terça-feira, 3 de março de 2009

Motor Crítico

Para as próximas definições de velocidades estudadas em performance de decolagem, é necessário definir o conceito de motor crítico.

Quando um motor falha em uma aeronave com mais de um motor, a diferença de tração entre o motor que falhou e o(s) que continua(m) operando, produz um momento em relação ao eixo longitudinal da aeronave que deve ser compensado através do leme de direção pelo piloto para que a aeronave coontinue voando.

A figura 1 ilustra as forças presentes em um vôo monomotor.


Figura 1 - Forças existentes no voo com um motor inoperante

Motor crítico é o motor ou um dos motores cuja falha resulta nos efeitos mais adversos na manobrabilidade e performance da aeronave.

Propulsão a Hélice

Em aviões com propulsão a hélice, o movimento das pás associado ao deslocamento do avião para frente e ao ângulo de ataque positivo, faz com que a resultante de velocidade na "pá que desce" seja maior do que na "pá que sobe". Uma vez que uma pá de hélice é um aerofólio, o aumento do ângulo de ataque da aeronave cuasa um aumento do ângulo de ataque da "pá que desce" e uma diminuição no ângulo de ataque da "pá que sobe" e, mais velocidade da aeronave, significa maior sustentação gerada pelas pás. Dessa forma, a tração gereda é assimétrica, ou seja, a "pá que desce" gera mais tração do a "pá que sobe". Por isso, uma hélice gera um torque para a esquerda na aeronave. A figura 2 ilustra a geração de tração pela "pá que desce" de uma hélice.


Figura 2 - Tração gerada por uma hélice

Em aeronaves bi-motoras a hélice, com motores que giram em sentido horário (vistos por trás), a distância da "pá que desce" do motor esquerdo em relação ao eixo longitudinal é menor do que do motor direito. Assim, há uma tendência de torque para a esquerda que se agrava quando o motor esquerdo torna-se inoperante. Como o efeito de torque para a esquerda é maior com a parada do motor esquerdo, a força necessária (e portanto a deflexão e o arrasto) a ser produzida pelo leme de direção é maior. Nesse caso, diz-se que o motor esquerdo é o motor crítico, como ilustrado na figura 3.


Figura 3 - motor crítico em bi-motores a hélice

Propulsão a Jato

Em aeronaves a jato bi-motoras, considera-se que não há motor crítico pois, como a distância entre o eixo longitudinal e o eixo de tração dos motores é igual e como também não ocorre com os motores a jato o torque existente nos motores a hélice, as forças existentes são iguais em caso de parada de qualquer um dos motores.

Em aeronaves tri-motoras, os motores críticos são os externos (instalados nas laterais da fuselagem ou nas asas - motores 1 e 3). O motor central, por ficar sobre o eixo longitudinal da aeronave, não resulta em torque quando deixa de funcionar, causando um impacto menor na performance do que os externos.

Em aeronaves quadri-motoras, os motores críticos são os dois externos pois geram um torque maior do que os internos quando deixam de funcionar. Nesse caso ainda, a pior situação acontece quando há a parada de dois motores do mesmo lado mas, para cálculos de performance de decolagem, só é computada a perda de um motor.

6 comentários:

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  2. Cara parabens pelo blog!! ta otimo! continue assim

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  3. Creio que deve-se levar em consideração o vento de través na decolagem.
    Abço
    Moysés

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  4. Olá Medau, tudo bem? Tenho quase que certeza que não se lembra de mim, mas voamos nos Aeroclube de São José dos Campos quando você lá era instrutor durante o período Jurrásico. rsrsrs

    Apenas uma consideração. O efeito P causando mais tração na pá que desce em relação a pá que sobe, só acontece se o avião voar com grande ângulo de ataque. Por um acaso, a determinação do motor crítico não leva em consideração também a esteira da hélice que atinge o leme-de-direção, tornando mais fácil ou mais difícil o controle da aeronave? Se numa aeronave bi-motora com as hélices girando no sentido horário, o motor crítico não seria o esquerdo em razão da esteira da hélice direita não atingir o leme-de-direção como aconteceria com o motor esquerdo e, portanto, sendo necessário maior amplitude de leme-de-direção?

    Adorei o Blog. tenho recomendado a todos os meus alunos. Você explica de uma forma sucinta e clara. Quase impossível alguém não aprender oi fixar a matéria.

    Parabéns!

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  5. Parabéns pelo Blog, também tenho uma postagem no meu blog de minha autoria explicando um pouco da performance dos aviões.

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  6. Tenho um protótipo de projeto, ainda embrionário, pra se desenvolver preciso de informações simples, são elas:
    -Quais as diferenças de um 'fan' de motor a jato para uma hélice?
    -De que forma o 'fan' gera empuxo e de que forma a 'hélice' gera empuxo;
    -Quanto torque é necessário para que um 'fan' produza empuxo.

    Se tu tiver tempo livre pra poder me dizer tais respostas, agradeço.

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