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CAPÍTULO 01 TEORIA E CONSTRUÇÃO DE MOTORES DE AERONAVES Para que uma aeronave permaneça em vôo e com velocidade constante, deve existir um em- puxo igual e em direção oposta ao arrasto ae- rodinâmico dessa aeronave. Todos os motores térmicos têm em comum a capacidade de converter energia calorífica em energia mecânica. O ar é o principal fluido utilizado para propul- são em todos os tipos de motores exceto fo- guetes. O fluido (ar) utilizado para a força de propulsão é em diferente quantidade daquela utilizada no motor para produzir energia mecânica. Exigências Gerais Todos os motores devem obedecer a exigên- cias gerais de eficiência, economia e confiabili- dade. O motor deve prover alta potência de saída sem sacrifício da confiabilidade, deve ser com- pacto, baixo peso, livre de vibrações e durabili- dade para operar longos períodos entre revi- sões. Potência e Peso Motor alternativo/hélice é medido em (BHP = cavalo força ao freio) Motor de Turbina a Gás o empuxo é convertido em (THP = cavalo força de empuxo em libras) Durabilidade e Confiabilidade Durabilidade é o tempo de vida do motor, en- quanto mantém a confiabilidade desejada. TBO (intervalo entre revisões) varia com as condições de operação do motor, tais como, temperatura, duração em que o motor é opera- do em alta potência e manutenção recebida. A confiabilidade continuada de um motor é determinada pela manutenção, revisão geral do operador. Rusticidade é o tempo de vida de um motor A qualidade principal de um motor é a segu- rança. FLEXIBILIDADE DE OPERAÇÃO É a capacidade de um motor funcionar suave- mente desde a marcha lenta até a potência máxima. TIPOS DE MOTORES ALTERNATIVOS (CONVENCIONAIS) Motores alternativos são classificados de acor- do com a montagem dos cilindros com relação ao eixo de manivelas, são eles: Em linha Em ‘’V’’ Radial Opostos. MOTOR ‘’EM LINHA’’ Um motor em Linha tem geralmente um nume- ro par de cilindros. São refrigerados a ar ou a liquido. Possui somente 1 eixo de manivelas na parte de baixo ou de cima dos cilindros. Se o eixo de manivelas for instalado abaixo do cilindro é denominado motor invertido. Quando refrigerados ar são deficientes devido a sua grande área frontal. Tem alta razão de peso/cavalo forca. Motores Opostos ou tipo ‘’O’’ Os motores opostos possuem duas carreiras de cilindros opostos. Eixo de manivelas no centro. Montados na horizontal ou vertical. Refrigerados a ar ou liquido, porem os a ar são mais usados na aviação. Possuem baixa vibração porem tem uma baixa razão peso-cavalo forca, mas é ideal para insta- lação nas asas devido poder ser montado na horizontal. GMP - Resumo Page 1 Motores em ‘’V’’ Nos motores em ‘’V’’ os cilindros são montados em 2 carreiras em linha em 60 graus. Possuem 12 cilindros refrigerados a liquido ou ar, são designados pela letra ‘’V’’ seguida da cilindrada. Motores Radiais Em um motor radial os cilindros podem ser dispostos em 1 ou 2 carreiras ao redor do cárter. 1 carreira pode conter 3,5,7 ou 9 cilindros. Sua potência varia de 100 a 3800 cavalos- força dependendo da sua configuração. O eixo de manivelas pode ter 1 ou 2 moentes dependendo da quantidade de car- reira de cilindros. Todos os motores radiais de aviação têm um rendimento global que não ultrapassa nas melhores condições os 28%. Construção dos Motores Alternativos As pecas básicas de um motor são: • Cárter • Cilindros • Pistões • Bielas • Mecanismo de comando das válvulas • Eixo de manivela Na cabeça de cada cilindro estão as válvulas de admissão e de escapamento. Dentro de cada cilindro está o pistão móvel conectado ao eixo de manivela por uma biela. Seções do Cárter A base de um motor é seu Cárter. Ele contém rolamentos nos quais o eixo de manivela se apóia. Além de auto se sustentar o Cárter deve prover um recipiente para o óleo de lubrificação e apoiar mecanismos externos e internos do mo- tor. Ele prove apoio para fixação dos conjuntos de cilindros e para fixação do motor a aeronave. O Cárter deve ser rígido e forte para evitar de- salinhamento do eixo de manivelas e seus ro- lamentos. Ligas de alumínio fundidas ou forjadas, são geralmente usadas na construção devido sua leveza e resistência. Cárters de aço forjado são usados em motores de alta potência. Seção do Nariz São cônicas ou arredondadas de forma a man- ter o metal sob tensão ou compressão. SEÇÃO DE POTÊNCIA Nos motores equipado com biela mestra bipar- tida e eixo de manivela tipo maciço, a seção do Cárter principal ou de potência pode ser maciça ou de liga de alumínio. A seção principal bipartida é de liga de alumí- nio ou magnésio. Seção Difusora A seção do difusor ou compressor é fundida em liga de alumínio, em alguns casos de liga de magnésio (mais leve). Essa seção dispõe de flange para ligar o con- junto do motor a sua estrutura ou berço na fuselagem de aeronaves monomotoras, ou a nacele de estrutura da asa nas aeronaves multimotoras. Os flanges podem integral ou separável no caso de berços flexíveis ou dinâmicos. O conjunto do berço suporta todo o motor incluindo a hélice. Seção de Acessórios É a seção traseira de liga de alumínio ou mag- nésio provida para fixação de magnetos, carbu- radores, bombas de combustível, óleo e vácuo, motores de partida, geradores etc... Trens de Engrenagens de Acessório Engrenagens de dentes retos ou dentes chanfrados Dentes retos são usados para acionar acessó- rios com cargas mais pesadas. GMP - Resumo Page 2 Dentes chanfrados permitem posição angular de eixos principais Engrenagem acionadora de acessório carre- gada por mola permite forças elevadas preve- nindo contra danos. Eixo de Manivelas Eixo de manivelas é a espinha dorsal dos motores alternativos, ele está sujeito a maioria das forças desenvolvidas pelo motor. Seu objetivo principal é transformar o movimento alternativo do pistão e da biela em movimento rotativo, para acionamento das hélices. Os eixos de manivelas são muito resisten- tes, por tanto são forjados de aço cromo- níquel molibdênio. Os eixos de 6 manivelas são utilizados em mo- tores em linha , opostos de 6 cilindros e em ‘’V’’ de 12 cilindros. Os eixos de manivelas de motores radiais podem ser de manivela única, 2 ou 4 mani- velas, dependendo do motor que pode ser de 1, 2 ou 4 fileiras Independente do numero de manivelas, cada eixo tem 3 partes principais: Munhão: é o eixo central da manivela que transmite a rotação para a hélice e acessórios. Moente (pino da manivela): é onde a seção a qual a biela está conectada e também é a peça responsável pela conexão do pistão ao eixo de manivelas. Geralmente o moente é oco, pois reduz peso e permite a passagem de óleo lubri- ficante. O eixo de manivelas pode ter 1 ou 2 moentes dependendo da quantidade da carreira de cilindros Braço da manivela: conecta o moente ao munhão principal. O de manivela única 360° usado em motor radial de 1 carreira. O eixo de manivelas de dupla manivela ou 180° é usado em motor radial de dupla manive- la. Em um motor convencional, para que fosse possível realizar o ciclo teórico completo, seri- am necessários 720° de rotação do eixo de manivelas. Decalagem da manivela é definida com sendo a distancia em graus entre os moentes. Em um motor de 14 cilindros a decalagem é de 180°. A potência disponível no eixo de manivelas é conhecido como efetiva. O eixo de manivelas apóia se no Cárter por meio de mancais com rolamentos cônicos. Balanceamento do Eixo de Manivelas Um desbalanceamento estático ou dinâmi- co pode causar vibração no motor. Em um eixo de manivelas deve ser feitoum balanceamento dinâmico para evitar vibração no motor quando estiver em funcionamento. Para reduzir ao mínimo essa vibração são usa- dos amortecedores dinâmicos (pendulo) no eixo de manivelas. Em manutenção deve ser feito um balanceamento estático para reduzir ao mínimo a vibração, isto é, quando o peso de todo o conjunto de moentes, braço da manivela e contrapesos está balanceado em volta do eixo de rotação. BIELAS É o componente do motor que converte o mo- vimento retilíneo alternativo do pistão em mo- vimento rotativo do eixo de manivelas. Biela é o elo entre o pistão e o eixo de manive- la, transmitindo ao eixo de manivelas força recebido do pistão. São três tipos de Biela: Biela Plana: (motores opostos e em linha) Biela forquilha e Pá: (motores em ‘’V’’) Biela Mestra e Articulada = (motores Radi- ais) O pistão de numero um em cada carreira é conectado ao eixo de manivelas por meio da biela mestra. A biela mestra serve como articu- GMP - Resumo Page 3 lação de ligação entre o pino do pistão e o mo- ente. A peça que fixa o pistão a biela denomina-se pino de biela (pino de articulação). Na remoção de um cilindro de um motor radial que trabalha com biela mestra deve se obser- var que o pistão esteja no tempo de compres- são (PMA). PISTÕES O pistão admite a mistura combustível, trans- mite a força expansiva dos gases ao eixo e manivelas e no golpe de retorno o pistão expul- sa os gases queimados para fora do cilindro. Os pistões são usinados de liga de alumínio, pois conduz melhor o calor e é mais leve. Ranhuras são usinadas em suas faces para receberem os anéis do pistão. A folga existente entre o cilindro e o pistão é vedada por meio de anéis de segmentos. Seis ranhuras podem ser usinadas em volta do pistão para acomodar os anéis de compressão e do óleo. Os anéis de compressão são instalados nas 2 ou 3 ranhuras superiores dependendo da configuração. Os anéis de controle de óleo são instalados imediatamente acima do pino do pistão. O pistão é furado nas ranhuras dos anéis de controle do óleo para permitir que o óleo exce- dente raspado retorne para o Cárter. Um anel raspador de óleo está instalado na base da parede ou saia do pistão, para evitar o consumo excessivo de óleo. As partes da parede do pistão que estão entre cada par de ranhura chama-se anel plano. Os pistões podem ser do tipo sapata ou em- bolo, porem os do tipo sapata não são utiliza- dos em motores de alta potência. A face superior do pistão pode ser plana, re- baixada, convexa ou côncava. Rebaixos podem ser usinados nas cabeças dos cilindros a fim de evitar interferência com as válvulas. O pino do pistão une o pistão a biela O resfriamento do pistão é do tipo Misto. A maior quantidade de calor removida dos pistões é feita pela mistura combustível A função das nervuras no interior dos pis- tões é melhorar o resfriamento, essas nervu- ras permitem que a área de contato entre o pistão e o óleo combustível seja aumentada, melhorando o resfriamento. Os rasgos onde são instalados os anéis de segmentos possuem furos por onde o óleo passa para lubrificar a camisa. ANÉIS DE SEGMENTOS Os anéis de segmento evitam o vazamento de gases sob pressão e reduzem ao mínimo a infiltração de óleo na câmara de combustão. Os anéis de segmentos se dividem em: 2 anéis de compressão que evita o esca- pe dos gases 2 anéis de controle de óleo que regula a espessura do filme de lubrificação 1 anel raspador de óleo que evita a en- trada de óleo na câmara de combustão Os 2 anéis de segmento mais próximos da cabeça do cilindro servem para garantir a com- pressão dos cilindros Os dois anéis de controle de óleo estão abaixo dos anéis de compressão e acima da cavidade do pino do pistão. Esses anéis regulam a regulam a espessura do filme do óleo sobre a parede do cilindro. Caso o óleo seja queimado na câmara de com- bustão causará uma camada de carbono que poderá emperrar as válvulas ou os anéis. Os anéis de segmento são instalados na zona de anéis. A parte do cilindro onde os anéis se apoiam chama se camisa. GMP - Resumo Page 4 ANEL RASPADOR Tem a face chanfrada, instalado na base ou saia do pistão e sua função é eliminar o ex- cesso de óleo para a câmara de combustão. O anel está instalado com a face raspadora para fora da cabeça do pistão, ou na posi- ção reversa. Quando na posição reversa o anel raspador retém o óleo acima dele no golpe de ascendente do pistão, esse óleo é retorna- do para o Cárter no gol- pe descendente pelos anéis de controle de óleo. Os anéis de segmento são de Ferro Fundido. O primeiro anel de segmento do pistão se diferencia por ser cromado. CILINDROS Os cilindros mais usados na aviação são do tipo ‘’I’’. O cilindro é o componente onde a mistura ga- sosa combustível é admitida, comprimida e queimada. O óleo lubrificante que penetra na câmara de combustão dos cilindros é queimado. A queima da mistura com a combus- tão normal chama se detonação. A detonação acontece com o uso da gasolina com o menor índice de octanas. O calor que a válvula de admissão e de es- capamento absorve durante o funcionamento do motor é dissipado através das aletas de resfriamento. Nos cilindros o lado externo do escapamento ou descarga pode ser identificado pela exis- tência de aletas de resfriamento. As chapas metálicas usadas para aumentar o contato entre os cilindros e o ar (aletas de resfriamento) são denominadas defletores. Quanto maior for sua área exposta ao ar (ale- tas) melhor será seu resfriamento. O cilindro pode ser dividido em duas partes: Cabeça Corpo A finalidade da cabeça do cilindro é prover um lugar para a combustão ar/combustível. Esse lugar chama se câmara. A cabeça dos cilindros é feitas de liga especial de alumínio para melhorar seu resfriamento. A cabeça do cilindro mais usada é a semiesférica. A fixação da cabeça do cilindro ao corpo é feita por processo antagônico térmico. O espaço interno do cilindro compreendido entre os pontos mortos chama se cilindrada. A parte do cilindro que reveste a câmara onde o pistão se desloca chama se camisa. As camisas são instaladas no corpo dos cilin- dros e são nitretadas para aumentar sua dureza. VÁLVULAS As válvulas são componentes que permitem a entrada ou saída dos gases no interior do cilin- dro. Ar e combustível entra nos cilindros pe- la válvula de admissão e os gases queima- dos são expedidos pela válvula de escapa- mento. As válvulas utilizadas em motores convencio- nais são do tipo Gatilho. O formato das válvulas pode ser do ti- po cogumelo tulipa ou semi-tulipa. As válvulas dos cilindros quan- do fechadas assentam-se nas sedes. As válvulas de admissão trabalham numa temperatura mais baixa que a válvula de es- capamento, portanto são construídas de cromo-níquel, já as válvulas de escapa- mento são de nicromo, silcromo ou aço co- balto-cromo. A face das válvulas é retificada geralmente ao um ângulo de 30° ou 45°. Em alguns motores a válvula de admissão é retificada em 30° e a de escapamento é de 45 no qual forma um GMP - Resumo Page 5 selo na sede na cabeça do cilindro quando fechadas. O material da face das válvulas é a estelita. A estelita é resistente à corrosão por altas temperaturas. O fechamento das válvulas é feito através da ação de molas. As guias de válvulas são feitas de bronze. A extremidade da válvula é endurecida para resistir ao martelamento do balancim. Algumas válvulas de admissão ou de escapa- mento são ocas e parcialmente cheias com sódio metálico devido ser ótimo condutor de calor.O sódio se funde a 110° , o movimento alter- nativo da válvula faz circular o sódio liquido, facilitando a retirada de calor da cabeça da válvula para a haste, onde é dissipado através da cabeça do cilindro e das aletas de refrigera- ção. A temperatura da válvula pode ser reduzida tanto a 167°C como a 230°C. Nunca se deve cortar uma válvula cheia de sódio, porque o sódio é altamente explosivo As válvulas não são intercambiáveis, pois são construídas de materiais diferentes. O calor absorvido pela válvula de admissão é dissipado pela injeção de combustível O calor absorvido pela válvula de escapamento é transferido para os defletores do cilindro através dos gases de escapamentos. O processo que auxilia na dissipação do calor através dos gases de escapamento é o cruzamento de válvulas ou CLARO de vál- vulas. CLARO DE VÁLVULAS É o instante em que as 2 válvulas ficam aber- tas antes do no ponto morto superior em um curto tempo para que uma parte de ar admitido ajude a expulsar os gases. O mecanismo de controle das válvulas é composto por eixo de ressalto (eixo de co- mando de válvulas, tuchos e balancins). Para que sejam efetuados os quatro tempos do motor, são necessários duas voltas da árvo- re de manivelas e quatro cursos do pistão. 1 tempo = 1 curso do pistão = 1/2 volta da árvore de manivelas ou 180 graus de giro. Portanto: 4 tempos = 4 cursos do pistão = 2 voltas da árvore de manivelas ou 720 graus de giro Durante o funcionamento, o motor exerce quatro funções importantíssimas que são: admissão, compressão, combustão- expansão e escape. Eixo de Ressalto ou Eixo de comando de Válvula ou Eixo de Came A cada 2 voltas do eixo de manivela gira 1 vez o eixo de came. A peça que comanda as válvulas no tempo exato é o: EIXO DE RESSALTO O eixo de ressalto sempre gira com metade da velocidade do eixo de manivelas. Á medida em que o eixo de ressalto gira, os lóbulos provo- cam levantamento do tucho em sua guia, transmitindo a força através da haste impulso- ras e balancins para abrir a válvula. TUCHOS Tucho é uma haste cilindra que transmite o movimento do eixo de ressalto para o balancim para abrir a válvula. Em um sistema de transmissão de comando rígido, a regulagem do sistema é feita variando se o comprimento das hastes (tuchos). Os tuchos contem uma haste impulsionado- ra, um seguidor de ressaltos, um soquete de bola, uma mola de tucho e um envelope que protege o conjunto. Algumas aeronaves possu- em Tucho hidráulico que mantém a folga das válvulas a zero. Haste Impulsora Possui a forma tubular e transmite a forca de levantamento do tucho para o balancim. Uma esfera de aço endurecido é pressionada sobre ou dentro de cada extremidade do tubo. GMP - Resumo Page 6 BALANCIM Os balancins transmitem o movimento dos tuchos para as válvulas de admissão e escape. O conjunto de balancim é suportado por mancais lisos, de roletes ou de esferas. A folga existente entre a haste e o balancim chama se claro de válvula Molas das Válvulas Cada válvula é fechada por meio de 2 ou 3 molas helicoidais para evitar vibrações e osci- lações. Mancais Mancal é qualquer superfície que suporta ou é suportada por outra superfície. Eixo da Hélice Os Eixos das Hélices podem ser de 3 ti- pos : Cônico Estriado Flangeado CICLO DE OPERAÇÃO DE MOTOR 2 TEMPOS O motor completa o ciclo com apenas 1 volta no eixo de manivela ou 360°. ½ volta é igual a 180° CICLO DE OPERAÇÃO DE MOTOR 4 TEMPOS (CICLO OTTO ) O descobridor foi um físico alemão OTTO. Neste caso são necessário 2 voltas comple- tas no eixo de manivela para 1 ciclo comple- to 720° TEMPO DE ADMISSÃO A quantidade de mistura ar/combustível de- pende da aceleração do manete. A válvula de admissão está aberta antes do pistão ou embolo atingir o ponto morto superior no inicio da admissão. Esse tempo é o claro de válvula que serve para refrigerar o cilindro. TEMPO DE COMPRESSÃO A carga de ar/combustível é queimada pela vela quando o pistão está próximo do ponto morto superior, o tempo de ignição varia de 20° a 35°. TEMPO DE POTÊNCIA Após a compressão o pistão é forçado para baixo com uma força que pode ser maior do que 15 toneladas. Esse tempo é o momento de trabalho ou tempo motor. TEMPO DE ESCAPAMENTO A válvula de escapamento é aberta antes do ponto morto inferior no tempo de potência de 50° a 75°. Conforme o pistão passa o ponto morto inferior ele começa a empurrar os gases de escapamento. MOTOR A REAÇÃO Construção do Motor a Turbina Um motor de turbina a gás consiste: 1. Uma entrada de ar 2. Seção do compressor 3. Seção de combustão 4. Seção de turbina 5. Seção de escapamento 6. Seção de acessórios 7. Sistemas necessários para partida, lubrifi- cação, suprimento de combustível etc. Um fato que influência na construção de moto- res de turbina é o tipo de compressor que pode ser de Fluxo Axial Centrifugo. No motor de Fluxo Axial, o duto de entra- da de ar é um dos componentes mais impor- tantes do motor. No motor Centrifugo o ar é dirigido para as aletas indutoras do compressor. A velocidade de ar que entra no compressor depende de 3 fatores: Velocidade do compressor (RPM) Velocidade da aeronave Densidade do ar ambiente GMP - Resumo Page 7 Existem 2 tipos básicos de entrada de ar: Simples Dividida Geralmente usa se a entrada de ar Simples com Fluxo Axial. Função primaria do Compressor é comprimir o ar para a câmara de combustão (gira o mo- tor). Função secundaria é suprir os sistemas diver- sos, como: pressurização, aquecimento, degelo e anti-gelo partida pneumática dos motores, APU etc. O tipo e compressor (Axial ou Centrifugo) é um meio de classificação para descrever o tipo de motor, se é Axial ou Centrifugo. Compressor de Fluxo Centrifugo consiste de: rotor (ventoinha), difusor e coletor. Compressor de Fluxo Axial (+usado) consis- te de: rotor e estator. Muitos motores usam de 10 a 16 estágios. O estagio de compressor começa sempre com o rotor e estator. A ordem é (N1) compressor de baixa, (N2) compressor de alta, (N2) turbina de alta e (N1) turbina de baixa. Seção de Combustão, sua principal função é queimar a mistura ar/combustível. Existem 3 tipos básicos de câmara de com- bustão: Câmara múltipla ou caneca (+usada) Anular ou tipo Cesta (+usada) Caneca anular ou canelar. Seção de escapamento consiste de um reves- timento externo de aço inoxidável. Motor Turboélice Motor turboélice é a combinação de uma turbi- na a gás com Hélice. Motor a Turbina É similar ao turboélice, um motor de turbina a gás que entrega potência através de um eixo para acionar alguma coisa além da hélice é chamado de motor a turbina. Motor Turbofan É o mesmo principio que o turboélice, exceto que a hélice é substituída por uma ventoinha axial do duto. Um motor a turbina baseia se na 2° lei de New- ton. Ciclo de Brayton é o nome dado ao ciclo ter- modinâmico de um motor a turbina. CAPÍTULO 02 SISTEMA DE ADMISSÃO E DE ESCAPAMENTO Sistema de Admissão dos Motores Conven- cionais Consiste de: Um carburador Uma tomada de ar ou duto que conduz ar ao carburador Uma tubulação de admissão SISTEMA DE ADMISSÃO DE MOTORES NÃO SUPERALIMENTADOS Se for usado um carburador esse poderá ser do tipo: Bóia Pressão FILTRO DE AR Consiste em uma armação de liga de alumino numa tela de trama bem fechada para o Máxi- mo de filtragem do fluxo de ar. A formação de gelo no sistema de admissão pode ser de 3 tipos: Gelo de Impacto Gelo da evaporação de combustível Gelo na Válvulade Admissão. O gelo na borboleta de aceleração pode ser evitado por meio do uso de BMEP. GMP - Resumo Page 8 SISTEMA DE ADMISSÃO DE SUPERALIMENTADOS Podem ser externas (Superalimentado- res) e Internas (Turboalimentados). Os Superalimentadores comprimem a mistura ar/combustível logo após deixar o carburador. Os superalimentados podem ser de estagio único, 2 estágios ou múltiplos estágios Os Turboalimentados o ar é comprimi- do antes de ser misturado ao combustível. Um TurboSuperalimentador é usado um grandes motores convencionais, e consiste de 3 partes: 1. Conjunto de compressor 2. Conjunto de turbina a gás 3. Carcaça da bomba e dos rolamentos O rotor giro sobre um rolamento de esfera, no lado superior da bomba e num rolamento de roletes. Sistema de Admissão de Motor Turbo Jato Um fluxo de ar contínuo e uniforme é necessá- rio para evitar um stol de compressor e exces- sivas temperaturas internas no motor de turbi- na. O duto de admissão de ar é parte da aeronave e não do motor. Dois tipos de duto de admissão: duto de entrada única e duto de entrada dividida. sistemas de escapamento de motores conven- cionais Dois tipos de escapamentos: Sistema Aberto (usado quando não há muito ruído) Sistema Coletor (oferece manutenção pratica nas naceles) Reversores De Empuxo Dois tipos: Mecânico (Concha) Bloqueio Aerodinâmico Dissipador de Vortex da Entrada de Ar do Motor Um dissipador de vortex é usado na entrada de ar do motor devido a possibilidade do vortex atrair FOD para o motor. Esse dissipador é um pequeno fluxo de jato direcionado para baixo em direção ao solo. CAPÍTULO 03 Sistema de Combustível do Motor e Medição do Combustível O sistema deve suprir combustível para o car- burador ou outro dispositivo de dosagem. Em pequenas aeronaves o método de supri é por gravidade, Em aeronaves multimotoras o combustível deve ser bombeado para alimentar o motor Três principais causas da Bolha de Vapor ou Vapor Lock: redução da pressão, alta tempe- ratura e excessiva turbulência do combustí- vel. As principais causas de turbulência do combus- tível são: deslocamento dentro do tanque, ação mecânica da bomba acionada pelo motor, subidas em curvas acentuadas nas linhas do combustível. Para reduzir as bolhas de vapor são incorpora- das as bombas de reforço (Booster Pumps), essa bomba injeta o combustível e possui um respiro que retira o vapor. O sistema básico de combustível inclui: Tanque bomba de reforço linha , válvula sele- tora, filtros, bombas acionadas pelo próprio motor e indicadores de pressão. O filtro fica localizado na parte baixa do siste- ma e remove água e sujeira. Durante a partida a bomba de reforço forca o combustível através da válvula BY PASS na bomba. A liberação de combustível é devida ao fluxo da massa de ar, temperatura de entrada do compressor, RPM etc. GMP - Resumo Page 9 O sistema de medição de combustível é me- dida pela potência de saída, temperatura de operação do motor e autonomia, A mistura 12/1 é uma mistura rica a parte 12 é ar e 1 é combustível, PRINCÍPIOS DA CARBURAÇÃO Principio de Venturi, quando a velocidade de um gás ou liquido aumenta, a pressão dimi- nui. SISTEMAS DO CARBURADOR A função do carburador é dosar a mistura ar combustível que será entregue a câmara de combustão. O funcionamento dos carburadores é garantido por diferença de pressão. A mistura que o carburador entrega na decola- gem é mais rica do que na de cruzeiro, devido à diminuição da densidade do ar. Possui: 1. Medidor principal 2. Marcha lenta 3. Acelerador (Borboleta) 4. Controle de mistura 5. Corte de lenta 6. Potência de enriquecimento ou econo- mizador CONGELAMENTO DO CARBURADOR Três tipos de congelamento no carburador: 1. Gelo na evaporação de combustível (acumula no injetor de combustível). 2. Gelo na borboleta do carburador (for- mado quando a borboleta está na posição Fechada). 3. Gelo de impacto (formado pela presença de água na atmosfera, o mais perigoso gelo de impacto é o que se forma no Filtro). Para se combater a formação de gelo, utiliza se admissão de ar quente. TIPOS DE CARBURADOR Há dois tipos básicos de carburador Bóia Injeção por Pressão (vantagem é operar independente da altitude do avião). Carburador Tipo Bóia A gasolina é misturada com ar no carburador. O carburador PD- 12H4 tem pressão de impac- to na câmara ‘’A’’ e sucção na ‘’B’’. No sistema de carburação tipo Bóia, a finali- dade do conjunto bóia estilete é manter o nível a gasolina constante dentro da cuba. A bóia do carburador determina a quantidade de combustível que deve ser admitida no interior da sua cuba. No carburador tipo bóia, o pulverizador tem a saída de combustível situada na garganta de Venturi. A região de maior sucção ou depressão é no tubo de pressão. Carburadores de Injeção por pressão (mais usados) Diferença de pressão, quando a pressão do ar for menor que a pressão da gasolina ocorrera uma tendência para a entrada em funciona- mento da válvula de enriquecimento com uma correta proporção de mistura. No sistema de alimentação por pres- são a bomba principal é acionada pelo pró- prio motor. A pressão da gasolina do sistema é regulada na bomba mecânica de combustí- vel. As bombas auxiliares de alimentação por pressão são de acionamento elétrico. Dois tipos de superalimentadores de combustí- vel nos motores convencionais: Acoplamento direto Turbo compressor. GMP - Resumo Page 10 O tipo de compressor usado nos motores tér- micos a pistão é o centrifugo. O difusor de um motor radial de aviação está localizado na entrada do compressor Em motores convencionais o sistema de superalimentação mais usado é o acopla- mento direto No sistema de alimentação por acoplamento direto a ventoinha é acionada pelo próprio motor. No sistema de superalimentação do tipo turbo compressor, a ventoinha é acionada pe- los gases de escapamento. Indicador de quantidade de combustí- vel visual é o SIGHT GAGE. O controle da mistura ar-gasolina em motor a explosão é feito pelo dosador. O dosador é chamado de corretor altimétrico, e serve para dosar automaticamente a mistura. O excesso de gasolina fornecida pelo carbura- dor pode causar parada do motor conhecido como afogamento. O ajuste de rotação da marcha lenta é feita na borboleta (acelerador). A borboleta do carburador fica toda aberta du- rante a decalagem da arvore de manivela. A bomba de aceleração rápida é usada em bruscas aberturas da borboleta (acelerador) Em motor convencional a válvula de marcha lenta mede o combustível apenas nos primei- ros 10 graus de abertura da borboleta. Quando o motor estiver funcionando em mar- cha lenta, o ar que entra no carburador é insufi- ciente para dosar a mistura, portanto o ar é completado pela sucção dos pistões através dos tubos de admissão. O excesso de gasolina do inicio de funciona- mento do motor sai pela válvula dreno do Cár- ter difusor Controle de Combustível dos Jatos Dois grupos básicos: Hidromecânico Eletrônico FILTROS Três tipos: Micro filtro Tela tipo colmeia Malha peneira A razão dos filtros é em Mícron, medindo mate- riais estranhos de 10 a 20 mícrons. BICO DE INJEÇÃO O combustível é colocado dentro da câmara de combustão através do bico injetor Nos motores convencionais usa se injeção direta de combustível para fazer a função se- cundaria de resfriamento do pistão. Nos motores convencionais os bicos injeto- res são instalados próximos a entrada de admissão.CAPÍTULO 04 SISTEMA DE IGNIÇÃO E ELÉTRICO DO MOTOR Finalidade O sistema de ignição tem a finalidade de pro- duzir centelhas nas velas, para provocar a combustão da mistura nos cilindros. Sistema de Ignição do Motor Convencional O sistema de ignição pode ser de 2 classes: Bateria Magneto Também classificado como: Simples Dupla ignição GMP - Resumo Page 11 Sistema de Ignição Por Magneto (mais usa- do). O sistema de ignição é composto por magneto, vela, distribuidor, blindagem (cabos) e platina- do. Magnetos nos motores convencionais o siste- ma de ignição é duplo (duas velas de ignição por cilindro). A finalidade do sistema duplo é oferecer mais segurança. A ignição é dada no cilindro antes do PMA. O sistema de ignição por magneto em aviões é classificado em: Magneto de baixa Alta tensão (mais usado) Sistema de Magneto de Alta Tensão (mais usado) O sistema de magneto de alta tensão é dividido em três circuitos distintos: Circuito magnético Circuito elétrico primário Circuito elétrico secundário Circuito Magnético Consiste de um ímã permanente rotativo de múltiplos pólos, um núcleo de ferro doce e sa- patas polares. Quando o pólo ‘’N’’ e o pólo ‘’S” estão opostos na ferradura do núcleo de ferro doce produzindo fluxo, o ímã rotativo é chama- do de ‘’capacidade plena’’ A posição neutra é quando um dos pólos ou ímã está entre a sapata. Portanto o fluxo se inicia no 0 grau, 45 grau (neutro), 90 graus, então uma volta completa do ímã são 360 graus. Circuito Elétrico Primário (Lei de Lenz) Consiste de um par de contatos chamado de platinado, ou seja, banhado com platina para evitar corrosão e melhorar a condutivida- de, um condensador e uma bobina de fios eletricamente isolados. Unidades Auxiliares de Indução Dínamo é um gerador de corrente continua. Vibrador de Indução Ao contrario do dínamo, não produz a alta ten- são de ignição dentro de si. Sua função é trans- formar a corrente contínua da bateria em cor- rente pulsante e fornecê-la para a bobina pri- maria do magneto. Também funciona como um relé. (buzz). Chave de Ignição A chave de ignição de um motor convencional apresenta 3 posições: left , right e both. Essa chave de ignição permite selecionar o magneto a ser ligado como: chave para es- querda (magneto esquerdo) , chave para direita (magneto direto), chave para ambos (liga os 2 magnetos) A chave de ignição ou interruptor de inflamação quando estiver ligada, tira a massa da bobina do primário. Se o fio massa estiver acusando contato, então o magneto estará desligado. O mais importante na ignição é o avanço da centelha que salta quando o pistão estiver no ponto morto 0 graus. VELAS DE IGNIÇÃO Sua finalidade é conduzir um curto impulso de corrente (faísca) de alta voltagem dentro da câmara de combustão. As velas de ignição são instaladas na cabeça dos cilindros. Os 3 principais componentes de uma vela são: Eletrodos Isolante Cobertura externa Os eletrodos das velas são constituídos de liga de aço tungstênio Os eletrodos da vela saltam a uma temperatura de 3.000 F, numa pressão de gás de 2000 GMP - Resumo Page 12 P.S.I, com uma pressão elétrica de 15.000 volts. Velas ‘’quentes’’ possuem um grande nariz isolador. Velas ‘’frias’’ possuem um pequeno nariz isolador. Quando uma vela transfere seu calor para o cilindro de modo mais rápido que o nor- mal, é considerado como vela fria. A vela irá falhar se houver excesso de óleo na câmara de combustão. Para que haja a queima de combustível dentro da câmara, uma centelha terá que saltar entre o eletrodo central e o eletrodo massa da vela. Em uma vela de eletrodos a massa, se algum deles estiver encostado no eletrodo central a vela não funcionara. A instalação de uma vela com o eletrodo cen- tral quadrado poderá ocasionar pré- ignição. A combustão ocasionada por superaquecimen- to de uma vela leva o nome de pré-ignição. O tempo de vida das velas é determinado em função das horas de vôo (TSO). O tempo de vida útil de uma vela de motor con- vencional fica entre 600 e 800horas. Os diâmetros externos dos cabos em uso são de 5, 7 e 9 mm. A maioria usa de 7 mm. DISTRIBUIDOR Distribuidor é a peça responsável pela sequên- cia de queima. O platinado é ligado em paralelo com o con- densador do magneto. O claro (folga) normal do platinado é de 0,008 a 0,012 de polegada. O distribuidor é como uma chave rotativa que gira na metade da velocidade do motor. Ordem de Ignição Os cilindros são numerados olhando de traz para frente. Nos motores em linha os cilindros da direita são impares e os da esquerda são pares, nos motores radiais de uma carreira a sequência é no sentido horário, e nos de 2 car- reiras considera-se a primeira carreira impar e a segunda par. A ordem de ignição nos motores em linha e radiais de uma carreira acontece primeiro nos cilindros impares e depois pares. Sistema de Ignição de Motores Turbo Jato É um sistema de ignição do tipo capacitivo. O sistema de ignição é um sistema duplo para garantir a segurança e é projeto para ativar 2 velas de ignição. O sistema consiste de uma unida- de dinamotora / reguladora / filtro, 1 excita- dor, 2 transformadores de alta tensão, 2 cabos de alta tensão e 2 velas de ignição. DINAMOTOR É usado para elevar corrente continua que é extraída da bateria. Pode ter vela do tipo angular ou do tipo con- finado que suportam uma corrente bem maior que as velas dos motores convencionais. SISTEMAS ELÉTRICOS DO MOTOR Alternador O alternador de um motor térmico transfor- ma energia mecânica em elétrica. Fio Condutor Apresentado como um condutor singelo e rígido ou condutor retorcido, ambos revestidos com material isolante. Termo Cabo 1. Cabo multicondutor 2. Par torcido 3. Cabo Blindado 4. Cabo de Radio Frequência ou Cabo Co- axial Bitola de fio Especificado pelo AWG Fatores que Afetam a Seleção da Bitola do Fio GMP - Resumo Page 13 Primeiro Fator = perda de energia elétrica transformada em calor Segundo Fator = queda de Voltagem Terceiro Fator = capacidade do condutor de conduzir corrente. Fatores que Influenciam na seleção do ma- terial condutor Embora a prata seja o melhor condutor, os 2 mais usados hoje em dia são o cobre e o alumínio. Queda de Voltagem nos fios e nos cabos de um avião Os cabos principais de geração de forca do avião ou Ada bateria para a barra não deve exceder 2% da voltagem regulada. A medida de resistência permitida de um ponto de massa do gerador ou da bateria é de 0.005 ohm. ISOLAMENTO DO CONDUTOR A resistência ao isolamento é a for- ca Dielétrica. Os isolantes mais usados hoje em dia são: vinil, algodão, nylon, teflon e o amianto. Grupos de Fios e Chicotes Os chicotes devem ser constituídos em menos de 75 fios, ou ter 1 ½ a 2 polegadas de diâ- metro. Emendas Nos Chicotes Devem ser de fácil inspeção e ser afastadas umas das outras. Frouxidão nos Chicotes A frouxidão de um chicote não deve exceder uma deflexão de ½ polegada com pressão manual. Instalação e Encaminhamento Os fios e chicotes devem corre paralelos ou em ângulos retos com as nervuras ou longari- nas. Com exceção dessa regra temos o cabo coaxial Proteção Contra Fricção Se os fios se aproximarem mais de ¼ de po- legada da borda do orifício, usa se um Gromete adequado. Proteção Contra Alta Temperatura Os fios que passam próximos de componentes com alta temperatura, devem ser isolados com amianto, fibra de vidro ou teflon. Proteção Contra Solventes e Fluidos Se houver possibilidade de o fio se contaminarcom algum fluido, deve se usar uma proteção plástica ou conduíte de proteção. O fio nunca deve passar por baixo da bateria. Proteção do Fios na área do Alojamento das Rodas Todos os chicotes devem ser protegidos por luvas de tubulações flexíveis nas áreas de alo- jamento das rodas. PRECAUÇÕES NA INSTALAÇÃO Nenhum fio pode ser direcionado de modo que fique próximo mais de ½ polegada de uma tubulação. Nenhum fio ou chicote pode ser sustentado por tubulação que conduza fluido inflamável ou oxigênio. A fiação deve ser instalada para manter uma folga mínima de 3 polegadas dos Cabos de Controle. Amarração ou Enlace dos Chicotes Um grupo de fios é constituído de 2 ou mais fios amarrados ou lançados juntos para indi- car um sistema individual. Um chicote é constituídos de 2 ou mais gru- pos de fios amarrados juntos. Enlace, todos os grupos de fios ou chicotes devem ser lançados com 12polegadas de dis- tancia. Corte de Fios e Cabos Para tornar fácil instalação e manutenção, os cabos e fios são interrompidos por conectores, blocos terminais ou barras. GMP - Resumo Page 14 Terminais e Emendas Sem Solda Esses terminais não possuem solda para fácil conexão de blocos terminais e barras de liga- ção. Podem ser revestidos com luva plástica presa nas 2 extremidades. As alças de ligação podem ser de 3 tipos: Bandeirola Reta Em ângulo reto Emendas de Fios de Cobre usando emendas pré isoladas As emendas são isoladas com plástico branco e são usadas para reduzir a bitola do fio. Emendas de Emergência Esses consertos são permitidos em fios de cobre, soldando as juntas das pernas que- bradas aplicando um composto condutor anti- oxidante. O fio de alumino danificado não deve ser emendado temporariamente. BITOLA A maior bitola é 0000 e a menor é por exem- plo 40. BATERIA Ao remover uma bateria o cabo que deve ser desconectado primeiro é o NEGATIVO. Para instalar deve ser feito o oposto. As baterias quando ligadas em paralelo au- menta se a corrente. Quando ligadas em serie aumenta a tensão. Tabela de Resistores Preto 0 Marrom 1 Vermelho 2 Laranja 3 Amarelo 4 Verde 5 Azul 6 Violeta 7 Cinza 8 Branco 9 Prata +/- 10% Ouro +/- 5% Ligação a Massa O objetivo primário de ligação a massa á estru- tura do avião é completar o caminho de RETORNO da corrente elétrica. A ligação à massa também protege o avião e o pessoal contra descarga de raio, evita interfe- rência de radio frequência, protege contra cho- que, evita acumulação de carga estática e pro- porciona estabilidade de transmissão e recep- ção de radio. Em um teste de ligação a massa, a resistência de cada conexão não deve exceder a 0,003 ohm. CONECTORES Cinco classes de conectores AN são encon- trados: 1. Classe A 2. Classe B 3. Classe C 4. Classe D 5. Classe K = a prova de Fogo A classe A,B,C,D são feitas de alumínio, a classe K é feita de aço Conduíte Um conduíte é usado pa- ra proteção mecânica dos fios e chicotes O diâmetro interno deve ser 25% maior que o diâmetro externo. Dispositivos de Proteção de Circuitos Disjuntores e Fusíveis. Eles devem abrir o cir- cuito antes do condutor emitir fumaça. Disjuntores religáveis CB, são chamados de disjuntores de desarme livre. Esses disjuntores não devem possuir a função de proteção nos circuitos do avião. GMP - Resumo Page 15 Interruptores RELÉ É um interruptor operado eletricamente e está sujeito a falha sob condições de baixa voltagem no sistema. SISTEMA DE ILUMINAÇÃO DE AERONAVES Luzes externas Luzes de navegação das asas. Asa esquerda vermelha e asa direita verde Anti-colisão, consiste de 1 ou 2 luzes rotativas operadas por um motor elétrico. Luz de segu- rança para congestionamento de aeronaves. Luz de Taxi fornece iluminação no solo durante Taxi ou reboque. Luzes de Inspeção das Asas, luz de gelo de asa e luz de nacele. CAPÍTULO 05 SISTEMAS DE PARTIDA DOS MOTORES A maioria dos motores de aeronaves é aciona- da por um dispositivo chamado motor de parti- da (starter), ou arranque. O arranque é um mecanismo capaz de desen- volver grande quantidade de energia mecânica que pode ser aplicada a um motor, causando sua rotação. A maioria dos arranques de motores conven- cionais é do tipo elétrico de engrazamento direto. Na aviação em geral existem 3 tipos de ar- ranques para motores. Arranque elétrico (usado em aviões peque- nos) Arranque pneumático Arranque mecânico (inercia) Na partida de um motor equipado com arran- que do tipo inércia, é necessário esperar alguns segundos antes de ligar a ignição. CAPÍTULO 06 SISTEMAS DE LUBRIFICAÇÃO E REFRIGERAÇÃO O propósito da lubrificação é reduzir a fricção das partes moveis em motores. A fricção metálica é substituída pela película de óleo lubrificante. Pistões, paredes dos cilindros são dependentes do óleo para lubrificação. A viscosidade do óleo ou resistência para fluir é o fator mais importante para a operação do motor. Alta viscosidade = escoa vagarosamente (óleo grosso) Baixa viscosidade = escoa rápido (óleo fi- no) Diversos fatores devem ser considerados para a seleção do grau do óleo. A carga de opera- ção, as rotações e as temperaturas de traba- lho são as mais importantes. Os óleos comerciais mais usados na aviação são classificados como: 80,100,140, etc... Para medir a viscosidade usa se um visco- símetro SAE (Society of Automotive Engine- ers) SayBolt, o qual divide os óleos em 7 gru- pos (SAE 10 a 70), de acordo com a viscosida- de 130F ou 210 F O óleo é representado pela letra ‘’W’’ que é satisfatório para uso no inverno (Winter). Ex: SAE 20W SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO DE MOTORES CONVENCIONAIS Cárter Seco Cárter é a carcaça onde o motor é montado. O Cárter é fixado no berço da aeronave. O Cárter pode ser de liga de alumino forjado (+ usado) ou aço forjado Os berços dos motores (convencionais ou rea- ção) são de aço cromo molibdênio GMP - Resumo Page 16 2 tipos de Cárter de armazenamento de óleo lubrificante: Cárter Seco (mais usado em motor con- vencional) Cárter molhado (quando NÃO possui tan- que de óleo) O Cárter Seco para sistema de lubrificação é mais usado em motores convencionais. No Cárter Seco o suprimento de óleo é manti- do em um Tanque de liga de alumínio, que fica instalado próximo ao motor alto o bastan- te para garantir a alimentação por gravidade. Uma bomba de pressão circula o óleo através do motor, enquanto que a bomba de sucção o retorna ao tanque. Linhas de ventilação no Tanque são instala- das para garantir uma ventilação apropriada no tanque independente da altitude. Alguns tanques possuem um ‘’tubo interno’’ ou tubo acelerador de temperatura. Deflectores na parte de baixo do tan- que anulam a ação de movimento circular no tanque para prevenir sucção de ar na linha. O tipo de sistema de indicador de óleo consiste de um braço e uma bóia, que verificam o nível de óleo na cabine em galões. No tanque de óleo é deixado um pouco de ar para permitir a expansão doóleo com o au- mento da temperatura. Em alguns tanques de óleo são instala- dos Hopper – Tank com afinalidade de aque- cer, rapidamente. Bomba de Óleo O óleo que entra no motor é pressurizado por uma bomba de descarga positiva. O óleo sob pressão flui para o filtro, que abre a válvula unidirecional do filtro montada na parte superior. Essa válvula é fechada por ação leve de mola de 1 a 3 libras. A válvula By Pass fica na saída de pressão da bomba de óleo e o filtropermite que o óleo não filtrado supra o motor em caso de entupimento do filtro ou numa partida com o motor muito frio FILTROS DE ÓLEO 3 tipos : Tela (parede dupla) Cuno (cartucho de disco e espaçadores) Labirinto de ar (telas circulares de malha fina) Válvula de Alivio de Pressão Limita a pressão do óleo a um pré determinado valor. Indicador de Pressão do Óleo (Tubo de Bourdon) Indica a diferença entre a pressão de óleo e a pressão da cabine O indicador de pressão de óleo tem uma escala de 0 a 200 ou de 0 a 300 PSI. Regulador de Temperatura do Óleo Regula a temperatura do óleo e consiste de 2 partes principais: Radiador Válvula de controle. O radiador transfere o calor do óleo para o ar, enquanto a válvula de controle regula o fluxo de óleo através do radiador. O óleo que sai do radiador tem sua viscosidade maior (grosso) do que a entrada. Durante o funcionamento normal de um motor convencional o óleo aquecido passa pe- la colméia do radiador. LUBRIFICAÇÃO INTERNA DOS MOTORES CONVENCIONAIS Existem 2 tipos de lubrificação interna: 1. Pressão (mais usada) 2. Imersão ou Salpico (não usa) GMP - Resumo Page 17 O processo em que toda peça trabalha sob banho de óleo chama se lubrificação por imer- são. O processo de lubrificação por pressão é o mais usado em motores convencionais, o óleo é fornecido através da bomba de óleo. O óleo do tipo detergente não pode ser mistu- rado com o óleo do tipo NÃO detergente. A BOMBA DE ÓLEO É DO TIPO ENGRANAGEM Num sistema de lubrificação a finalidade da válvula de retenção é evitar que o óleo entre no motor com este parado. Na partida normal de um motor convencional quando o manômetro de óleo não apresentar pressão deve se cortar imediatamente o mo- tor. O tempo Máximo sem que a pressão de óleo suba é de 30 segundos Nas bronzinas e eixos de manivelas, o tipo de lubrificação é o de pressão. Em motor convencional um óleo de baixa vis- cosidade pode provocar uma temperatura alta do óleo. A graxa é a mistura de sabão especial com óleo de base mineral. SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO DE MOTOR A REAÇÃO Podem ser do tipo Cárter molhado ou Cárter seco. A maioria dos motores a reação é do tipo de fluxo axial e usam o sistema de Cárter Seco. O sistema de lubrificação Cárter se- co para motores a reação possuem o mesmo principio dos motores convencionais. Trocadores de calor entre combustível / óleo, o combustível resfria o óleo e é pré- aquecido pelo óleo para ser usado na câmara de combustão. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO DO MOTOR O arrefecimento ou refrigeração do motor tem por função transferir para o meio ambiente o calor dos cilindros. Com a refrigeração do motor evita se a detonação. Os componentes fundamentais de um sis- tema de refrigeração são: Aletas dos cilindros Anel de velocidade com janelas de arre- fecimento Chapas defletoras. O anel de velocidade além de trabalhar na refrigeração, corrige a grande área frontal dos motores residuais. Os radiadores podem ser refrigerados a Ar ou Agua (líquido). Na aviação moderna e de grande porte, a refri- geração a liquido NÃO é usada, porque dimi- nui a potência/massa do motor Nos motores refrigerados a liquido o calor re- movido é transferido para o radiador. O fluxo de óleo do radiador é regulado pela válvula termostática A temperatura do óleo do motor é retirada na entrada do motor No motor a reação à refrigeração é também pelo ar admitido. CAPÍTULO 07 HÉLICES A função básica de uma hélice é converter a potência do motor em força de tração. Foram desenvolvidos sistemas de passo variá- vel e velocidade constante para uma eficiência do vôo. Consiste de um governador equipado com contrapesos, aos quais controlam os ângu- los das pás. Para uma decolagem o ângulo da pá deve estar no passo mínimo. GMP - Resumo Page 18 Passo mínimo = maior tração (menor ângu- lo da pá) Passo máximo = menor tração (maior ângu- lo da pá) A hélice de uma aeronave consiste de 1 ou mais pás fixadas em um Cárter ou cubo cen- tral Existem hélices tratoras (na frente e mais usadas) e propulsoras (traseira) Ao girar uma hélice executa um avanço que é denominado passo efetivo. No movimento de rotação de uma hélice, um ponto fixo na raiz de uma pá executa um movi- mento em direção a ponta da hélice. Isso é conhecido como passo efetivo. Passo teórico é a distancia que uma pá deveria ter obedecendo a curva da hélice para dar um giro de 360 graus sobre o eixo de rotação. O rendimento de uma hélice é basicamente a relação entre o passo efetivo e o teórico. O movimento que a hélice faz pra fren- te, puxando o avião é chamado de transla- ção. O ‘’recuo’’ da hélice é a diferença entre o passo geométrico e o passo efetivo,. Essa diferença é causada pelo arrasto aerodinâmi- co que se opõe ao movimento de translação. A eficiência de uma hélice varia de 50 a 87% sendo em media 80% Essa perda de eficiência de 20%se dá pela fricção, e pelo recuo da hélice. Uma hélice girando sofre a ação das for- ças centrifuga de torção e flexão. Tipos de Hélice Existem vários tipos de hélices sendo as mais simples as de passo fixo e ajustáveis de so- lo. Hélice de Passo Fixo A hélice de passo fixo, o ângulo da pá não pode ser modificado após sua construção. Ela pode ser construída de liga de alumínio ou madeira. Hélices de Madeira São de passo fixo, e as madeiras mais utili- zadas são o mogno, cerejeira, nogueira preta e o carvalho, porem a principal é de vidoeiro. São usadas de 5 a 9 camadas de ¾ ‘’ de es- pessura cada. Após o processo ser completado a hélice é montada em um cubo e cuidadosamen- te Balanceada. Hélices Ajustáveis de Solo O passo ou ângulo da pá pode ser mudado em solo quando não estiver girando. Hélice de Passo Controlável (importante) Essa hélice permite uma mudança no passo ou ângulo da pá enquanto estiver girando. Seu passo é limitado em 2 posições. (mínimo e máximo.). Quando o aerofólio da pá é movido ele produz 2 forças: sustentação e arrasto. Para aumentar ou diminuir o ângulo de uma hélice de passo controlável usa se um governador. O governador usa pressão de óleo do motor para variar o passo da hélice e retorna por CONTRAPESO. Usa se um passo mínimo (ângulo mínimo) com alta rotação para decolagem e varia se o passo durante cruzeiro ou pouso onde aumenta o ângulo da pá causando arrasto. Hélices Automáticas Nesse sistema o operador não precisa ajustar o passo da hélice, pois é automático. Esse sistema de hélices é chamado de ‘’velocidade constante’’ Hélices Reversíveis Uma hélice de passo reverso é uma hélice controlável, na qual o ângulo da pá pode ser mudado para o passo negativo durante opera- GMP - Resumo Page 19 ção. Sua finalidade é como freio aerodinâmi- co para reduzir corrida em solo durante o pouso. Hélices embandeiráveis Uma hélice embandeirável é uma hélice con- trolável que possui um mecanismo que muda o passo da hélice para um ângulo tal, que o deslocamento da aeronave para frente produz um mínimo efeito de ‘’cata vento’’ (giro da héli-ce sem potência). O embandeiramento das hélices é usado em aeronaves multimotoras para reduzir ao mínimo a resistência ao avanço (arrasto), causada por uma hélice na condição de falha do motor. Balanceamento da Hélice Dois tipos: Balanceamento Estático Balanceamento Dinâmico Balanceamento Estático É realizado no eixo de rotação da hélice, con- siderando-se o equilíbrio de sua pá em um plano de rotação. Balanceamento Dinâmico É realizado no conjunto rotor da hélice para determinar o equilíbrio das forças resultantes do movimento de rotação da hélice. Em uma hélice o balanceamento estático fino deve ser feito numa balanceadei- ra do tipo pêndulo. Toda hélice possui um ângulo de hélice, um ângulo de incidência e um ângulo de ataque. Ângulo de hélice = determina a torção da pá e estabelece a distancia do passo efetivo Ângulo de incidência = é o ângulo formado entre a corda da pá de uma hélice e o plano de rotação, pode ser chamado de ângulo de pá Ângulo de ataque = é formado entre a corda da pá e o vento relativo. Na construção de uma pá o ângulo deve estar no ângulo de incidência. Para facilitar a identificação das pás, elas são divididas em estações medidas em polegadas do centro do cubo até a ponta da pá. A pá de uma hélice possui o ângulo de inci- dência maior na estação 30 PASSO DA HÉLICE Passo de uma hélice é a condição que tem uma pá de variar seu ângulo de ataque. A variação do passo da hélice é realizada pe- lo governador de hélice. Quando o ângulo de ataque de uma hélice aumenta, tem se maior tração e maior resis- tência ao avanço (arrasto). Hélices de alma maciça são usadas em velo- cidade e altitudes baixas e podem ser de ma- deira e liga de alumínio. Hélices de alma oca são de liga de alumínio e aço. 3 tipos: Passo fixo = (são de alma maciça) Passo ajustável = (são de alma maciça) Passo variável = (são de alma oca) Durante o vôo, o passo de uma hélice variá- vel fica entre o passo mínimo e o passo má- ximo. Nos aviões turboélice, o passo reverso ou ân- gulo de ataque negativo utilizado como freio aerodinâmico é realizado por um comando hidromecânico através da manete de potência. Quando a pressão de óleo aumenta no interior dos cilindros do motor, tem se a diminuição do ângulo das pás. O ângulo em que a tração da hélice cai a Zero (0) é chamado de ângulo de stol O ângulo de stol é ocasionado quando se tem um excesso de rotação da hélice fazendo com que a camada limite do dorso da pá atinja a velocidade do som. Em um sistema de hélices, os ângulos de ataque e de incidência são iguais quando as pás atingem o batente mecânico de passo máximo. GMP - Resumo Page 20 Quando o ângulo de incidência é ligeiramente superior ao ângulo do vento relativo, tem se o ângulo ótimo. O Controle automático de variação do ân- gulo de incidência garante o passo efetivo da hélice. A finalidade do sistema de sincronismo de hélice é reduzir os ruídos indesejáveis e vibrações. EMBANDEIRAMENTO DE HÉLICE Estando as pás de uma hélice na mesma direção do vento relativo, a hélice estará no passo bandeira ou nulo. (sem efei- to). Embandeiramento de hélice consiste em sangrar o cilindro servo mecânico a fim de levar uma hélice em pane para uma posição que reduza o arrasto aerodinâmico. O sistema de embandeiramento automáti- co tem como a finalidade principal proporcionar a drenagem do óleo do servomecanismo do motor em pane. O dispositivo que leva a hélice para o passo de bandeira mede o torque entre os dois extremos do eixo de rotação da hélice. Manutenção das Hélices A parte da hélice que sofre mais esforços é o cubo. Para um teste do governador de sobre velo- cidade, é necessário que a hélice esteja com uma rotação de 70%. O anel retentor da héli- ce trabalha como extrator da hélice durante a remoção da mesma. Limpeza das pás da Hélice Pás e cubos de hélice de aço e de alumínio devem ser limpos com suave solvente de lim- peza. Hélices de madeira podem ser limpas com água morna e um sabão suave com pincel ou pano. Gelo nas Hélices O gelo causa vibração destrutível em uma pá de hélice. Os métodos de degelo são: álcool isopropílico e elétrico Inspeção da Hélice A verificação de embandeiramento pode ser feita levando se o seletor para a posição ban- deirar (feather), observando se as pás da hélice tomam posição paralela ao deslocamento (ou ângulo de ataque de 90 graus). Bainha das Pás A bainha da pá (CUFF) é uma estrutura de metal, madeira ou plástico, destinada ao aca- bamento da espiga da pá com a superfície ex- terna, transformando a forma circular da espiga em seção de aerofólio. A finalidade primaria da bainha é aumentar o fluxo de ar de refrigeração na nacele do motor. CAPÍTULO 08 Remoção e Instalação de Motor QECA O método de desmontagem rápida na remoção e instalação de motores é o ‘’QECA’’ QECA é o motor propriamente dito e mais seu acessório fixado, tudo pronto para ser instala- dos. Os motores podem ser guardados conforme são recebidos pelos seus fabricantes em suas próprias caixas, invólucros e CONTAINERS (embalagens metálicas e pressurizadas). O método QECA divide a montagem do motor em diversas unidades: Tomada de ar Flapes de refrigeração do motor Carenagem do motor Suporte dos flapes de refrigeração do motor Janelas de inspeção Berço do motor Motor com todos seus acessórios As paredes de fogo das naceles dos motores são de aço inoxidável GMP - Resumo Page 21 Na remoção nos motores radiais a parte inter- na dos cilindros deve ser inspecionada quanto ao composto anticorrosivo que foi drenado de dentro do motor. O método mais positivo de drenagem do com- posto anticorrosivo na parte baixa do cilindro é abrindo a válvula de admissão através do eixo de manivela. Antes de começar a remoção do motor a cha- ve do magneto deve estar desligada, os seleto- res de combustíveis fechados, a bateria desco- nectada e se for por mais de 6 dias a bateria deve ser enviada para local de estoque. Deve haver extintores, e se o avião for triciclo deve haver um apoio de calda. Para a drenagem de fluidos do motor é colo- cado uma bandeja metálica com os bojões. Em alguns motores o dreno mais baixo é o ‘’Y’’ Desligamento das conexões elétricas se faz na parede de fogo. Como medida de segurança desconecta se primeiro o cabo do magneto. A maior parte das conexões são AN e MS. Para a desconexão dos controles do motor são usadas hastes e parafusos para uma chave de fenda tipo CLEVIS. Para se conectar um motor deve se respeitar um checklist. Remoção e Instalação de Motores a Reação Esse motor também utiliza o método QECA, porem o motor pode ser baixado por 2 modos: 1 = baixar de sua nacele usando uma platafor- ma levadiça , 2 usar um guincho e uma estrutu- ra (eslinga). Esse método também é utilizado para helicóp- tero. Na apostila é dado um exemplo de uma remoção do motor instalado a frente de um helicóptero com p eixo fazendo 39 graus com o horizonte (inclinado). Berço dos Motores (Radiais) Os berços dos motores geralmente são fixados á aeronave por parafusos especiais de aço com tratamento térmico. O berço é construído em 1 ou mais seções que incorporam o anel de montagem do motor, suportes em ‘’V’’ e fixadores para prende-los as naceles das asas, além de utilizarem o QECA. A parte do berço onde é fixado o motor chama se anel de fixação ou anel do berço do motor, construído de aço. Ele é fixado através de su- portes‘’dynafocal’’ ou fixação tangencial. A fixação dynafocal possui 2 tipos de fixa- ção : ligação ou pedestal. A fixação tangencial é amplamente usada em diversosmotores com (bucha de borracha) Para absorver as vibrações devida a alta po- tência são usados os ‘’shock monts’’ ou co- xins para amortecimento, estes podem ser compostos de aço ou borracha Preservação e Estocagem Para preservar um motor utiliza-se uma subs- tancia chamada de ‘’silica-gel’’ que serve para retirar uma possível umidade durante sua es- tocagem. Cloreto de Cobalto é usado junto com a ‘’sílica-gel’’. A sílica tratada com cloreto de cobal- to apresenta uma cor azul brilhante com umidade baixa. Quando a umidade aumenta, a tonalidade azul esmaece tornado se bem claro a 30% de umidade relativa, passan- do por varias matiz de rosa ate 60%. Quando a umidade fica abaixo de 30%, a corrosão não aparece. A quantidade de sílica gel a ser utilizada de- pende do tamanho do motor. Normalmente os indicadores de umidade de motores estocados em embalagens de trans- porte devem ser observados a cada 30 dias. Nos estocados em invólucro de proteção a cada 90 dias. E nos containers metálicos 180 dias. GMP - Resumo Page 22 CAPÍTULO 09 Sistemas de Proteção Contra Fogo no Motor ZONA DE FOGO É uma área ou região da aeronave, designada pelo fabricante, que requer detecção e/ou equi- pamento de extinção e um alto grau de essen- cial resistência ao fogo. O TERMO FIXO Significa um sistema permanentemente instala- do, em contraste com qualquer equipamento portátil de extintor de fogo com a de CO2. As aeronaves modernas contam tanto quanto um sistema de detecção de fogo quanto de extinção de fogo. Os 3 tipos de detecção mais usados são: 1. Razão de aumento de Temperatura 2. Sensores de Radiação 3. Detectores de Superaquecimento Os 3 tipos de Sistemas de Detecção de Fo- go são: 1. Sistema de Interruptor Térmico 2. Sistema de Par Térmico 3. Sistema Detector de Circuito Continuo Sistema de Interruptor Térmico Esse sistema detecta superaquecimento e não fogo consiste de uma ou mais lâmpadas. Os interruptores são unidades sensíveis ao calor, eles são conectados em paralelo um com o outro e em serie com as luzes indica- doras. O sistema interruptor térmico usa um interruptor termostato Bi-metálico ou detector tipo ‘’Spot’’ da marca fenwal ligado em paralelo. Sistema de Par Térmico Esse sistema é completamente diferente do interruptor térmico, pois ele detecta o fogo. O sistema par térmico depende do aumento da razão de temperatura. O sistema par térmico é construído de 2 metais diferentes ‘’Cromel e Constantan’’. O numero total de par térmico usado depende das dimen- sões da zona de fogo, portanto a resistência total não deve exceder 5 ohms. Sistema Detector Circuito Contínuo ou Sis- tema Sensor Esse sistema é uma versão dos interruptores térmicos ‘’spot’’, pois também são sistemas de detecção de superaquecimento. Os 2 ti- pos de detectores contínuos usados nos sistema de sensores são os Kidde e o Fenwal. Continuo Kidde Usa 2 fios envolvidos em uma camada de ce- râmica no tubo de inconel contínuo Fenwal Usa 1 fio simples envolvido em uma camada de cerâmica com sal eutético no tubo de in- conel SISTEMA DE ELEMENTO CONTÍNUO (LINDBERG) O sistema Lindberg de detecção de fogo é do tipo elemento contínuo que consiste de um tubo de aço inoxidável contendo um elemento discreto. Tipos de Fogo Classe A – madeira, pano, papel, estofados etc... Classe B – petróleos, querosene, óleo, graxa, solvente, tintas, etc... Classe C - material elétrico Classificação das Zonas de Fogo Zona classe A – grande quantidade de fluxo de ar Zona classe B – grande quantidade de fluxo de ar Zona classe C – são zonas que tem relati- vamente pouco de fluxo de ar Zona classe D – são zonas que tem relati- vamente pouco ou nenhum de fluxo de ar Zona classe X – são zonas com grande quantidade de fluxo de ar criando grande dificuldade para o agente extintor. GMP - Resumo Page 23 AGENTES EXTINTORES Hidrocarboneto Halogenado (Halon aerona- ves a Jato). É uma fumaça química de fluorine, clorine e bromine que elimina o oxigênio do fogo por interferência química, ou seja, resfriamento químico. Agente de Gás Frio Inerte (CO2 e N2 aerona- ves convencionais). São o dióxido de carbono CO2 e nitrogênio N2, ambos encontrados em forma liquida e gasosa, suas diferenças estão na pressão e temperatu- ra de estocagem. SISTEMA DE EXTINÇÃO DE FOGO H D R (High Rate of Discharge), alta razão de descarga utiliza o Halonpara extinguir o incên- dio (aeronaves a JATO). Sistemas convencionais, esse sistema utiliza o dióxido de carbono CO2 com agente extintor. (aeronaves antigas). Sistema de Extinção de fogo de motores convencionais CO2 e N2 A descarga ocorrerá quando o disco vermelho, indicador de descarga térmica de segurança é rompido quando a pressão atingir ou ultrapas- sar2.650 PSI e/ou a temperatura estiver acima de 74 graus. Sistema de Extinção de fogo de motores a Jato (Halon) É um tipo de garrafa equipada com duas válvu- las de descarga que são operadas por cartu- chos acionados eletricamente. Interiores das Cabines Os extintores portáteis permitidos dentro das cabines da aeronaves são de água, dióxi- do de carbono CO2, produto químico seco e hidrocarbonetos halogenados. É expressamente inaceitável extintor portátil do tipo lata de aerosol dentro das aeronaves. Sistemas de Detectores de Fumaça Um sistema de detecção de fumaça é instala- dos em pontos estratégicos das aeronaves com compartimento de cargas, bagagens, lavatórios onde a presença de fumaça é detectada. Um dos métodos utilizados são os cheiradores que contem silicagel amarelo. Quando uma amostra de monóxido de carbono (fumaça) é detectado o silicagel amarelo muda para verde. Detectores de Fumaça Fotoelétrico Quando existe uma acumulação de 10% de fumaça no ar, faz com a célula fotoelétrica con- duza corrente elétrica. Detectores Visuais de Fumaça Quando há fumaça presente, uma lâmpada dentro de um indicador é iluminada pelo detec- tor de fumaça. A luz é espalhada para que a fumaça se torne visível. Se não existir fumaça, a lâmpada não será iluminada. INDICADORES Dois discos de indicadores de descargas do sistema de extinção de fogo, estão montados no lado esquerdo da fuselagem após a asa. Um disco vermelho e um disco amarelo. CAPÍTULO 10 OPERAÇÃO E MANUTEÇÃO DO MOTOR Revisão dos Motores Convencionais TBO (intervalo entre revisões) varia com as condições de operação do motor, tais como, temperatura, duração em que o motor é opera- do em alta potência e manutenção recebida. Top Overhall é uma revisão de todas as partes do motor Revisão maior é uma revisão completa do motor TSO é a quantidade total de horas de vôo de um componente. O documento onde é anotado as aplicações de boletins nos motores é a caderneta do motor. GMP - Resumo Page 24 LIMPEZA O desengraxamento pode ser feito por imersão ou jateamento Descarbonizantes como solu- ções desengraxantes são de duas categorias: solúveis em água hidrocarbonetos GMP - Resumo Page 25 www.hangarmma.com.br www.hangarmma.com.br
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