AULA 6 – MOTORES

CONCEITO: Toda máquina que produz energia mecânica a partir de outra energia (elétrica, calorífica).

• MOTORES TÉRMICOS: Motor a pistão - Transformam energia calorífica em energia mecânica.

• MOTORES AEROTÉRMICOS: Motor a reação, pulsojato, estatorreator. Necessitam da participação do ar atmosférico para o seu funcionamento, além do ar (oxigênio) utilizado na combustão.

     * Motor a foguete não é considerado AEROTÉRMICO. Ele é um motor TÉRMICO.
       

1- CLASSIFICAÇÃO:

      

      a) QUANTO A COMBUSTÃO:  

    

       Motores de combustão externa:  o combustível é queimado fora do motor.

         

• VANTAGEM: Utiliza qualquer tipo de combustível.

          

• DESVANTAGEM: Muito pesado.

       Motores de combustão interna: o combustível é queimado no interior do motor.

• VANTAGEM: Elevada potência, leve.

      b) QUANTO AO SISTEMA DE PROPULSÃO:

      Avião a hélice: o motor não produz diretamente a tração, quem produz tração e a HÉLICE.

                 Impulsiona grandes massas de ar a velocidades relativamente pequenas.

                 Baseia-se na 3ª Lei de Newton

                 Ex: Motor a pistão e Turbo hélice.

       Avião a reação: o motor produz diretamente a tração.

                Impulsiona pequenas massas de ar a grandes velocidades.

                Ex: Turbojato e Turbofan.

2- TIPOS DE MOTORES:

       

   a) Motor a pistão: É o mais utilizado em aviões de pequeno porte, é econômico e eficiente em baixas velocidades e altitudes. Baixo custo   

   b) Motor turbo hélice: É um turbojato modificado.
              Quase toda energia é utilizada para girar uma turbina.

              A hélice é acionada através de uma caixa de redução.

             Ideal para velocidades intermediárias entre o motor a pistão e turbofan,

   c) Motor turbofan: É um turbojato acrescido de um FAN.

             O FAN cria um fluxo de ar frio que mistura com o ar quente abafando o som.              

             VANTAGEM: elevada tração, baixo ruído e grande econômia.

             É o mais utilizado em aviões de alta velocidade

      d) Motor turbojato: O ar admitido é impulsionado num fluxo de alta velocidade.

                Utiliza a expansão dos gases queimados pela combustão.

                É anti-econômico e ineficiente em baixas velocidades e altitudes.

                É o mais utilizado em aviões supersônicos.

     Ordem crescente de velocidade e altitude:  Motor a pistão, motor turbo hélice, turbofan e turbojato.

3- QUALIDADES DO MOTOR AERONÁUTICO:

      a) Eficiência térmica: É a relação entre a potência mecânica produzida pela potência térmica liberada. Essa relação fica entre 25% a 30%.

* Motores elétricos – 90%.

      b) Leveza: É a relação entre a massa e a potência do motor.

            * Essa relação deve ser a MENOR possível, pois assim o motor suporta MENOS peso por HP.

      

      c) Facilidade de manutenção: A segurança do funcionamento está ligada ao cumprimento rigoroso das inspeções periódicas programadas pelo FABRICANTE DO MOTOR.

           Essas inspeções são cumpridas por intervalos de horas de voo e são conhecidas como PERIÓDICAS. Ex: 25h, 50h...  

       d) Durabilidade: Determinado número de horas, estabelecidas palo FABRICANTE DO MOTOR, para o motor fazer REVISÃO GERAL, também conhecida por TBO - “Time Between Overhauls” Tempo entre Revisões Gerais.

       e) Economia: O motor aeronáutico deve ter baixo consumo.

           

             DEFINIÇÃO: 

      Consumo horário: Quantidade consumida por hora. Ex: 30 litros/hora.

                                       É utilizado para cálculos de navegação aérea

      Consumo específico: Leva em consideração a potência do motor. Ex:0,2 litros/HP/ hora.

                                        É utilizado para comparar eficiência de motores.

                                       * O motor mais eficiente é aquele que consome menos por HP/hora.

        f) Ausência de vibrações:  O motor deve funcionar suavemente, sem vibrações.

              DEFINIÇÃO:

 Equilíbrio: É a ausência de vibração no sentido transversal ( para cima, para baixo e para os lados).

 Regularidade do conjugado do motor: É a ausência de vibração no sentido de rotação. (O motor a reação tem maior regularidade que o motor à pistão).

      

         g) Pequena área frontal: A área frontal do motor deve ser pequena para ser instalado nas aeronaves de fuselagem estreita melhorando a aerodinâmica. 

          h) Excesso de potência na decolagem: Por segurança os motores aeronáuticos devem manter uma potência superior ao do projeto por um curto tempo ( 1 min) usada na decolagem.

          i) Compacidade: Os motores aeronáuticos devem ser compactos, diminuindo assim o seu peso, melhorando o resultado da leveza que é a razão entre a massa e a potência.

Mais exercícios...

1) A condição de vôo em que se obtém o menor consumo por distância percorrida é conseguida com o regime de potência denominado:

a) long range

b) high speed

c) constant speed

d) maximum endurance

2)Um dos recursos usados para corrigir as tendências do fluxo transversal é o uso:

a) do vortex generator

b) de lâminas paralelas à corda da asa

c) de slots

d) de spoiler corretor

3) Onda de expansão é uma região de:

a) alta densidade

b) baixa densidade

c) limite de fluxos

d) nenhuma das citadas

4) O vento relativo atinge uma asa enflechada formando um ângulo:

a) maior do que o ângulo de enflechamento

b) igual o ângulo de enflechamento

c) menor que o ângulo de enflechamento

d) perpendicular ao bordo de ataque

5) A base da sustentação nos vôos de alta velocidade é:

a) a onda de expansão

b) a onda de choque

c) o vento relativo

d) a resistência

6) Se o ponto de maior curvatura do aerofólio estiver localizado no primeiro terço, a onda de choque aparecerá:        

a) próximo ao bordo de ataque                                                 c) na ponta da asa

b) próximo ao bordo de fuga                                                     d) exatamente no bordo de fuga

7) A ação do enflechamento em baixas velocidade acarreta para a ACFT:

a) facilidade de controle                                                                  b) condição de equilíbrio dinâmico instável

c) equilíbrio dinâmico estável                                                        d) nenhuma das citadas

8) Quanto maior o enflechamento das asas de uma ACFT:

a) menor será o Mach crítico                                                          b) menor será o fluxo transversal

c) maior será o Mach crítico                                                            d) maior as consequências de um fluxo misto

9) O aparecimento da onda de choque acarreta ao vôo:

a) perda de sustentação

b) descolamento da camada limite

c) estol de alta velocidade

d) Todas citadas

10) A condição de vôo em que se obtém o menor tempo por distância percorrida é conhecida como:

a) long range

b) specific range

c) maximum endurance

d) high speed

11) Se por algum motivo a camada limite divisória entre o ar e um aerofólio tornar-se muito espessa, o avião tem:

a) aumentar a estabilidade                                                            b) sobre o extradorso uma região de turbulência

c) diminuído o fluxo subsônico                                                      d) nenhuma das citadas

12) O Mach crítico de uma aeronave é o número no qual a velocidade do vento relativo atinge:

a) num único ponto da asa o Mach 1                                           b) na cambra inferior a depressão máxima

c) em toda a extensão do dorso o Mach crítico                          d) duas o Mach 1 em um ponto da asa

13) Consideramos como ACFT subsônica aquela cujo limite máximo de velocidade seja:

a) o Mach crítico                                                                                b) o Mach 1

c) menor que o Mach 1                                                                    d) menor que o Mach crítico

14) O deflexionamento de uma asa durante o vôo:

a) desloca o centro de pressão para a frente                             b) desloca o centro de gravidade para a frente

c) aumenta o ângulo de incidência                                                              d) aumenta a sustentação

15) O sentido do fluxo transversal, a medida em que este se aproxima do bordo de fuga de uma asa com enflechamento é:

a) da ponta para a raiz da asa                                                       b) do intradorso para o extradorso da asa

c) da raiz para a ponta da asa                                                        d) do extradorso para o intradorso da asa

16) O ângulo formado entre a corda e a direção do vento relativo é chamado de:

a) incidência                                                                                      b) trajetória

c) ataque                                                                                             d) atitude

17) Sempre que um perfil aerodinâmico diferente do tipo cunha dupla estiver sob a influência de um fluxo misto (subsônico / supersônico ), aparecerá em cada nível de cruzeiro:

a) um acúmulo de ondas de expansão

b) uma linha de baixa pressão

c) uma faixa onda a velocidade do fluxo de ar será nula

d) uma onda de choque

18) A flexão aeroelástica das pontas de uma asa enflechada durante o vôo:

a) aumenta a sustentação                                                                             b) aumenta o ângulo de incidência

c) desloca o centro de pressão para a frente                                           d) desloca o centro de gravidade para a frente

19) A velocidade do som no ar será tanto maior quanto maior for:

a) a temperatura                                                                               b) a densidade

c) a pressão                                                                                       d) a altitude

20) O ar pode ser considerado compressível:

a) nas velocidades maiores ou iguais a 250 kt

b) nas velocidades maiores ou iguais a Mach 0,4

c) nas velocidades menores que Mach 0,3

d) não existem fronteiras nítidas, porém as respostas “a” e “b” estão corretas

Estudem!!!!

1) Um dos problemas causados pela espessura da onda de choque é o:

a) aumento do Mach crítico                                          b) estol de baixa velocidade

c) deslocamento da camada limite                           d) aumento exagerado da sustentação

2) Ao passar pela asa de um avião, o vento relativo é desviado, atingindo o plano estabilizador horizontal:

a) produzindo uma força para cima                           b) propiciando estabilidade lateral

c) mediante um ângulo de ataque negativo            d) produzindo uma força que não pode ser regulada

3) O efeito de fuselagem tem influência na estabilidade:

a) lateral                                                     b) vertical

c) direcional                                              d) longitudinal

4) A camada de ar que se encontra diretamente em contato com a superfície da aeronave e aderente à mesma é conhecida como:

a) turbilhão                                                                 b) camada limite

c) onda de choque                                                    d) zona de baixa pressão

5) A velocidade equivalente é obtida corrigindo-se a:

a) IAS para os erros dos instrumentos                    b) CAS para os erros de compressibilidade

c) TAS para os erros de pressão estática               d) GS para os erros de instalação do instrumento

6) Uma aeronave voando nivelada em ar calmo tem um fator de carga de:

a) 1 G                                                                             b) 0 G

c) 2 G                                                                             d) 3 G

7) A condição de vôo em que se mantém constante a IAS ou o Mach chama-se:

a) high speed                                                                     b) long range

c) constant speed                                                             d) specific range

8) O aparecimento da onda de choque acarreta ao vôo:

a) aumento de sustentação                                            b) estol de baixa velocidade

c) instabilidade longitudinal                                            d) descolamento da camada limite

9) A base da sustentação nos vôos de altas velocidades é o/a:

a) resistência                                                                     b) onda de choque

c) vento relativo                                                                  d) onda de expansão

10) Durante um vôo de alta velocidade, o acionamento dos comandos de forma brusca poderá ocasionar:

a) fatores de carga menores                                          b) respostas esperadas rápidas

c) pouco esforço estrutural no avião                            d) movimentos opostos aos movimentos comandados

11) O número de Mach crítico é aumentado através do uso:

a) da camada limite                                                        b) de asas enflechadas

c) do fluxo transversal                                                    d) de geradores de vórtice

12) A razão de subida de uma aeronave cairá a zero ao atingir o teto:

a) prático                                                                                            

b) absoluto

c) de serviço

d) operacional

13) Considere uma aeronave em vôo com IAS constante, mantendo um determinado FL. Se houver aumento na OAT, sua:

a) IAS e potência necessária aumentam

b) TAS e potência necessária diminuem

c) TAS e potência necessária aumentam

d) IAS e potência necessária diminuem

14) Uma aeronave voando a Mach constante possui determinada TAS, caso haja um aumento na OAT, a TAS:

a) aumenta e o Mach diminui

b) diminui e o Mach aumenta

c) aumenta e o Mach permanece constante

d) diminui e o Mach permanece constante

15) Quando o valor do CL é máximo, significa ângulo de:

a) estol

b) ataque nulo

c) ataque para vôo de dorso

d) ataque de sustentação nula

16)As lâminas paralelas às cordas da asa, colocadas quase sempre no extradorso da mesma, são conhecidas como:

a) slot

b) spoiler

c) wing-fence

d) vortex generator

17)Considera-se como aeronave subsônica aquela cujo limite máximo de velocidade seja:

a) o Mach 1

b) o Mach crítico

c) menor que o Mach 1

d) menor que o Mach crítico

  

18) Sempre que um perfil aerodinâmico (diferente do tipo cunha dupla) estiver sob a influência de um fluxo misto (supersônico / subsônico ), aparecerá na zona limite entre os dois fluxos:

a) acúmulo de ondas de expansão

b) uma linha de baixa pressão

c) uma faixa onde a velocidade do fluxo de ar será nula

d) uma onda de choque

19) Durante um vôo, o atrito e a compressibilidade do ar tornarão a TAT:

a) igual a OAT

b) igual a SAT

c) maior que a OAT

d) menor que a SAT

20) A altitude que tem como referência NÃO uma pressão, mas a variação da densidade do ar na atmosfera padrão, sendo utilizada para os cálculos de performance, denomina-se altitude:

a) pressão

b) densidade

c) calibrada

d) verdadeira

Exercícios

O dia da prova se aproxima, nada melhor do que resolver alguns exercícios antes, para solidificar ainda mais o conhecimento.Então, vamos lá....

1) Um dos efeitos da compressibilidade do ar, que começa a se manifestar durante um fluxo transônico, é a onda de choque. Os fluxos que ocorrem imediatamente e após a mesma são, respectivamente:

a) subsônico e subsônico                                                               b) supersônico e subsônico

c) subsônico e supersônico                                                           d) supersônico e hipersônico

2) O fluxo turbulento que se verifica atrás da onda de choque é sentido pelo piloto, como uma vibração irregular, em toda a aeronave. Tal fenômeno é conhecido como:

a) pitch up                                                                                           b) buffeting

c) yaw damper                                                                                   d) tuck under

3) O aparecimento da onda de choque sobre a asa pode acarretar:

a) aumento de sustentação                                                           b) ausência de turbulência

c) estol de alta velocidade                                                             d) aderência da camada limite

4) A ocorrência de uma onda de choque, a meia distancia entre o bordo de ataque e o bordo de fuga, indica que o avião está voando em regime:      

a) subsônico                                                                                      b) transônico

c) supersônico                                                                                  d) hipersônico

5) Durante um estol de alta velocidade, o piloto, a fim de fazer a recuperação, deverá:

a) aumentar a potência                                                                   b) diminuir a velocidade

c) aumentar a velocidade                                                                d) diminuir o fluxo subsônico

6) O uso de asa com alto grau de enflechamento, nas modernas aeronaves de alta velocidade, tem por finalidade principal o aumento do(a):

a) carga útil                                                                                        b) sustentação

c) número Mach crítico                                                                     d) estabilidade longitudinal

7) Durante o deslocamento em alta velocidade de uma aeronave com asas enflechadas, a componente da velocidade do ar, no sentido perpendicular ao bordo de ataque, em relação a velocidade do vento relativo, será:

a) menor                                                                                             b) maior

c) igual                                                                                                d) variável

8) Em um fluxo supersônico, uma aeronave terá a sua frente uma onda de choque, do tipo:

a) reta                                                                                                  b) curva

c) oblíqua                                                                                            d) horizontal

9) Quando as ondas de choque, superior e inferior, em deslocamento, encontrarem-se tangenciando o bordo de fuga, a ACFT estará no:

a) M .70                                                                                               b) M .80

c) M .90                                                                                                d) M 1.0

10) Quando uma ACFT atingir o Mach crítico, ocorrerá um(a):

a) aumento do arrasto                                                                     b) diminuição da tração

c) diminuição da potência necessária                                         d) aumento do coeficiente de sustentação

11) Para a recuperação de um dutch roll em que a aeronave começa a girar para a esquerda, o piloto deverá:

a) largar o manche                                                                           b) desligar o yaw damper

c) guiná-la para a direita                                                                 d) guiná-la ainda mais para a esquerda

12) Pequenas superfícies utilizadas para introduzir ar com maior energia cinética nas áreas turbulentas da camada limite, atrás da onda de choque, chamam-se:

a) spoilers                                                                                          b) wing fences

c) perfis supercríticos                                                                      d) geradores de vórtices

13) Os aviões que estão sujeitos ao tuck under são, normalmente, equipados com um dispositivo automático de correção, denominado Mach:

a) stall                                                                                                 b) buffet

c) vortex                                                                                               d) trimmer

14) Para aumentar a eficiência do controle lateral principalmente nas altas velocidades, os ailerons internos podem operar em conjunto com os:

a) flaps                                                                                                b) slots

c) spoilers                                                                                          d) ailerons externos

15) Os ailerons externos, normalmente, não são usados quando uma aeronave voa em alta velocidade, uma vez que podem acarretar:

a) variação do CG                                                                             b) aumento da sustentação

c) instabilidade catastrófica                                                            d) torção na extremidade da asa

16) O spoiler pode ser usado para:

a) reduzir o arrasto                                                                           b) aumentar a curvatura da asa

c) reduzir a sustentação da asa                                                    d) aumentar a velocidade de pouso

17) O efeito de uma mudança brusca na direção ou intensidade do vento, numa certa fase do vôo, chama-se:

a) wind shear                                                                                     b) wind aloft

c) wind upset                                                                                     d) wind spanwise

18) Para a recuperação de um estol de velocidade, a atitude inicial do piloto será:

a) empurrar o manche para trás                                                   b) empurrar o manche para a frente

c) acionar os ailerons alternadamente                                        d) acionar o leme de direção para ambos os lados

19) Na atmosfera, a velocidade do som varia unicamente com o/a:

a) pressão                                                                                          b) densidade

c) temperatura                                                                                   d) ângulo de ataque

            

20) De uma maneira geral, se o ponto de maior curvatura do aerofólio estiver localizado no primeiro terço do mesmo, a onda de choque aparecerá próximo ao:

a) profundor

b) bordo de fuga

c) bordo de ataque

d) intradorso da asa