Motores de avião

Olá pessoal, nesta postagem vamos abordar um pouco sobre os motores de avião, visto que esse é um assunto muito abrangente e complexo.

As fases de funcionamento dos motores de avião são, basicamente:

§  Admissão do ar

§  Compressão

§  Queima

§  Escapamento

Pode até lembrar o mesmo princípio dos motores de carros, mas a grande diferença é como tudo isso ocorre dentro do motor.

Admissão do ar

A eficiência de um motor de avião está diretamente ligada ao tamanho de sua parte frontal. Quanto maior o ventilador, visível na parte dianteira do motor, mais ar ele será capaz de captar para gerar potência ao motor.

         Alguns motores produzidos contam com ventilador de até 3 metros de diâmetro, capaz de sugar até 1,2 tonelada de ar por segundo. É força suficiente para sugar com tranquilidade uma pessoa que esteja perto da entrada de ar do motor.

Apenas uma pequena quantidade desse ar, no entanto, será direcionada ao chamado núcleo do motor, formado pelos compressores, câmara de combustão, turbina e bocal propulsor.

A maior parte do ar, em torno de 80%, é direcionada por um fluxo bypass (desvio) ao redor do núcleo diretamente para a saída traseira do motor, o ar que passa dentro do núcleo do motor é o que faz funcionar a turbina, que gira os compressores e o grande ventilador frontal. Na hora de dar a partida, é utilizado um motor de arranque pneumático que aproveita o ar da APU (Unidade de Potência Auxiliar, na sigla em inglês) ou de uma fonte externa.

Compressão

O ar direcionado ao núcleo do motor passa primeiro pelos compressores de baixa pressão e, na sequência, pelos compressores de alta pressão. A função principal dos compressores é deixar o ar mais condensado antes de ser direcionado para a câmara da combustão do motor, a compressão também aquece o ar e melhora a eficiência da queima.

Combustão

Ao chegar à câmara de combustão, o ar é misturado com o combustível (querosene de aviação) e queimado. Os gases de combustão gerados durante este processo expandem-se explosivamente na direção da turbina. A temperatura nesta parte do motor pode chegar a cerca de 2.000º C

Apenas cerca de 25% do ar que passou pelos compressores, no entanto, é utilizado efetivamente na queima dentro da câmara de combustão. O restante é usado para o seu resfriamento. Os materiais utilizados, como revestimentos cerâmicos isolantes, também ajudam o equipamento a suportar as altas temperaturas.

Explosão

Os gases que saem da câmara de combustão são direcionados às turbinas, que têm a finalidade de extrair energia cinética dos gases em expansão e transformá-la em energia mecânica, conseguindo potência para acionar o compressor, os acessórios ou o fan (ventilador), depois que passa pela turbina, o ar sai pelo bocal propulsor, gerando o impulso adicional para o deslocamento do avião.

Conheça os principais tipos usados na aviação:

Motor Turbofan

O turbofan é um motor utilizado em aeronaves projetadas especialmente para altas velocidades de cruzeiro. Possui um excelente desempenho em altitudes elevadas, entre 10 e 15 mil metros, apresentando velocidades na faixa de 700 Km/h até 1.000 Km/h.

São justamente muito apreciados na aviação civil, por serem relativamente pouco ruidosos. Atualmente, praticamente todos os motores que impulsionam os aviões comerciais a jato são turbofans.

Motor Turbojato

O turbojato, ou turboreator, é o tipo mais simples e mais antigo de motor a jato para fins gerais.

Um motor turbojato é usado essencialmente na propulsão de aeronaves. Nele, o ar é introduzido no compressor giratório através da entrada e comprimido a uma pressão superior antes de entrar na câmara de combustão. O combustível é misturado com o ar comprimido e inflamado por uma faísca.

Motor Pulso Jato

O pulso jato funciona utilizando um processo de combustão em pulsos, ou combustão ressonante. O ciclo termodinâmico que mais se aproxima deste funcionamento é o chamado ciclo Lenoir: a combustão inicia com a admissão de ar através do difusor frontal, onde o ar se mistura com o combustível, que é injetado ou aspirado a partir do bico injetor.

A mistura ar-combustível é admitida pela válvula e introduzida na câmara de combustão e, em contato com a faísca elétrica da vela (ou com as paredes já aquecidas), a mistura entra em combustão.

Devido à combustão ocorre o aumento de pressão na câmara. Com isso, a válvula “margarida” se fecha, impedindo a entrada de ar. Os gases de combustão são então expelidos pelo tubo de escape, fazendo surgir a força propulsora.

Motor Ramjet 

Os Ramjets tentam explorar a elevada pressão da corrente de ar que se forma à frente da entrada de ar, devido à alta velocidade de voo. Uma entrada de ar bem projetada poderá se aproveitar da pressão de entrada para permitir a combustão do combustível e a expulsão dos gases resultantes.

A maioria dos Ramjets operam em velocidades de voo supersônicas. Como precisam de alta velocidade de voo para poderem iniciar o seu funcionamento, é necessária a utilização de um motor secundário para levar a aeronave até uma velocidade crítica, na qual inicia o seu funcionamento.

Fontes:

wikipedia

uol

hangar