Sabia…
Como são construídos os motores de avião?
Resposta direta
Os motores de avião dividem-se em duas famílias principais: os motores de pistão, que acionam uma hélice e equipam a aviação ligeira, e as turbinas a gás, que comprimem o ar, queimam-no com querosene e expelem gases. O turbofan domina a aviação comercial: a sua ventoinha gera quase todo o impulso; o turbo-hélice aciona uma hélice através de uma turbina.
_at_Niconico_chokaigi_April_28%2C_2018_02.jpg)
Motores de pistão: a aviação ligeira
O motor de pistão a gasolina foi a única opção disponível nas primeiras décadas da aviação e ainda hoje propulsiona a grande maioria dos aviões ligeiros de instrução e de lazer. Os mais comuns são motores boxer de quatro ou seis cilindros arrefecidos a ar, com ignição dupla por motivos de segurança e potências entre 75 e 300 kW (100 a 400 CV). Acionam uma hélice de passo fixo ou variável e queimam gasolina de aviação com chumbo, embora continue a mudança para combustíveis sem chumbo e motores diesel a querosene. São simples e relativamente económicos, mas perdem potência com a altitude, e as suas peças móveis limitam a fiabilidade em comparação com as turbinas.
Turbinas a gás: o mesmo ciclo, rendimentos diferentes
Todas as turbinas de aviação partilham um núcleo: um compressor aspira e comprime o ar, uma câmara de combustão mistura-o com querosene e queima-o a pressão constante, e uma turbina extrai energia dos gases quentes para acionar o compressor. O que difere é o aproveitamento da energia restante. No turbojato puro, todo o gás sai a alta velocidade por uma tubeira: é eficiente a velocidades muito elevadas e ruidoso, e hoje praticamente limitado a aplicações militares antigas e missis. No turbofan, a turbina aciona também uma grande ventoinha frontal que impulsiona uma massa de ar muito maior ao redor do núcleo; nos motores modernos, a maior parte do impulso provém da ventoinha, com relações de derivação de 9:1 a 12:1. É o motor de qualquer avião comercial atual pelo seu consumo moderado e ruído limitado. No turbo-hélice, a turbina aciona uma hélice através de uma caixa de redução: é a solução mais eficiente abaixo de cerca de 650 km/h e propulsiona aviões regionais e de carga. O turbo-eixo é a variante que entrega potência através de um eixo, para helicópteros.
O que define um motor moderno
Um turbofan atual mede até 3,4 m de diâmetro da ventoinha, como o GE9X do Boeing 777X, e gera mais de 450 kN de impulso. As suas pás de turbina trabalham em gases mais quentes do que o ponto de fusão da sua liga, graças a canais de arrefecimento internos e revestimentos cerâmicos. Os materiais compósitos na ventoinha, o fabrico aditivo e as caixas de engrenagens entre a ventoinha e a turbina, como no Pratt & Whitney PW1000G, reduziram o consumo de combustível por lugar em cerca de 15 por cento em relação à geração anterior. No outro extremo estão os motores elétricos, ainda limitados a aviões pequenos e demonstradores pela densidade energética das baterias, e os projetos híbridos que combinam uma turbina com um gerador.
Mais perguntas

Física do voo
Por que o piloto de um Corsair não pode aplicar toda a potência ao arremeter após uma aterragem falhada no porta-aviões?
Porque a baixa velocidade e com potência elevada o Corsair deixava cair a asa esquerda de repente e quase sem aviso, por efeito do torque da hélice. Se os… mais…

Física do voo
O que significava a frase «virar com intenção de girar» entre os pilotos de F-104?
Era uma piada dos pilotos canadianos de F-104: inclinar o avião «com intenção de virar» aludia à sua fraca curva a baixa velocidade. A sua capacidade de curva… mais…

Julian Herzog (Website) (CC BY), vía commons Física do voo
O que é a «proteção de envelope» estreada pelo A320?
É um conjunto de limites incorporados no software de comandos de voo: calcula o envelope de voo, adiciona-lhe uma margem de segurança e impede comandos do… mais…

Julian Herzog (Website) (CC BY), vía commons Física do voo
Para que serve o pacote SHARP do A320?
O SHARP (SHort AiRfield Package) melhora o desempenho de decolagem e aterragem em pistas curtas e foi concebido para aumentar a sustentação a baixa… mais…

Física do voo
Que defeito arruinou o caça totalmente metálico V-141 da Vought?
Não foi um único defeito: os testes mostraram que o V-141 continuava a voar mal, era propenso a entrar em parafuso e sofria ainda de flutter na cauda, por… mais…

Física do voo
Que túnel de vento a NACA usou para estudar o Corsair, e qual era o seu tamanho?
O túnel a escala real 30- by 60-Foot Tunnel do Langley Research Center, em Hampton, Virgínia. A NACA inaugurou a instalação em 27 de maio de 1931 e nela… mais…