Teoria e Construção de Motores de Aeronaves

Introdução à construção dos motores

Para que uma aeronave permaneça em vôo e com velocidade constante, deve existir um  empuxo igual e em direção oposta ao arrasto aerodinâmico dessa aeronave. Esse empuxo ou força propulsora é fornecida por um motor térmico adequado. Todos os motores térmicos têm em comum a capacidade de converter energia calorífica em energia mecânica, por meio do fluxo de uma massa de fluido através desse motor. Em todos os casos, a energia calorífica é liberada em uma posição (um ponto) do ciclo onde a pressão é alta em relação à pressão atmosférica. Esses motores são usualmente divididos em grupos ou tipos dependendo do:

  1. fluido de trabalho utilizado no ciclo do motor;
  2. meios pelos quais a energia mecânica é transformada em força de propulsão; e
  3. método de compressão do fluido de trabalho do motor.
Tipos de Motores

Como é gerado o empuxo?

A força de propulsão é obtida através do deslocamento de um fluido de trabalho Isso é uma aplicação da terceira lei de Newton. O ar é o principal fluido utilizado para propulsão em todos os tipos de motores exceto foguetes, nos quais apenas sub-produtos da combustão são acelerados e deslocados. 
As hélices de uma aeronave equipada com motores turboélices aceleram uma grande massa de ar através de uma pequena mudança de velocidade. O fluido (ar) utilizado para a força de propulsão, é em diferente quantidade daquela utilizada no motor para produzir energia mecânica. 
 Turbojatos, estatojatos e pulsojatos aceleram uma menor quantidade de ar através de uma maior mudança de velocidade. Eles utilizam para a força de propulsão, o mesmo fluido de trabalho utilizado dentro dos motores. 
Um foguete transporta seu próprio oxidante ao invés de utilizar ar ambiente para combustão. Ele descarrega os sub-produtos gasosos de combustão através do bocal de escapamento, a uma velocidade extremamente alta. Além disso, os motores são caracterizados por comprimir o fluido de trabalho antes da adição de calor, os métodos são caracterizados por comprimir o fluido de trabalho antes da adição de calor. 

Métodos básicos de compressão:

  1. compressor à turbina (motor à turbina).
  2. descolamento positivo, compressor tipo pistão (motor alternativo).
  3. ar de impacto devido à velocidade de vôo (estatoreator).
  4. aumento da pressão devido à combustão (pulsojato e foguete).
Uma descrição específica dos principais tipos de motores utilizados na aviação comercial é dada adiante, nesse capítulo.