Motores Alternativos de Aeronaves - 35

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Potência de atrito
 

Potência de atrito é a potência indicada menos a potência de freio. É a potência usada por um motor para vencer o atrito entre as partes móveis, aspirar combustível, expulsar os gases de escapamento, acionar bombas de óleo e combustível, e similares.

Nos motores aeronáuticos modernos, essa potência perdida por atrito é elevada, podendo atingir de 10% a 15% da potência indicada.
 
Pressões efetivas médias de freio e de atrito
 

A PE.M.I. (pressão efetiva média indicada), discutida anteriormente, é a pressão média produzida na câmara de combustão durante o ciclo de operação, e é uma expressão teórica de potência sem fricção, conhecida como potência indicada.

Além de desprezar completamente a potência perdida por atrito, a potência indicada não informa quanta potência real é entregue ao eixo da hélice para produzir trabalho útil. Contudo, está relacionada com a pressão real, a qual ocorre no cilindro e pode ser usada como uma medida dessas pressões.

Para registrar a perda por atrito e a potência líquida de saída, a potência indicada de um cilindro pode ser conceituada como duas potências separadas, cada uma produzindo um efeito diferente. A primeira vence o atrito interno, e a potência as­sim consumida é conhecida como potência de atrito. A segunda, conhecida como potência de freio, produz trabalho útil para o eixo da hélice. Logicamente, por conseguinte, a porção de P.E.M.I. que produz potência de freio, é denominada PE.M.E (pressão efetiva média de atrito). A P.E.M.I. é uma expressão útil da potência total de saída do cilindro, mas não é a quantidade física real. Da mesma forma, P.E.M.A. e P.E.M.F. são teóricas, mas expressões úteis das perdas por atrito e potência líquida de saída.

Embora P.E.M.F. e P.E.M.A. não existam de fato, no cilindro elas provêem meios convencionais de se representar os limites de pressão ou taxas de desempenho do motor, por toda sua faixa de operação. Isto é verdade, desde que haja um relacionamento entre P.E.M.I., P.E.M.F. e P.E.M.A.

Uma das limitações básicas da operação do motor é a pressão desenvolvida no cilindro, durante a combustão. Na discussão de razão de compressão e pressão efetiva média indicada, foi observado que, dentro de certos limites, o aumento de pressão resulta em aumento de potência. Foi notado também, que se a pressão no cilindro não for controlada dentro de limites estreitos, perigosas cargas internas serão impostas, podendo resultar em falha do motor. É, portanto, necessário ter meios de determinarmos essas pressões no cilindro, como medida de proteção, e para uma aplicação eficiente da potência.

Se o BHP for conhecido o P.E.M.F. pode ser calculado por meio da seguinte equação:

P.E.M.F. =  BHP x 33.000  /  LANK

Exemplo:

Dado: Calcule P.E.M.F.

 

BHP = 1000
Curso = 6"
Diâmetro interno do cilindro = 5,5"
RPM = 3.000"
Número de cilindros = 12
 
Calcule o comprimento do curso (em pés):

L = 0,5

Calcule a área do cilindro

A = 1/4 ¶ D² = 0,7854 x 5,5 x 5,5 = 23,76 pol²

Calcule o número de tempos de potência por minuto:

N = 1/2 x RPM = 1/2 x 3.000 = 1.500

Substituindo na equação:

P.E.M.F. = 1000 x 33000  /  0,5 x 23,76 x 1500 x 12  =  154,33 ibl / pol²

 
Potência de empuxo
 
Potência de empuxo pode ser considerada como resultado do trabalho conjunto do motor e da hélice.

Se uma hélice pudesse ser projetada para ser 100% eficiente, o empuxo e a potência freio seriam os mesmas. Contudo, a eficiência da hélice varia com a velocidade do motor, atitude, altitude, temperatura e velocidade do ar; portanto, a razão da potência de empuxo e a potência ao freio entregue para o eixo da hélice nunca serão iguais.

Por exemplo, se um motor desenvolve 1.000 BHP e é usado com uma hélice com eficiência de 85%, a potência de empuxo dessa combinação motor-hélice é 85% de 1 .000 ou 850 HP de empuxo.

Dos quatro tipos de potência discutidos, é a potência de empuxo que determina o desempenho do conjunto motor-hélice.

     
 Fonte: Manual de Mecânico de Manutenção Aeronáutica - Grupo Motopropulsor - DAC. Fotografias, acréscimos ao texto original e notas - Marcos Ramon da Silva.
 

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