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Por que os aviões precisam de partida pneumática?

Resposta direta

A maioria dos motores a jato não tem motor de arranque elétrico: o compressor precisa ser levado a cerca de 20-25% da rotação nominal antes da ignição. Aviões comerciais usam um motor de arranque a turbina de ar, alimentado pela APU, por outro motor em funcionamento ou por uma unidade terrestre; poucos modelos novos, como o Boeing 787, partem eletricamente.

Por que os aviões precisam de partida pneumática?
Qatar Airways Boeing 787-8 Dreamliner A7 BCO MUC 2015 02Julian Herzog (Website) (CC BY), vía commons

Dar partida numa turbina não é como dar partida num carro

Um motor de pistão pode ser girado por um motor elétrico e funciona a partir do primeiro ciclo de ignição. Numa turbina a gás, isso não é possível. Sua câmara de combustão só funciona se houver um fluxo constante de ar passando por ela, e esse ar vem do compressor, que é acionado pela turbina, que por sua vez precisa da combustão contínua. O ciclo precisa ser girado externamente até conseguir se sustentar. Num grande turbofan, isso significa levar o eixo de alta pressão a cerca de 20 a 25 por cento de sua rotação nominal antes de introduzir combustível e ignição, e continuar auxiliando até o motor atingir a marcha lenta. Girar um compressor desse tamanho rápido o suficiente exige muita potência em pouco tempo, mais do que um motor de arranque elétrico convencional com peso razoável conseguia fornecer em aviões projetados na segunda metade do século XX.

De onde vem o ar

A solução padrão é um motor de arranque a ar comprimido, uma pequena turbina a ar na caixa de acessórios do motor. Ela precisa de ar comprimido a cerca de 3 bar, e o avião tem três maneiras de obtê-lo. A habitual é a unidade auxiliar de energia (APU), uma pequena turbina na cauda que, no solo, também alimenta o ar-condicionado e a eletricidade. A segunda é o procedimento de cross-bleed: uma vez que um motor esteja funcionando, o ar de seu compressor pode ser direcionado pelas tubulações de ar comprimido para dar partida no próximo. A terceira é externa, a unidade de ar de partida no solo, um compressor montado num trailer, conectado a uma tomada no fuselagem do avião. As unidades de solo mantêm um voo funcionando quando a APU não está disponível, e por isso um avião com a APU inoperante ainda pode partir num aeroporto bem equipado, mas não num local remoto.

A alternativa elétrica

Turbinas menores usam motores de arranque elétricos há muito tempo, e o Boeing 787 transferiu esse princípio para uma aeronave de grande porte. Seus motores não têm nenhum sistema de sangria de ar; grandes motores-geradores de arranque em cada motor atuam como motores para girar o núcleo, e depois mudam para geração de energia assim que ele está funcionando. A Airbus manteve a partida a ar comprimido no A350, mas a tendência mais ampla rumo a aviões mais eletrificados deve continuar, à medida que a eletrônica de potência se torna mais leve.

Partida a ar em outro sentido

Os pilotos também usam o termo para a reignição de um motor que se apagou em voo. Nesse caso, o fluxo de ar através do motor mantém o núcleo girando em modo windmill (moinho de vento), e se o avião estiver dentro da faixa de reignição de velocidade e altitude, a tripulação simplesmente reintroduz combustível e ignição; abaixo dessa rotação de windmill, o motor de arranque é acionado, alimentado pela APU ou por cross-bleed de um motor em funcionamento.

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