Download - Motor a Reação II
Rio de Janeiro/ Fev2010Bruno Andrade
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Motores à reação
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• Motor é um dispositivo que transforma
qualquer tipo de energia em energia
mecânica.
• Motor térmico transforma a energia
calorífica em energia mecânica;
Motores à reação
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• Fornece a força propulsiva necessária para o
deslocamento da aeronave;
• Motor de propulsão direta ou motor à
reação.
• Motor de combustão contínua.
Principais Fabricantes
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allison
VOLVO
Comparativo MCV x MRE
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Física: FORÇA
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• Força é tudo que pode modificar a velocidade
de um corpo qualquer;
• Unidades usuais de força: kgf, N, lbf etc.
Física: TORQUE
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• Grandeza vetorial que é dada quando
aplicamos uma força e fazemos um objeto
girar ao redor do seu eixo ou de um ponto
central;
• Unidades usuais de torque: lb.ft, N.m, etc.
Física: TORQUE
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dFT
d
Física: PRESSÃO
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• É uma força qualquer aplicada sobre uma
unidade de área, perpendicularmente;
• Unidades usuais de pressão: N/m2 = Pascal,
lb.in2 = psi;
• 1 atmosfera = 105 pa = 760 mm Hg
Física: PRESSÃO
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=
Pressão interna
Física: DENSIDADE
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• Densidade é a relação entre a massa de um
material e o volume por ele ocupado;
• A densidade determina a quantidade de
matéria que está presente em uma unidade
de volume.
Física: DENSIDADE
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• A fórmula básica para o cálculo da densidade
de um material é:
• Densidade do ar = 1.2 kg/m3
• Densidade da água = 1.0 g/cm3
V
m
Física: TEMPERATURA
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• É um parâmetro físico que altera as
propriedades de um fluido;
• As escalas de temperatura mais usadas são:
• Celsius (oC)
• Fahrenheit (oF)
• Kelvin (K)
Física: TEMPERATURA
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100100 212212 373373
00 3232 273273
-- 273273 -- 459,4459,4 00absolutoabsoluto
Hidrodinâmica
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• É a parte da mecânica dos fluidos que estuda
o escoamento dos fluidos;
• Para o estudo de MRE é necessário o
conhecimento básico sobre tubos teóricos,
fluidos, velocidade, pressão e temperatura
dos fluidos.
Hidrodinâmica
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PRESSÃO ESTÁTICA:
• É a pressão com que o fluido, em repouso ou não, atua
sobre as estruturas internas de um tubo.
PRESSÃO DINÂMICA:
• É a pressão que ocorre devido ao impacto do fluido em
movimento. Se a massa do fluido permanecer constante, a
pressão dinâmica aumentará se ocorrer um aumento de
velocidade do fluido em escoamento.
Escoamento dos fluidos
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• Escoamento em um tubo de seção reta.
• Não ocorre variação de velocidade, pressão e
temperatura.
Escoamento dos fluidos
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• Difusão de um fluido:
Escoamento dos fluidos
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• Expansão de um fluido:
Leis de Newton
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• 1ª Lei: Princípio da inércia;
• 2ª Lei: Princípio fundamental da dinâmica;
• 3ª Lei: Princípio da ação e reação.
Leis de Newton
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Fat
P
N
T
Equilíbrio →
Movimento →
Empuxo ou Tração
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• Força produzida pela turbina ou hélice do motor
da aeronave de forma a proporcionar o
deslocamento da mesma;
• Quando uma massa de ar é expelida ou
acelerada em uma direção, pela 3ª lei de
Newton surge uma força igual de mesma de
direção e sentido oposto.
Empuxo ou Tração
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AçãoReação
Empuxo ou Tração
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Sustentação
Tração
Empuxo ou Tração
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• Alguns valores de tração produzida por motores
aeronáuticos:
• CFM-56 (Boeing 737): T= 121,4 kN
• GE CF6-80 (Boeing 767): T= 282,5 kN
• PW 4000 (Airbus A310): T= 441 kN
• GE90 (Boeing 777): T= 512,9 kN
Empuxo ou Tração
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• Fatores que influenciam na tração de um
motor aeronáutico:
• Pressão atmosférica;
• Temperatura atmosférica;
• Umidade relativa do ar.
Empuxo ou Tração
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P. atmosférica Densidade do ar Tração do motor
Temp. atmosférica Densidade do ar Tração do motor
Empuxo ou Tração
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Umidade relativa Densidade do ar Tração do motor
Empuxo ou Tração
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Altitude Tração do motor
Do nível do mar até o topo da estratosfera lentamente
Dentro da tropopausa e acima dela lentamente
Potência
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• Unidade: Watt (W)
• Cavalo vapor (cv)
1 cv = 735 Watts
• HP
1 HP = 746 Watts
)( vFP
Potência Tratora
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• Tração em um motor parado (Tb);
• Tração em um motor em vôo (Tr).
vTTph
Relações
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APPVg
WT adj
ab
VPPVVg
WT adj
ar
Relações
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nbr TTT
Tração resultante Tração bruta (Vel. Gases) Tração negativa (Vel. Vôo)
Comparativo
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Perguntas
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1. Defina o que é motor.
2. Defina o que é motor térmico.
3. Qual a finalidade de um motor aeronáutico?
4. A pressão estática é, em relação à velocidade _________
proporcional.
5. Quando a pressão estática aumenta, a temperatura ________.
6. Qual a unidade no SI usada para medir potência?
7. Qual a diferença básica no ciclo de funcionamento de um MCV e
MRE?
Princípio de funcionamento
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• O princípio básico da propulsão a reação
pode ser observado em uma balão de gás ou
bola de aniversário;Ação-Reação
Princípio de funcionamento
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Propulsão a jato
Propulsão a hélice
Componentes básicos
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queimador
chama
Aumento de pressão Vazão de escape
Ar admitido
Compressor
Componentes básicos
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Ar admitido
Compressor
Turbina
Componentes básicos
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Perguntas
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1. Na equação de tração resultante qual variável é a principal
responsável pelo funcionamento do motor?
2. Qual tipo de motor à reação carrega o seu próprio combustível?
3. O que ocorre com a tração do motor à reação se a densidade do
ar aumentar? E se a pressão atmosférica aumentar?
4. Quais fatores influenciam na tração de um motor à reação?
5. Quais são os componentes principais de um motor à reação
turbo-jato?
6. Em um motor turbo-hélice, qual a finalidade da hélice?
Partida do motor
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• O ciclo de partida de um MRE é uma série de
eventos que ocorrem a partir do
acionamento do motor de arranque até a
estabilização do motor em marcha lenta.
Partida do motor
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Partida/ Ignição ON
Admissão de combustível
Acendimento
Velocidade de auto-sustentação
Starter OFF
RPM de marcha lenta
Partida do motor
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• Após a estabilização do motor em marcha
lenta (idle), a unidade de controle de
combustível passa a controlar a potência
desenvolvida pelo motor através da manete
de potência.
Tipos de MRE
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• Os motores à reação podem ser divididos
em:
• Motores aspirantes de ar (Aerotérmicos)
• Motores foguetes (Não aerotérmicos)
Motores Aerotérmicos
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Ramjet/Estatoreator/Estatojato
• Precisa estar de deslocando para funcionar.
Motores Aerotérmicos
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• Os motores estatoreatores consistem em uma
composição bem simples e sem nenhuma peça
móvel;
• Possuem reação direta;
• Tração contínua.
• Scramjet/Ramjet.
• São usados como acréscimo de empuxo.
Motores Aerotérmicos
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Admissão do ar
Compressão por difusão
Injeção do combustível
Expansão dos gases
Escapamento
Ciclo básico:
Motores Aerotérmicos
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Pulsojato
• É uma variação do estatoreator;
• Também necessita estar em moviumento
para funcionar;
• Consiste numa simples tubulação com um
sistema de válvulas.
Motores Aerotérmicos
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• É um motor intermitente;
• As válvulas da entrada do motor são abertas
por pressão de impacto e redução da
pressão interna quando os gases são
expelidos.
• Vibra muito e é muito barulhento.
Motores Aerotérmicos
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• Usado para impulsionar bombas e projéteis;
• Bombas alemãs V1V1.
• Apesar do motor ser intermitente, a tração
gerada é contínua;
• Gera aproximadamente 50 pulsos/segundo.
Motores Aerotérmicos
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Motores Aerotérmicos
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Motores Aerotérmicos
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Motores Aerotérmicos
3/2/2010 55EAPAC/GMP111
Admissão do ar
Compressão por difusão
Injeção do combustível
Expansão dos gases
Escapamento
Ciclo básico:
Perguntas
3/2/2010 56EAPAC/GMP111
1. Que fator mais influencia na construção da carcaça de um MRE?
2. Quando ocorre o desligamento do sistema de partida e ignição de um motor turbojato?
3. Como se comporta a RPM de um motor turbojato após a RPM de marcha lenta ter sido alcançada?
4. Qual é o fluido de trabalho de um motor aerotérmico?
5. Como ocorre a compressão em um motor pulsojato?
6. Qual a principal característica de um motor estatoreator?
7. Em qual posição a manete de potência deve estar durante o procedimento de partida do motor?
8. Qual componente é responsável pela renovação do ar no motor?
9. Qual a finalidade do starter no motor?
10. Como se desloca o ar em um MRE equipado com compressor axial?