pistão. No caso 
dos motores turbo-hélice, a hélice não pode ser conectada diretamente ao eixo de potência devido às 
altas rotações da turbina. A velocidade tangencial na ponta das pás da hélice não pode atingir o 
regime transônicos sob pena de falhas catastróficas no conjunto moto-propulsor. Assim, um sistema 
de redução deve ser usado para acionamento da hélice. Outra solução proposta nas décadas de 1960 
seria a utilização de uma turbina livre para acionamento da hélice. 
 
 
 
Figura. Esquema de Operação de um Motor Turbo-Hélice 
 
Os motores turbo-hélice possuem a vantagem em relação aos motores a pistão de poderem acionar 
hélices maiores, deslocando mais ar, gerando mais empuxo. Em relação aos motores a jato a 
vantagem é a eficiência em baixas velocidades, onde a eficiência propulsiva por hélices é superior. 
A principal desvantagem é que a eficiência propulsiva por hélice decai bruscamente com a aumento 
da velocidade, sendo praticamente inviável para velocidades acima de 700 km/h. 
 
O Nascimento da Propulsão a Foguete 
 
Por volta de 1942, engenheiros alemães coordenados pelo 
alemão Wernher von Braun iniciaram os testes de um novo 
tipo de armamento militar que iria revolucionar 
completamente a história da propulsão aeroespacial. O 
foguete V-2 ou simplesmente V-2 foi o primeiro míssil 
balístico da história a usar propulsão foguete, tendo sido 
usado pela Alemanha durante as últimas fases da Segunda 
Guerra Mundial. O conceito por trás da propulsão a foguete 
é gerar impulso através da expansão em altíssima 
velocidade dos gases queimados na câmara de combustão. 
 
A mistura combustível-comburente é pressurizada em 
câmaras adequadas e é queimado em uma câmara de 
combustão. O processo de combustão gera pressões ainda 
mais elevadas na câmara, e os gases queimados são 
forçados a sair através de uma tubeira. Nessa tubeira ocorre 
expansão dos gases, acelerando o escoamento a velocidades 
sônicas. Essa aceleração do escoamento gera o impulso 
necessário para deslocar do foguete. O V-2 utilizava como 
combustível o etanol e como comburente oxigênio líquido. Figura. Míssil Balístico V-2 
 
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Figura. Esquema do foguete V-2, a esquerda, e motor do foguete V-2, a direita 
 
Como as “bombas voadoras” V-1 e os mísseis balísticos V-2 eram muito imprecisos, instáveis e de 
difícil operação, não tiveram impacto no resultado da guerra. Mesmo as aeronaves a jato alemãs 
tiveram sua entrada em serviço muito próximo ao final da guerra, não influenciando o resultado 
final do combate na Europa. 
 
Os trabalhos de von Braum no desenvolvimento da tecnologia de foguetes abririam caminho para a 
conquista do espaço. Os Estados Unidos e a União Soviética capturaram e estudaram a propulsão 
dos foguetes V-2 no período pós-guerra, dando inicio a corrida espacial entre esses dois países. Von 
Braun deu continuidade aos trabalhos com propulsão foguete nos Estados. Seus trabalhos 
culminariam com a construção dos foguetes da família Saturno na década de 1960 e 1970, os quais 
levariam o homem a Lua. 
 
 
 
Figura. Exposição do Foguete Saturno V 
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Evolução da Propulsão do Período Pós-Guerras até Atualmente 
 
 
14 de outubro de 1947: O americano Charles "Chuck" Yeager voa na primeira aeronave a romper 
a barreira do som em vôo controlado. A aeronave Bell X-1 utilizada por Yeager fazia parte do 
programa de desenvolvimento da tecnologia supersônica, que havia começado na década de 1930 
com os trabalhos de Theodore von Kármán. A aeronave era impulsionada por um motor foguete 
XLR-11-RM3 de combustível líquido. Como a autonomia de vôo era reduzida, o X-1 era lançado 
de um bombardeiro B-29. Após o lançamento era ligado o motor foguete para atingir a velocidade 
sônica. Depois de acabar o combustível, a aeronave planava de volta ao campo de pouso. O X-1 
estabeleceu marcas de velocidade de até Mach 1.26. 
 
 
 
Figuras. Bell X-1 e Motor Foguete do X-1 
 
1948: A Inglaterra apresenta a primeira aeronave civil a jato, um Vikers VC1 Viking dotado de dois 
motores turbojato Rolls-Royce Nene. O Viking foi originalmente projetado para voar com dois 
motores radiais ingleses Bristol Hercules de 1690hp cada. A versão a jato possuía dois motores 
turbojato de 22.2kN de empuxo cada. Os motores eram do tipo compressor centrifugo duplo, com 
novecâmaras de combustão tubulares e um estágio de turbina axial. 
 
 
 
Figura. Vickers Viking na versão turbojato e Motor Rolls-Royce Nene 
 
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1948: Entrada em operação da primeira aeronave comercial turbo-hélice, o Vickers Viscount 700 de 
fabricação inglesa. O Viscount era impulsionado por quatro motores Rolls-Royce Mk.525 Dart, 
evolução do RB.50 Trent, que desenvolviam 2100shp cada. O Viscount possuía peso de decolagem 
32700 kg o que correspondia em uma razão peso-potência de 3.9kg/hp. 
 
 
 
Figura. Vickers Viscount 700 
 
 
 
Figura. Motor Turbo-Hélice Rolls-Royce Dart 
 
1945-1950: Após a Segunda Guerra Mundial os Estados Unidos e a União Soviética estudaram 
intensivamente os motores alemães apreendidos. As pesquisas realizadas em ambos os países 
visavam aperfeiçoar os materiais e componentes dos motores, a fim de aumentar a vida útil e 
eficiência. Por volta de 1950 a empresa americana General Eletric desenvolveria as primeiras 
versões do seu motor turbojato J47, que seria utilizando para impulsionar o primeiro caça a jato 
americano de sucesso, o North American F-86 Sabre. Em paralelo, a União Soviética desenvolvia 
uma versão aperfeiçoada do Rolls-Royce Nene para equipar seu primeiro caça a jato, o Mig-15. 
 
 
 
Figura. North American F-86 Sabre 
 
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Figura. Mig-15 
 
1952: Entrada em operação da primeira aeronave a jato da aviação comercial, o inglês de Havilland 
Comet. O Comet empregava quatro motores turbojato Rolls-Royce Avon Mk 524. Os motores 
possuíam quinze estágios de compressores axiais, câmara de combustão anular e dois estágios de 
turbinas axiais. Cada motor gerava 46.8kN de empuxo (10500lb). Com um peso de decolagem de 
73470 kg, o Comet tinha razão peso-tração de 3.85. 
 
 
 
Figura. de Havilland Comet e Motor Turbojato Rolls-Royce Avon 
 
1954: Entrada em operação das primeiras versões do Boeing 707, a primeira aeronave quadrimotora 
de transporte de passageiros de grande sucesso da história. O Boeing 707 viria a popularizar o 
transporte de passageiros em rotas longas (intercontinentais e transcontinentais). Os primeiros 707 
voaram com motores turbojato Pratt & Whitney JT3C. As versões mais modernas, produzidas ao 
final da década de 1950 e durante toda a década de 1960 voavam com motores turbofan JT3D. Os 
motores JT3D eram motores turbofan de baixa razão de derivação. 
 
 
 
Figura. Boeing 707 
História da Propulsão Aeronáutica 
Giuliano Gardolinski Venson 
versão fevereiro de 2010 
 
 
 
Os motores turbofan na verdade são motores turbojato dotados de um grande fan carenado 
(entenda-se com um grande ventilador) a frente dos primeiros estágios do compressor. Nesses 
motores, somente uma parcela do fluxo de ar que entra no motor é utilizada no núcleo de potência 
do motor (compressor-câmara-turbina). O restante é desviado pela periferia do motor após passar 
pelo fan. A razão entre a parcela de ar desviada e a não desviada é chamada de razão de by-pass 
BPR ou razão de derivação. Os primeiros motores turbofan possuíam baixo BPR, de 0.2:1 a 1:1. 
Motores turbofan modernos possuem BPR acima de 5:1. 
 
Os motores turbofan geram empuxo através da combinação do fluxo de ar acelerado pelo fan 
carenado e do fluxo acelerado no bocal de saída. A principal diferença dos turbofans com os 
turbojatos em termos fluido-mecânicos é que o fan desloca grande quantidade de ar com baixa 
aceleração e o bocal de saída desloca menos quantidade de ar com grande aceleração. 
 
Os motores turbofans introduziram o conceito de motores com dois conjuntos de potência, 
conhecidos como motores twin-spool. Esse tipo de motor é constituído de um conjunto turbina-
compressor de baixa pressão ligado em série a um conjunto turbina-compressor de alta pressão. Os 
compressores de baixa pressão descarregam o ar nos compressores de alta pressão e por sua vez as 
turbinas de alta pressão descarregam nas turbinas de baixa pressão. Nessa configuração, o eixo do 
conjunto de baixa pressão gira internamente ao eixo do conjunto de alta pressão. 
 
. 
 
Figura. Esquema de Fluxo em Motor Turbofan 
 
As principais vantagens dos motores turbofan em relação aos motores turbojato são: 
 
● Menor consumo especifico de combustível visto que o empuxo gerado pelo fan é 
aproveitado de maneira mais eficiente; 
● Menor ruído ambiente. O ar proveniente do fan, pouco aquecido, envolve os gases de 
combustão provenientes do núcleo do motor; 
● Mais eficientes em regime subsônicos. 
 
As principais desvantagens em relação aos motores turbojato: 
 
● Maior área frontal devido aos grandes diâmetros do fan, aumentando o arrasto da aeronave; 
● Velocidades de exaustão menores, gerando empuxo menor para um dado tamanho de motor; 
● Menos eficientes em regimes transônicos e supersônicos; 
● Maior peso para uma dada potência de motor; 
 
História da Propulsão Aeronáutica 
Giuliano Gardolinski Venson 
versão fevereiro de 2010 
 
 
 
1967: Entrada em operação das primeiras versões do Boeing 737, com motores turbofan de baixa 
razão de derivação. A família dos Boeing 737 viria a ser o maior sucesso comercial da história da 
aviação de passageiros. As primeiras versões -100 e -200 dos 737 utilizavam motores turbofan Pratt 
& Whitney JT8D de baixo BFR 0.9:1. As versões mais modernas -700 e -800 atuais utilizam 
motores CFM International CFM56-7 com grande BPR 5.5:1. 
 
 
 
Figura. Boeing 737-200 
 
 
 
Figura. Boeing 737-800 
 
1967: Introdução comercial dos motores turbo-hélice Pratt & Whitney da família PT-6. Esses 
motores viriam a ser os motores turbo-hélice de maior sucesso da história da aviação comercial. Os 
conjuntos PT-6 possuem faixas de potência que variam dos 500shp até os 1900shp. Esses conjuntos 
operam em fluxo reverso, contrário ao comumente encontrado em turbinas, e utilizam uma turbina 
livre para acionamento da hélice. A entrada de ar para o motor ocorre pela parte traseira. O ar e o 
gás combustão percorrem todo o motor no sentido de trás para frente, sendo o escape localizado na 
parte dianteira do motor. Essa configuração foi adotada para permitir o acomodamento da turbina 
livre próxima ao sistema de redução da hélice. 
 
 
 
Figura. Esquema em Corte de um Motor Turbo-Hélice PT-6 
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Figura. Motor Turbo-Hélice Pratt & Whitney PT-6 
 
Mais de 100 aeronaves comerciais utilizam motores turbo-hélices da família PT-6, dentre elas as 
aeronaves brasileiras Embraer EMB-120 Brasília, de transporte de passageiros, e o EMB-312 
Tucano, aeronave militar de treinamento. 
 
 
 
Figura. Embraer EMB-120 Brasilia e EMB-312 Tucano 
 
1969: Entrada em operação da primeira e única aeronave de transporte de passageiros supersônica 
da história, o Aérospatiale/BAC Concorde. O Concorde tinha capacidade de atingir velocidades de 
cruzeiro de Mach 2.2. Era impulsionado por quatro motores Rolls-Royce/Snecma Olympus 593. Os 
motores eram do tipo turbojato, com sistema de pós-queimadores ou afterburner. Desenvolviam 
cada um 142kN de empuxo sem afterburner e 169kN com afterburner. Os sistemas de pós-
queimadores consistem na injeção de combustível no bocal de saída do motor, a fim de aumentar 
ainda mais velocidade dos gases de escape, aumentando o empuxo. No Concorde eles eram 
acionados somente nas decolagens e para romper a barreira de Mach 1. Como em todos os motores 
baseados em compressores e turbinas, o fluxo de ar deve percorrer o motor em regime subsônico. O 
Concorde possuía entradas de ar de geometria variável a fim de permitir desacelerar o escoamento 
sônico para regimes subsônicos. 
 
 
 
Figura. Aérospatiale/BAC Concorde 
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Figuras. Entrada de Ar dos Motoresdo Concorde e Motor Turbojato Olympus 593 
 
1970: Entrada em operação dos Boeing 747 Jumbo, que seriam os maiores aviões de transporte de 
passageiros nas três décadas seguintes. Os Jumbos são aeronaves quadrimotoras, com dois motores 
turbofan sob cada asa. As primeiras versões -100, -200 e -300 eram impulsionadas por motores 
turbofan Pratt & Whitney JT9D de grande BPR com empuxo da ordem dos 220kN (50000lbf) cada. 
As versões mais modernas -400 e -400ER utilizam motores turbofan General Eletric CF6-80C com 
240kN de empuxo (540000lbf). 
 
 
 
Figura. Boeing 747-400 
 
Os motores CF6 possuem um estágio de fan, três estágios de compressores axiais de baixa pressão, 
quatorze estágios de compressores axiais de alta pressão, câmara de combustão anular, dois estágios 
de turbinas axiais de alta pressão e quatro estágios de turbinas axiais de baixa pressão. O BPR 
desses motores varia de 4.24:1 a 4:1. 
 
 
 
Figuras. Motores Turbofan General Eletric CF6 e Pratt & Whitney JT9D 
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Giuliano Gardolinski Venson 
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1970-1980: Desenvolvimentos os principais caças de superioridade aérea utilizados pelos Estados 
Unidos até o final do século: os caças Grumman F-14 Tomcat, General Dynamics F-16 Falcon, 
McDonnell Douglas F-15 Eagle e F-18 Hornett. Todas essas aeronaves são supersônicas e utilizam 
motores turbofan de baixo BFR com afterburners. Como os motores turbofan tendem a perder 
eficiência em regimes transônicos devido às altas velocidades na entrada do motor, essas aeronaves 
foram projetadas com entradas de ar de geometria variável. 
 
 
 
Figura. Grumman F-14 Tomcat 
 
 
 
Figura. Motor Turbofan General Electric F110, do F-14, com pós-combustor acionado 
 
1987: Entrada em operação das primeiras aeronaves Airbus da família A320. Essas aeronaves 
viriam a disputar o mercado, até então dominado pela Boeing com suas aeronaves 737, no segmento 
de aeronaves de médio alcance. Todas as aeronaves de família A319, A320 e A321 são 
impulsionadas por motores turbofan de alto desempenho CFM56-5A, -5B e -5C. 
 
 
 
Figura. Airbus A320 
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Giuliano Gardolinski Venson 
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1990-1995: Introdução dos motores turbofan da série GE90, da General Eletric, os mais potentes 
motores da história da aviação. O modelo GE90-115B é o maior e mais potente já construindo, 
possuindo fan com 3,25m de diâmetro e gerando 513kN de empuxo (115300lbf). Esse motor é 
utilizando para impulsionar o Boeing 777, maior aeronave bi-reatora da aviação comercial. 
 
` 
 
Figuras. Boeing 777 e Motor Turbofan GE90 
 
1996: Introdução do motor turbofan GP7200, construindo em parceria entre a General Electric e a 
Pratt & Whitney, o mais moderno e de maior rendimento disponível comercialmente. Esse motor 
gera empuxo de 340kN (76500lb) e é utilizado para impulsionar o Airbus A380, maior aeronave 
comercial de passageiros do mundo, com quatro motores. 
 
 
 
Figura. Airbus A380 
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Giuliano Gardolinski Venson 
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Referências Bibliográficas 
 
 
Hill, P., Peterson, C. “,Mechanics and thermodynamics of propulsion”. New York, USA: Addison 
Wesley. 1992. 
 
Mattingly, J. D. “Elements of Gas Turbine Propulsion”. New York, USA: McGraw Hill 
International. 1996. 
 
Saravanamuttoo, H., Rogers, G., Cohen, H. “Gas Turbine Theory”. London, Great Britain: Prentice 
Hall,. 2001. 
 
Borman, G. L, Ragland, K. W. “Combustion engineering”. New York, USA: McGraw-Hill. 1998. 
 
Metcalf, Jonathan. Flight: 100 Years of Aviation. 
 
Thomson, W. “Thrust for Flight”. Guildford, Great Britain: Piman Publishing Ltd. 1979. 
 
Setright, L. J. K. “The Power to Fly: The Development of the Piston Engine in Aviation”. Somerset, 
Great Britain: George Allen & Unwin Ltd. 1971. 
 
On-line. “Aviation History: História da Aviação”. 
Disponível em < http://en.wikipedia.org/wiki/Aviation_history >. 
 
On-line “Jet Engine: Motores a Jato”. 
Disponivel em < http://en.wikipedia.org/wiki/Jet_engine >.