motores turbo jato

8/9/2019 Motores Turbo Jato

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UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARAN

Anderson de Almeida

Luiz Felipe Eyrosa

Rodrigo Ferreira

MOTORES TURBO-JATO: CONCEPO, FUNCIONAMENTO EAPLICAO NA AVIAO

CURITIBA2008


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Anderson de Almeida

Luiz Felipe Eyrosa

Rodrigo Ferreira

MOTORES TURBO-JATO: CONCEPO, FUNCIONAMENTO EAPLICAO NA AVIAO

Trabalho de Concluso de Curso apresentado aoCurso de Tecnologia e Manuteno de Aeronaves naFaculdade de Cincias Aeronuticas da UniversidadeTuiuti do Paran, como requisito parcial para aobteno do grau de tecnlogo em manuteno deaeronaves.

Orientador: Jos Marcos Pinto

CURITIBA2008


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RESUMO

Este trabalho visa demonstrar o funcionamento bsico e principais componentes dos

motores turbo-jato. Mostra tambm o quanto foi importante para a aviao odesenvolvimento deste tipo de motor aeronutico.Sendo de fcil construo, alcanando alta performance, operando com baixamanuteno, poucas peas mveis e baixa vibrao ante os motores convencionais,ganhou destaque no processo evolutivo aeronutico numa das principais pocas docrescimento da aviao mundial.

Palavras chave: motor a reao, turbo-jato, propulso a jato


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LISTAS DE FIGURAS

FIGURA 1 PARTES FUNDAMENTAIS DE UM MOTOR TURBO-JATO.....................11FIGURA 2 COMPRESSOR ROTATIVO DE FLUXO CENTRFUGO...........................12FIGURA 3 COMPRESSOR AXIAL...............................................................................13FIGURA 4 COMPRESSOR CENTRFUGO DE SIMPLES FACE................................13FIGURA 5 COMPRESSOR CENTRFUGO DE DUPLA FACE....................................14FIGURA 6 ENTRADA AXIAL........................................................................................15FIGURA 7 ENTRADA BIFURCADA.............................................................................16FIGURA 8 PS ESTACIONRIAS...............................................................................17FIGURA 9 TURBINA....................................................................................................18FIGURA 10 PS ORIENTADORAS.............................................................................19FIGURA 11 DIFUSOR E COLETOR............................................................................20FIGURA 12 CMARA TIPO TUBO...............................................................................21FIGURA 13 CMARA TIPO ANULAR..........................................................................22FIGURA 14 CMARA DE COMBUSTO....................................................................23FIGURA 15 CMARA DE FLUXO DIRETO.................................................................24FIGURA 16 CMARA DE FLUXO DE RETORNO.......................................................25FIGURA 17 COLETOR DE ESCAPE...........................................................................28FIGURA 18 AR PRIMRIO E AR SECUNDRIO........................................................42FIGURA 19 BICO INJETOR.........................................................................................43FIGURA 19B BICO PULVERIZADOR..........................................................................44FIGURA 20 TRAJETRIA DE UM BALO..................................................................51FIGURA 21 REPRESENTAO DA FORA PROPULSORA....................................51FIGURA 22 COMPARAO COM MOTOR CONVENCIONAL..................................59FIGURA 23 SISTEMA DE COMBUSTVEL.................................................................64FIGURA 24 BAROSTATO............................................................................................66FIGURA 25 VLVULA ACELERADORA......................................................................68FIGURA 26 TORNEIRA DE ALTA PRESSO E ACUMULADOR...............................70FIGURA 27 BICOS INJETORES..................................................................................71FIGURA 28 BOMBA DE COMBUSTVEL....................................................................72FIGURA 29 SISTEMA DE LUBRIFICAO A SECO..................................................77


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SUMRIO

1 INTRODUO ........................................................................................................ 05

2 HISTRICO ..............................................................................................................063 PARTES FUNDAMENTAIS DO MOTOR TURBO-JATO..... ....................................113.1 ROTOR ..................................................................................................................123.2 CAIXA DO DIFUSOR E COMPRESSOR................................................................203.3 CMARA DE COMBUSTO ................................................................................ 213.4 CAIXA CENTRAL ................................................................................................. 263.5 CAIXA DA TURBINA ............................................................................................ 263.6 COLETOR DE ESCAPE ........................................................................................273.7 ACESSRIOS ....................................................................................................... 284.0 FASES DE FUNCIONAMENTO ............................................................................ 294.1 ADMISSO ........................................................................................................... 29

4.2 COMPRESSO .................................................................................................... 314.3 COMBUSTO ....................................................................................................... 384.3.1 Teoria da combusto .........................................................................................394.3.2 Ar primrio e ar secundrio ................................................................................414.3.3 Fluxo direto e de retorno ....................................................................................424.3.4 Mistura combustvel ...........................................................................................424.3.5 Bicos injetores ....................................................................................................434.3.6 Combusto .........................................................................................................454.4 Escape ..............................................................................................................464.4.1 Ps orientadoras ............................................................................................... 474.4.2 Atrito superficial ..................................................................................................48

4.4.3 Turbina ...............................................................................................................485.0 TEORIA DA FORA PROPULSORA ....................................................................505.1 EFICINCIA PROPULSORA .................................................................................535.2 SEQUNCIA DO MOTOR TURBO-JATO ..............................................................585.3 APLICAO DA FORA PROPULSORA ..............................................................616.0 SISTEMAS ..............................................................................................................636.1 SISTEMA DE COMBUSTVEL ...............................................................................636.1.1 Barostato .............................................................................................................666.1.2 Valvula aceleradora .............................................................................................686.1.3 Conjunto torneira e acumulador ..........................................................................696.1.4 Bicos injetores ....................................................................................................70

6.1.5 Bomba de combustvel .......................................................................................716.2 SISTEMA DE PARTIDA .........................................................................................746.3 SISTEMA DE LUBRIFICAO ..............................................................................756.4 SISTEMA ELTRICO E DE IGNIO ...................................................................776.5 SISTEMA ANTI-FOGO E ANTI-GELO ....................................................................806.6 INJEO DE GUA/METANOL ............................................................................826.7 PS COMBUSTORES ...........................................................................................827.0 CONCLUSO ...........................................................................................................848.0 REFERNCIAS.........................................................................................................85


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INTRODUO

Com a realizao deste trabalho, sero abordados os principais conhecimentos

sobre motores turbo-jato, explanando seu histrico, suas partes fundamentais, seu

funcionamento e seus sistemas sem particularizar qualquer modelo especfico.

Este motor foi uma revoluo para a poca, pois trouxe solues ante as baixas

performances dos motores convencionais. O motor turbo-jato iniciou uma nova era

entre os motores aeronuticos, trazendo simplicidade na construo e elevada

eficincia. Este motor possibilita elevadas velocidades e operao em altas altitudes

devido as suas caractersticas de construo, sendo muito requerido para equipar

aeronaves militares.


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2 HISTRICO

A idia dos motores a jato surgiu, como conceito, no primeiro sculo depois de

Cristo, quando Heron de Alexandria inventou o eolpila. Este invento usava vapordirecionado atravs de dois tubos de modo a conseguir movimentar uma esfera em seu

prprio eixo. Na verdade, o invento nunca foi utilizado como fonte de energia mecnica,

e os potenciais usos prticos da inveno de Heron no foram reconhecidos.

Simplesmente foi considerado como uma curiosidade.

A propulso a jato, literalmente e figurativamente, pode ser levada a srio com

a inveno do foguete pelos chineses no sculo XI. Foguetes inicialmente foram

destinados a simples fins, como no uso de fogos de artifcio, mas gradualmente

passaram a serem usados para propelir armamentos de grande efeito moral. Neste

ponto, a tecnologia estagnou-se por sculos.

No sculo XX, persistia o problema de que os motores a foguete eram

ineficientes para serem usados na aviao. Em seu lugar, por volta da dcada de 1930,

o motor a combusto interna em suas diversas formas (rotativos, radiais, ar-refrigerados

e refrigerados a gua em linha) eram os nicos tipos de motores viveis para o

desenvolvimento de avies. Esses motores eram aceitveis em vista das baixas

necessidades de performance ento exigidas, dado o menor desenvolvimento dos

meios tcnicos. Entretanto, os engenheiros estavam j a prever, conceitualmente, que o

motor a pisto era autolimitado em termos de performance. O limite era e dado

essencialmente pela baixa eficincia da hlice. Isto se d quando as lminas da hlice

aproximam-se da velocidade do som. Se a performance do motor, assim como a do

avio, aumentasse sempre, mesmo com essa barreira, ainda assim haveria a

necessidade de se melhorar radicalmente o desenho do motor a pisto ou um tipo


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completamente novo de motor teria que ser desenvolvido. Esta a motivao que est

por trs do desenvolvimento da turbina a gs, comumente chamada apenas por motor a

jato, a qual poderia ser quase to revolucionria para a aviao quanto o primeiro vode Santos Dumont.

Os desenvolvimentos mais adiantados ento, eram motores hbridos em que

uma fora suplementar, e externa, que auxiliava na compresso. Neste sistema,

chamado termojato, desenvolvido por Secondo Campini, o ar era primeiramente

comprimido por um ventilador movido por um motor a pisto convencional, e depois

misturado com combustvel e inflamado para obter o jato de empuxo. Exemplos desse

tipo de motor foram desenvolvidos por Henri Coand no avio Coand-1910e, muito

mais tarde, pelo Caproni Campini e o motor japons Tsu-11 usado para equipar o

avio Ohka, utilizado em misses de tipo kamikazeno fim da Segunda Guerra Mundial.

Nenhum desses avies obteve muito sucesso, inclusive acabaram sendo mais lentos

que os avies equipados com motores convencionais. A chave para motor a jato vivel

foi a turbina a gs, utilizando energia oriunda de um compressor para se auto-

propulsionar. A turbina a gs no foi uma idia desenvolvida nos anos da dcada de

1930, a patente para uma turbina estacionria foi registrada por John Barber na

Inglaterra em 1791. A primeira turbina a gs autopropelida, entretanto, foi construda

em 1903 pelo engenheiro noruegus Egidius Elling. As primeiras patentes para a

propulso a jato foram encaminhadas em 1917. Limitaes do desenho e dos meios

tcnicos de engenharia e metalurgia aplicados na produo inviabilizaram, num

primeiro momento, tais motores. Os principais problemas eram a segurana,

confiabilidade, peso e, especialmente, a operao dos motores.


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Os motores a reao enfrentaram diversas dificuldades para serem estudados e

fabricados, tais como incerteza de segurana no funcionamento, falta de materiais

especficos, alto dispndio econmico e estratgias poltico-militares.Em 1929, um estudante de aeronutica ingls, Frank Whittle, encaminhou suas

idias sobre um motor turbo-jato para seus superiores. Em 16 de janeiro de 1930,

Whittle pediu sua primeira patente, concedida em 1932. A patente exibia um

compressor de dois estgios axial seguido por um compressor centrfugo simples. Mais

tarde, Wittleconcentrou-se apenas em simplificar o compressor centrfugo, por conta de

uma variedade de razes prticas.

Em 1935, Hans Von Ohain iniciou um trabalho em um projeto similar na

Alemanha, aparentemente sem conhecimento do trabalho desenvolvido por Wittle.

O primeiro motor desenvolvido por Whittle funcionou em 1937. Era alimentado

com combustvel lquido e possua a bomba de combustvel acoplada ao motor. O

motor de Von Ohain, desenvolvido cinco meses depois de Whittle, era abastecido por

gs, sem ter um dispositivo de abastecimento acoplado. A equipe de desenvolvimento

de Whittle passou por apuros por no conseguir parar o motor no seu teste, mesmo

depois que este teve o combustvel cortado. Isto se deu porque vazou combustvel para

dentro do motor, fazendo-o funcionar at queimar completamente o combustvel

vazado. Whittle infelizmente no conseguiu desenvolver um revestimento selante

apropriado para o projeto, e assim que ficou para trs de Von Ohain na corrida para

colocar um motor a jato no ar. Ohainaproximou-se de Ernst Heinkel, um dos grandes

empresrios da indstria aeronutica alem da poca, que imediatamente percebeu o

potencial do projeto. Heinkel tinha recentemente adquirido a companhia Hirth de

fabricao de motores e Ohaine seu mecnico chefe, Max Hahn, foram alocados em


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uma nova diviso da empresa Hirth.Eles produziram seu primeiro motor, o HeS 1em

setembro de 1937. Ao contrrio do projeto de Whittle, Ohainutilizou hidrognio como

combustvel, abastecido por presso. Seus desenvolvimentos posteriores culminaramno motor HeS 3, movido a gasolina e gerando 499 Kgf de empuxo (5 kN). Este motor foi

montado na compacta e simples fuselagem do He 178, pilotado pelo alemo Erich

Warsitzno incio da manh de 27 de agosto de 1939, no aerdromo de Marienehe, em

um curtssimo perodo de desenvolvimento. O He 178 foi o primeiro avio a jato do

mundo a voar. O primeiro avio turbo-jato civil a voar foi o Vickers, de fabricao

inglesa.

O primeiro motor de Whittleestava tornando-se vivel, e a companhia de Whittle,

a Power Jets Ltda., comeou a receber financiamento do Ministrio do Ar. Em 1941,

uma verso operacional do motor, chamada de W.1, gerando 454 Kgf de empuxo (4

kN) foi montada em um Gloster E28/39, voando pela primeira vez em 15 de maio de

1941 na base area da RAFem Cranwell.

O motor parecia timo, entretanto, dadas a limitaes tcnicas iniciais sobre o

controle da velocidade do eixo do motor, o compressor necessitava ser muito grande

para produzir o nvel de potncia necessrio. Uma desvantagem a mais foi o fato do

fluxo de ar ter que ser recurvado em direo traseira do motor para a cmara de

combusto e bocal do motor.

O austracoAnselm Franzda diviso de motores da Junkers (Junkers Motoren

ou Jumo) resolveu estes problemas com a introduo do compressor axial,

essencialmente uma turbina invertida. O ar que entra na parte dianteira do motor

levado para a seo traseira por uma ventoinha (dutos convergentes) na qual

comprimido contra uma seo de lminas no rotativas chamadas estatores (dutos


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divergentes). Tal processo no de modo algum to potente quanto o compressor

centrfugo, de forma que um nmero de pares de estatores e ventoinhas so colocados

em srie de modo a gerar compresso suficiente. Ainda que seja muito mais complexo,o motor resultante tem um dimetro significativamente menor. A Jumoatribuiu o nome

para Jumo 004. Depois de se resolverem muitas dificuldades tcnicas, a produo em

massa do Jumo 004 iniciou-se em 1944, com vistas a equipar o primeiro avio de

combate reao, o caa Messerschmitt Me 262. Por conta de Hitlerdesejar um novo

bombardeiro baseado no Me 262, o avio chegou muito tarde para trazer qualquer

alterao na posio alem na Segunda Guerra Mundial. Entretanto o Me 262 seria

sempre lembrado como primeiro avio a jato operacional. Aps a Guerra, os avies Me

262 foram extensivamente estudados pelos aliados, contribuindo no desenvolvimento

dos primeiros caas a reao sovitica e norte-americana.

Os motores axiais foram melhorados desde a sua introduo. Com as melhorias

na tecnologia de rolamentos, a velocidade do eixo do motor pode ser significativamente

aumentada, reduzindo drasticamente o dimetro das ventoinhas. Seu menor

comprimento uma caracterstica vantajosa desse tipo de desenho. Seus componentes

so, tambm, atualmente mais robustos dado que esses motores so mais suscetveis

a danos oriundos da penetrao de objetos estanhos dentro do motor.

Os motores britnicos foram extensivamente licenciados pelos Estados Unidos.

Seu projeto mais famoso, o Nen, tambm equipou avies soviticos aps um acordo

de troca de tecnologia. Projetos inteiramente norte-americanos no viriam at a dcada

de 1960, quando comearam a surgir diversas companhias de outros pases

culminando em vrios tipos de motores derivados do turbo-jato.


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3 PARTES FUNDAMENTAIS DO MOTOR TURBO-JATO

Da mesma maneira que os motores a pisto, os motores turbo-jato tambm

apresentam partes fundamentais, bem como acessrios, entrada de ar, cmara decombusto, difusor, conjunto da turbina, conjunto de escape.

As diferenas dos sistemas nos motores so determinadas pelas modificaes

em torno de suas partes fundamentais, por isso qualquer mudana nas partes

fundamentais ou acrscimo de partes vem constituir motivo para diferenciar esse de um

outro semelhante sem novas adaptaes ou mudanas. Seguem abaixo suas partes

fundamentais (figura 1):

Fig 1- Partes fundamentais de um motor turbo-jato

Fonte:Motores a Jacto, Editora Lep 1954, p. 95


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3.1 ROTOR

o conjunto mvel composto de trs partes bsicas: compressor; roda ou disco

da turbina e eixo do rotor.O compressor tem a funo de captar e comprimir o ar atmosfrico para o

interior das cmaras de combusto.

Geralmente um rotor de um motor turbo-jato possui um compressor, mas

tambm existem motores com mais de um compressor instalado num mesmo eixo

comum ao rotor. Eles podem ser ento de dois tipos bsicos: compressor rotativo de

fluxo centrfugo (figura 2) ou compressor rotativo de fluxo axial (figura 3).

Figura 2 Compressor rotativo de fluxo centrfugo

Fonte: Motores a Jacto, Editora Lep 1954, p. 156


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Figura 3 - compressor rotativo do tipo axial

Fonte: Motores a Reao, Editora Asa 1999, p. 42

O compressor centrfugo recolhe o ar de forma longitudinal e o expele de forma

perpendicular ao seu eixo. Pode apresentar mais dois tipos bsicos: compressor

centrfugo de simples face (figura 4) e compressor centrfugo de dupla face (figura 5).

Figura 4: compressor centrfugo de simples face



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Figura 5: Compressor centrfugo de dupla face

fonte: Motores a Jacto, Editora Lep 1954, p. 97

O compressor centrfugo construdo em um simples bloco de metal especial e

as suas lminas recurvadas so forjadas no prprio bloco metlico.Nesses tipos de compressores o ar admitido obliquamente ao eixo

longitudinal por entradas de ar circulares e tambm existem casos em que o ar

admitido diretamente, ou seja, ao mesmo nvel do eixo do prprio motor.

O compressor de dupla face apresenta lminas recurvadas na face dianteira e

na face traseira, favorecendo a admisso de uma massa de ar maior, enquanto o

compressor de face simples apresenta lminas recurvadas somente em uma das duas

faces, geralmente na face dianteira.

Porm alguns motores possuem dois tipos de tomada de ar, onde se far

necessrio de acordo com o tipo de aeronave que ir equip-lo, ou seja, um tipo o

axial (figura 6) e o outro o axial-bifurcado (figura 7).


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Fig 6 - Entrada de ar tipo axial



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Fig 7 - Entrada do tipo axial bifurcado


Como j visto, os compressores centrfugos podem apresentar dupla face de

lminas recurvadas. Esses motores ento possuem duas entradas de ar do tipo anelar

sendo cada qual destinada a orientar o ar para as duas faces do compressor, onde

existe geralmente uma tela para proteg-lo contra qualquer tipo de objeto estranho que

possa passar pelo compressor, prejudicando seu funcionamento ou danificando o

compressor. O alojamento que envolve o compressor centrfugo chama-se caixa do

difusor que onde o compressor gira encaminhando o ar comprimido para as cmaras

de combusto, sendo essa uma de suas funes.


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O compressor rotativo de fluxo axial provoca o deslocamento do ar durante a

compresso no sentido longitudinal do motor, ele apresenta ps perifricas instaladas

em um tambor rotativo que representa o prprio corpo do compressor. Ele tambm temuma srie de ps intermedirias que so chamadas de ps estacionrias presas nas

periferias do tambor que envolve o compressor (fig 8), as ps formam um verdadeiro

anel, e do mesmo modo as ps estacionrias formam uma espcie de coroa presa no

interior da caixa do compressor. Cada anel formado pelas ps perifricas denominado

de estgio do compressor, e o nmero de estgios dos compressores de fluxo axial

varia de acordo com o tipo de motor.

Fig 8 ps estacionrias no tambor


A roda da turbina mais um componente do rotor e feita de um metal

especial, em que esto instaladas as ps perifricas (fig 9). A funo da roda da turbina

juntamente com as ps perifricas de manter girando o compressor durante o

funcionamento do motor. Esse conjunto gira pelo impacto de ar nas ps das turbinas


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que esto presas ao eixo do rotor. As ps perifricas apresentam uma seo aeroflica

assim como as ps estacionrias e perifricas do compressor axial. A roda da turbina

forjada em gessop-18-be as suas ps perifricas forjadas em nimonic-80e geralmenteesto presas por processos especiais, o mais usado do tipo encaixe.

Um rotor pode apresentar uma ou mais rodas de turbina, mas nos motores atuais uma

nica roda empregada.

Figura 9 turbina

Fonte: Apostila da Anac

Na frente das ps perifricas tem uma srie de ps recurvadas fixadas entre

dois anis de dimetros diferentes para formar o conjunto de ps orientadoras (fig 10),

tendo como funo principal dirigir a massa gasosa superaquecida para as ps da roda

da turbina, alm desse encargo, elas tem a funo de limitar a passagem de massa

gasosa. Tambm so conhecidas como agulhetas, que tem por finalidade converter

todo os outros tipos de energia que a massa gasosa possa possuir ao deixar as

cmaras de combusto. O anel de ps orientadoras um conjunto indispensvel para

motores turbo-jatos convencionais.


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Figura 10 ps orientadoras


O eixo do motor formado por trs partes: eixo frontal do compressor, eixo

traseiro do compressor e eixo da turbina.

O eixo frontal do compressor est apoiado em um mancal frontal no eixo do

rotor frente do compressor. Essa poro no transpassa o corpo do compressor onde

presa por parafusos muito resistentes. Nesse eixo esto presas tambm as

engrenagens dos acessrios.

O eixo traseiro do compressor tambm ligado por parafusos muito resistentes

at o eixo da turbina. A turbina est fixada na parte traseira do eixo do motor, podendo

estar apoiada ou no sobre um mancal. O eixo da turbina estende-se pela face

dianteira da roda da turbina at o eixo traseiro do compressor, ele possui um mancal de

suporte especial.


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3.2 CAIXA DO DIFUSOR E DO COMPRESSOR

equipado com compressor centrifugo onde esto alojadas as lminas do

conjunto do difusor.Esta caixa s considerada nos motores que possuem compressores

centrfugos, pois envolve uma srie de coletores instalados em sua periferia para

canalizar o ar para suas cmaras de combusto (fig 11). Ela envolve o compressor e

tambm serve para dar suporte aos difusores e coletores.

Figura 11 difusor e coletor


J a caixa do compressor axial no apresenta difusores porque nos motores

axiais a orientao do ar se faz diretamente para as cmaras de combusto atravs das

ps estacionrias.


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3.3 CMARA DE COMBUSTO

A cmara de combusto mais que fundamental em um motor turbo-jato, pois

nela que acontece a queima da mistura ar combustvel. Com isso tem-se o aumentoda temperatura ambiente, fazendo com que os gases da combusto se expandam e

escapem com alta velocidade atravs do conjunto turbina/escapamento. Elas devem

ser cuidadosamente desenhadas, pois o seu desenho interfere diretamente no

desempenho de todo o motor. Geralmente tem formato de um tubo (fig 12), o que

facilita sua identificao.

Figura 12: cmara tipo tubo

1 Corpo da cmara2 Cpula da cmara


Em outros motores pode-se apresentar uma nica cmara de combusto

fugindo do formato padronizado de tubo, esse tipo de cmara de combusto

denominado de cmara do tipo anular (figura 13).


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Figura13: cmara tipo anular


Nestes dois tipos de cmaras existem duas partes principais na sua estrutura

que um cilindro interno e um cilindro envolvente ou principal.

O cilindro interno nas cmaras tubulares um tubo construdo de material

especial que tem alto grau de resistncia contra elevadas temperaturas e apresenta

orifcios precisamente alinhados (figura 14).


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Figura 14 - Cmara de combusto


O espao interno desse cilindro chamado de cmara primria ou de chama.

No cilindro principal ou envolvente das cmaras de combusto do tipo tubular, o cilindro

interno envolvido completamente pelo cilindro principal. O espao interno do cilindro

envolvente chama-se cmara secundria que limitada pelo cilindro interno.

Nas cmaras do tipo anular o cilindro interno tambm envolvido pelo cilindro

principal, em todos os casos o cilindro principal a nica parte da cmara que visvel

por fora.

Em um motor turbo-jato que tenha vrias cmaras do tipo tubular, todos os

cilindros internos so ligados entre si por meio de pequenos tubos chamados

interconectores, que facilitam a combusto durante a partida, espalhando a combusto


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entre as cmaras. Da mesma maneira os cilindros envolventes tambm esto ligados

entre si.

Uma cmara do tipo tubular pode ser dividida em duas partes que so cpula ecorpo.

Cpula: a poro da cmara de combusto que no motor com compressor do tipo

centrifugo est presa ao cotovelo da caixa do difusor, ou em motores equipados com

compressores do tipo axial ela est presa canalizao que orienta a massa de ar do

compressor para a cmara de combusto. Mas apesar disso, a posio de uma cpula

pode depender do tipo do modelo de cmara de combusto empregada no motor.

Corpo: outra parte da cmara e representa quase a totalidade da cmara. Geralmente

os tubos que ligam as cmaras entre si esto alojados no corpo da cmara.

De acordo com o sentido do fluxo de ar admitido e o fluxo dos gases de

escapamento , as cmaras do tipo tubular se classificam em dois grupos: cmara de

combusto de fluxo direto (figura 15) e cmara de combusto de fluxo de retorno

(figura 16).

Figura 15: cmara de fluxo direto



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Figura 16: cmara de fluxo de retorno

Motores a Jacto, Editora Lep 1954, p. 111

Cmara de combusto de fluxo direto: a massa de ar resultante da combusto

expelida no mesmo sentido que entrou.

Cmara de combusto de fluxo de retorno: a massa de ar resultante da combusto

expelida inversamente em relao ao sentido que entrou, passa por um tubo curvado e

ento se dirige turbina no sentido de sada do motor.

Existem motores turbo-jato que apresentam mais de uma cmara de

combusto, mas h vrios tipos que ainda apresentam uma nica cmara que quase

sempre do tipo anular, onde o sentido do fluxo que se escapa o mesmo do fluxo de

admisso.

O nmero de cmaras de combusto em um motor turbo jato pode variar de

acordo com o tipo do motor, existem motores que possuem dez cmaras, e outros com

dezesseis cmaras de combusto.


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3.4 CAIXA CENTRAL

Constitui uma parte fundamental do motor, pois em alguns motores ela liga a

caixa do difusor caixa da turbina. Ela envolve o eixo do rotor e por isso consideradaa espinha dorsal do motor. As maiorias dos motores atuais possuem essa caixa central,

at mesmo porque naqueles que so equipados com vrias cmaras de combusto

tubulares, estas esto distribudas em torno da caixa central.

3.5 CAIXA DA TURBINA

A caixa da turbina dividida em:

- Conjunto do anel de ps orientadoras de fluxo para a turbina:

- Anel externo da roda da turbina.

O conjunto do anel de ps orientadoras do fluxo para a turbina tem a funo de

direcionar a massa gasosa superaquecida e tambm converter em energia cintica.

Essas ps esto fixadas entre dois anis de dimetros maiores, conhecidos por anel de

conjunto externo e outro com dimetro menor colocado no interior do de maior dimetro

e conhecido por anel interno do conjunto. As ps orientadoras se prendem a face

externa do anel externo.

O anel externo da roda da turbina envolve completamente a roda da turbina na

altura das pontas de suas ps perifricas, tendo como nica funo isolar

completamente a roda da turbina do meio exterior e tambm continuar formando a

canalizao do ar.

Ele est diretamente ligado ao anel externo do conjunto das ps orientadoras

do fluxo para a turbina e tambm se liga diretamente ao cone externo do coletor de

escape do motor.


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As cmaras de combusto de um motor turbo-jato equipado com vrias

cmaras de combusto tubulares se prendem ao conjunto das ps orientadoras do

fluxo para a turbina, por intermdio dos adaptadores do conjunto do coletor da turbina.3.6 COLETOR DE ESCAPE

Assim chamado o conjunto formado pelos cones de escape, que determina a

abertura de sada da massa gasosa resultante da queima nas cmaras de combusto,

e normalmente representado por dois cones , o cone externo e o cone interno.

O cone externo ou coletor propriamente dito uma seo semicnica que

representa o verdadeiro coletor de escape tendo como funo orientar os gases

oriundos das cmaras de combusto para fora do motor expelindo-os pelo tubo de

escape.

O cone interno perfeitamente cnico e fechado por completo e est no interior

do coletor do escape, tendo como funo determinar o aumento gradativo do espao

interno que por onde os gases saem.

fixado por montantes aerodinmicos que se prendem face interna do coletor.

Existem alguns tipos de motores turbo-jato que possuem bocais variveis, que

possibilitam a variao do espao por onde os gases so expelidos, usados para

aumentar a performance em determinadas velocidades. Estes bocais so ajustados por

meios mecnicos pelo piloto em vo.


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Fig 17: coletor de escape montado

1 caixa central2 e 3 tubo de escape4 bocal de escape5 montantes do suporte do motor6 cmaras de combusto7 tubo de escape do ar de refrigerao

Motores a Jacto, Editora Lep 1954, p. 248

3.7 ACESSRIOS

Os acessrios dos motores turbo-jato so as diversas unidades que compem

os sistemas como, sistema de ignio, sistema de combustvel, sistema hidrulico, etc.

Nos motores com compressor rotativo de fluxo centrfugo a maioria dos

acessrios est na parte frontal do motor, e naqueles com compressores rotativos de

fluxo axial os acessrios se distribuem no s na parte frontal do moto, mas tambm

sobre a caixa do compressor. Raramente encontraro-se acessrios depois da caixa docompressor, exceto algumas unidades de certos sistemas como bicos injetores de

combustvel, conjunto de ignio e medidores de temperatura.


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4 FASES DO CICLO DE FUNCIONAMENTO DO TURBO-JATO

Um motor turbo-jato possui quatro fases que definem seu funcionamento, queso admisso, compresso, combusto e escapamento. Para este tipo de ciclo de

funcionamento damos o nome de ciclo aberto.

Isso porque toda a massa gasosa que admitida pelo motor inteiramente

expelida para fora aps passar por diversos estgios e tratamentos dentro do reator.

Mesmo que essa massa tenha sido transformada em seu estado fsico ou teve

adicionado outro componente, no caso o combustvel, ainda recebe a denominao de

massa gasosa ao sair do motor.

Ainda pode-se afirmar que certas turbinas a gs funcionam em um ciclo fechado,

mas no no objeto deste estudo. Agora ser definida cada uma das quatro fases

citadas anteriormente.

4.1 ADMISSO

Teoricamente, a admisso ou suco do ar produzida pelos compressores do

rotor, sejam axiais ou centrfugos. A rotao do rotor depende do tipo de conjunto

compressor/turbina utilizado, mas suas revolues variam desde 10.000 at 18.000

rotaes por minuto (rpm). Como exemplo, o motor DeHavilland Goblin desenvolve

3.000 rpm em regime de marcha lenta, 8.700 rpm em regime de cruzeiro e 10.200 rpm

em regime de decolagem. Grandes foras centrfugas operam principalmente no

compressor e na turbina atravs do eixo.

Estes compressores tm seu movimento rotativo impelido pelas turbinas ao

longo do final do rotor em um nico eixo. Quando o avio est parado, a suco dos

compressores o nico meio de entrada de ar no motor.


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Quando o avio inicia se deslocamento, a massa de ar que vai de encontro ao bocal de

entrada do compressor aumentada pela velocidade aerodinmica do avio, fazendo

com que uma maior quantidade de ar penetre no motor. E essa massa de ar auxiliar aumentada proporcionalmente velocidade do avio. Quanto maior a velocidade de

deslocamento, maior ser a massa de ar que ser canalizada ao interior do motor, o

que provocar aumento de rendimento.

Chamamos de massa de ar de admisso justamente essa massa que penetra

dentro do motor e se dirige s palhetas do compressor atravs da suco dos

compressores, e se for o caso, a massa que entra do fruto do deslocamento.

As entradas de ar ou bocais de motor possuem diversas formas que foram

projetadas para propiciar uma quantidade otimizada de ar para dentro do motor.

Essas entradas devem canalizar o ar de uma forma eficiente, que garanta o bom

desempenho de todo o motor. Suas principais caractersticas so de promover a

entrada de ar com o mnimo de atrito em suas paredes, seu formato deve evitar que o

ar entre turbilhonado e deve ter formas que excluam o mximo a possibilidade de

ingesto de materiais estranhos.

Diversos bocais foram produzidos para diversos tipos de avies e sempre de

acordo com o tipo de compressor usado.

Nos motores turbo-jatos equipados com compressor rotativo do tipo centrfugo

de dupla face, a massa de ar admitida atravs de duas entradas circulares,

destinadas a orient-la sobre as duas faces do compressor. Quando o motor apresenta

este tipo de entrada de ar, encontramos fixadas no compressor lminas guias, que tem

a funo de auxiliar a mudana brusca do sentido de deslocamento da massa de ar,

que admitida perpendicularmente ao eixo longitudinal do rotor. O fluxo de massa de ar


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admitida atinge as palhetas do compressor numa direo paralela ao eixo longitudinal

do rotor.

Geralmente, as entradas de ar circulares esto equipadas com um a telametlica destinada a impedir a penetrao de qualquer corpo estranho no

compartimento do compressor, o que poderia causar danos nas palhetas.

Nos motores turbo-jatos equipados com compressor rotativo centrfugo de

simples face, a massa de ar normalmente admitida atravs de uma entrada de ar do

tipo axial, isto , um tipo de entrada de ar que admite o ar no sentido longitudinal do

motor.

H tambm um tipo de entrada do tipo axial-bifurcado. Este tipo pode ser

adaptado para motores que possuem compressor centrfugo rotativo de fluxo centrifugo

de simples face. Essa entrada favorece o avio que possui pouca rea frontal ou o

motor est numa determinada posio impossibilitando a instalao da entrada pelo

nariz do avio, fazendo com que duas entradas sejam instaladas ao lado da raiz das

asas.

4.2 COMPRESSO

Aps a massa de ar penetrar na entrada do motor, ela passar pela segunda

fase do processo que o de compresso. Assim que o ar toca as palhetas do

compressor, este processo se inicia. O volume de ar a ser comprimido varia com a

rotao do conjunto eixo-compressor e a velocidade do avio, que quanto maior for

esta velocidade de compresso, maior ser a quantidade de ar comprimido. O trmino

da compresso se d com a massa gasosa comprimida e com certa velocidade

entrando na cmara de combusto.


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Nesta fase o principal tratamento dado massa de ar a compresso, que

sempre feita por um compressor rotativo.

O compressor rotativo pode ser de dois tipos bsicos:- Compressor rotativo de fluxo centrfugo;

- Compressor rotativo de fluxo axial.

O compressor rotativo de fluxo centrfugo pode apresentar uma ou duas faces

de palhetas. Neste compressor temos duas subfases:

Subfase de compresso: quando a massa de ar sofre a ao do compressor:

Subfase de difuso: quando o ar sofre a fase de difuso.

Subfase de compresso nesta fase, com o compressor girando, o ar admitido

axialmente atravs das entradas de ar que vo a regio central do compressor, e so

colhidas para as palhetas curvadas e mudam sua direo, que era axial e passa a ser

perpendicular ao eixo do motor pelo movimento do compressor. Em virtude da fora

centrifuga causada, a massa de ar impelida para a periferia da face do compressor,

ocasionando um aumento de presso e velocidade do ar. O aumento de presso da

massa de ar depende grandemente da velocidade registrada na ponta das palhetas do

compressor, pois quanto maior for a velocidade maior, ser a presso. O ar, deixando

os canais formados pelas palhetas do compressor, ter uma velocidade tangencial

adicionada a sua velocidade radial, e por essa razo que podemos considerar uma

velocidade resultante.

A subfase de compresso termina no momento em que o ar deixa o compressor

em alta velocidade e penetra nos canais formados pelas palhetas fixas do difusor.

Uma observao muito importante deve ser feita em torno do ar de admisso.

Percebemos que o ar de admisso tem sua trajetria mudada de 180 para 90 e flui


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radialmente na direo da periferia do compressor. Mas a massa de ar em seu primeiro

contato como disco do compressor, no tem uma orientao radial uniforme que seja

de maneira satisfatria, pois, quando ela entra em contato com o compressor sofre umaao por parte deste, que lhe transmite um movimento rotativo. Por ser o ar um fludo

viscoso, e tambm pela ao do atrito superficial da massa de ar no disco do

compressor, este movimento rotativo transmitido ao ar de admisso (aquele ar que

est vindo e ainda no atingiu o compressor), com uma intensidade decrescente.

Por essa razo, o ar de admisso aproxima-se e toca o compressor com um movimento

helicoidal, no sendo assim um movimento direto e uniforme para chegar a parede do

compressor. muito importante observar que tal movimento rotativo transmitido

somente a uma poro da totalidade da massa de ar de admisso, poro essa situada

prxima ao compressor.

Existem alguns fatores responsveis pelas perdas registradas durante a

subfase de compresso.

Durante a segunda fase do ciclo de funcionamento de um motor turbo-jato com

compressor de fluxo centrfugo, as perdas se registram, em maior nmero, no

compressor, durante a subfase de compresso. Algumas dessas perdas registradas

durante a compresso, variam consideravelmente com o tamanho e o tipo de

compressor empregado no motor. O nmero de palhetas empregadas em um

compressor influi muito na eficincia do mesmo. Podemos dizer que um compressor

que possui um pequeno nmero de palhetas produzir uma pequena quantidade de

trabalho til perdendo eficincia. Essa uma das desvantagens apresentadas por um

compressor rotativo de fluxo centrfugo possuidor de um pequeno nmero de palhetas.


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Por outro lado, poder parecer que um grande nmero de palhetas ser ideal

para obteno de um elevado grau de eficincia no compressor. Mas na realidade isso

no se aplica.Dessa maneira, se um grande nmero de palhetas for empregado, teremos um

grande aumento na rea atuadora, e, por conseguinte, um aumento na resistncia

produzida pela frico da massa de ar, e tendo como resultante uma reduo na

eficincia adiabtica do compressor.

Em adio ao fator rea, tem o fator peso, que tambm atua como elemento

desfavorvel eficincia de um compressor.

Assim, havendo um grande nmero de palhetas, o peso do compressor ser

aumentado, pois se torna necessrio aumentar a sua dimenso para manter sua

solidez e obter-se um espao capaz de acomodar o volume de massa de ar, absorvido

em maior escala. Pelas razes apresentadas, um nmero varivel, de doze a vinte e

quatro palhetas, empregado em um compressor centrfugo de um motor turbo-jato, o

que melhores resultados oferece.

O atrito nos mancais dos compressores faz com que ocorram perdas na

eficincia do compressor de fluxo centrfugo, j que absorve uma certa quantidade de

potncia transmitida pela turbina ao compressor.

Subfase de difuso - esta subfase comea no momento exato em que a massa de ar

penetra nos canais do conjunto do difusor. O difusor que envolve o compressor e tem o

formato de um anel, possui palhetas fixadas e colocadas de tal modo que as suas

extremidades livres esto alinhadas com a direo da velocidade resultante do ar

expelido do compressor. Com essa disposio, o ar ser suavemente canalizado para o

interior do difusor. A massa de ar que deixa o compressor possui uma alta velocidade


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de deslocamento, mas ao passar atravs do difusor, ter essa velocidade bem

reduzida. Essa a mais importante funo do difusor, e executada graas ao fato de

os canais difusores possurem suas reas internas aumentadas gradativamente, medida que se aproximam da periferia do conjunto do difusor. Com a diminuio da

velocidade da massa de ar teremos uma converso da energia cintica em energia de

presso. Isso indica que a massa de ar ter a sua presso aumentada ao passar pelos

canais difusores, e que no somente nos compressores que se registra esse aumento

de presso.

A subfase de difuso termina exatamente quando a massa de ar penetra nas

diversas cmaras de combusto existentes no motor turbo-jato.

Outra funo do difusor, no motor equipado com compressor de fluxo centrfugo,

a de fazer com que a massa de ar comprimido seja canalizada suavemente, de

maneira a reduzir ao mnimo a turbulncia que possa surgir, momentos aps a massa

de ar haver deixado o compressor. Convm frisar que a principal funo do difusor a

de converter a energia cintica da massa de ar em energia de presso.

As perdas so registradas no funcionamento do motor turbo-jato, quando h

variao no sentido de fluxo da massa de ar que sai do compressor, em relao s

palhetas fixas do difusor.

Com o compressor girando sob condies ideais de funcionamento, a massa de

ar comprimida suavemente recebida pelas palhetas do difusor. Estas esto colocadas

de tal maneira que o seu ngulo de entrada auxilia muito a penetrao normal e suave

da massa de ar comprimida, nos canais por ela formados.


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Na prtica, as condies de operao de um motor divergem bastante das

condies ideais de funcionamento, as quais correspondem as eficincias tericas

mximas do motor.A variao na direo de fluxo da massa de ar, ao deixar o compressor, produz

um rpido aumento de turbulncia no interior dos canais difusores, causando uma

grande reduo na eficincia do compressor. Estas turbulncias do origem a um

aumento excessivo de temperatura, atingindo um valor bem superior ao normalmente

registrado durante uma compresso eficiente, o qual concorre bastante para diminuir a

eficincia da compresso, por conseguinte, a eficincia de funcionamento de todo o

motor ser prejudicada.

Outra causa que responsvel pela intensidade da compresso da massa de ar

absorvida no interior do motor turbo-jato a frico das partculas de ar contra as

paredes da superfcie do canal difusor. Essa frico dependendo da intensidade

tambm diminui a eficincia do compressor.

Se o compressor rotativo for do tipo axial, a segunda fase de ciclo de

funcionamento processa-se da seguinte maneira: a compresso total da massa

absorvida executada por uma srie de compresses intermedirias, isto , cada

estgio do compressor comprime a massa de ar medida que ela for passando atravs

das diversas ps dos diversos estgios existentes no compressor. Essa compresso

tem uma direo paralela ao eixo longitudinal do motor.

Nesta segunda fase que se inicia quando a massa de ar absorvida atinge o

primeiro estgio das ps dos compressores, e termina quando passa pelo ltimo

estgio e segue em direo a turbina, ocorre a compresso do ar, sendo que este ter

sua velocidade diminuda e sua presso aumentada. As ps do compressor so


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firmadas em um tambor rotativo. Este tambor tem um formato de funil, que vai

aumentando o dimetro de seu corpo para o interior. O tambor gira dentro de uma

carenagem, que tem seu formato de uma forma que deixa uma passagem mais larga noseu incio, mais precisamente no bocal do motor, e na medida que vai se introduzindo

para dentro essa passagem vai ficando cada vez mais estreita. As ps esto fixadas

nestes espaos entre o tambor e a carenagem. Elas so instaladas em uma

determinada posio formando um ngulo. Este ngulo calculado para que a

passagem do ar se processe de maneira suave e com o mnimo possvel de resistncia,

que geralmente produzida pelo chamado choque de entrada da massa de ar no

conjunto das ps compressoras. E entre essas ps rotativas, esto fixadas na

carenagem as ps estacionrias, que como o prprio nome diz, no giram, e servem

para direcionar e ajudar a pressionar o ar que sai da p rotativa. O ar, ao passar pelo

anel das ps compressoras, adquire certa velocidade tangencial no sentido do

movimento de rotao do compressor. Assim, a massa de ar deixa essas ps

compressoras com sua velocidade axial de origem, paralela ao eixo de rotao, mais a

velocidade tangencial componente.

A velocidade que penetra nos primeiro estgios do compressor chama-se

velocidade absoluta, e a velocidade que deixa os compressores e maior chama-se

velocidade resultante. Mas essa velocidade resultante quando deixa o compressor no

mais paralela ao eixo, e sim inclinada, formando um determinado ngulo.

As ps estacionrias tambm tm um ngulo pr-definido de instalao. Isso faz

com que o ar passe por elas com o mnimo de turbulncia. Esto alinhadas de modo

que seus bordos de ataque acatem a massa de ar vindo das ps rotativas de maneira

adequada para gui-las para o prximo estagio de ps rotativas. O principal fato que


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essa massa de ar advinda das ps estacionrias atinja as ps rotativas da mesma

maneira que atingiram as ps rotativas anteriores. Todas as pontas das ps tm uma

certa distncia da parede externa por causa da dilatao pela velocidade etemperatura. Dessa maneira, a massa de ar perde a fora tangencial adquirida nas ps

rotativas, diminuindo as perdas e aumentando a presso e fluxo nico da massa de ar.

Convm dizer que a velocidade sempre diminuda quando o ar passa nas ps

estacionrias. Em cada estgio nota-se que h uma poro diferente de massa de ar

que sofre modificaes, isso porque cada estgio tem um grau de compresso devido

ao estreitamento do sistema. O nmero de estgios depende da compresso requerida

para o motor.

importante notar que, nesta segunda fase deste ciclo de funcionamento, as

duas subfases se processam em cada estgio do compressor. Portanto podemos

concluir que a massa de ar absorvida passar tantas vezes por esta ou aquela subfase

quantos forem os estgios existentes no conjunto do compressor do motor. Essa uma

das principais diferenas que pode apresentar o ciclo de funcionamento do motor turbo-

jato equipado como compressor axial, em relao ao ciclo de funcionamento de outro

motor turbo-jato equipado com um compressor centrfugo. Neste ltimo tipo de motor,

temos a massa de ar considerada passando somente uma vez pela subfase de

compresso e tambm uma nica vez pela subfase de difuso.

4.3 COMBUSTO

Esta a fase em que a massa de ar com presso e determinada velocidade sai

do compressor e queimada dentro da cmara de combusto. Aps a queima, a

massa gasosa acelerada para fora da cmara de combusto.


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alargando-se em um certo ponto varivel logo aps o bico injetor de combustvel. Isso

eficaz porque logo que a massa de ar entra em combusto com o lquido inflamvel,

ter um espao suficiente para expandir-se em alta velocidade para a sada da cmara.Isso se processa de uma maneira suave e constante no funcionamento do motor. O fato

de a cmara ter um espao convexo na sua parede, faz com que a massa de ar

expandida somente flua na direo da sada. Havendo a queima de combustvel, a

expanso processar-se- nica e exclusivamente graas a energia fornecida por esta

combusto. Em outras palavras, a energia necessria para a execuo da expanso

lateral da massa de ar fornecida pela prpria chama de combusto, no havendo

nenhuma alterao na velocidade e na presso da massa de ar. Devemos notar que

com a queima de combustvel, o fluxo de ar tornar-se- compressvel, pois ocorrer

uma reduo de sua densidade, o qual no afeta a presso esttica, pelo fato do

grande aumento de temperatura ocorrido. H a possibilidade de aumentar ainda a

velocidade dos gases usando uma cmara de fluxo dividido. O jeito encontrado de

encaixar uma tubulao em volta do bico injetor chamado cilindro interno. Esta

tubulao tem primeiramente na sua entrada a forma divergente ligando-se logo aps

por uma forma convergente na sada. Isso faz com que uma parte da massa de ar

penetre neste espao e sofra um aumento de presso junto com o combustvel

pulverizado pelo bico injetor. O resultado uma massa gasosa com maior presso que

se encontra com o restante da massa de ar externa, fazendo com que todo o conjunto

adquira maior velocidade na sada da cmara de combusto. Este dispositivo evita

certas inconvenincias ocorridas na sua ausncia, como distribuio desigual da

expanso dos gases, pelo fato do dimetro da cmara ser grande demais e a mistura

desigual do combustvel como os gases por parte do bico injetor.


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4.3.2 Ar primrio e ar secundrio

O ar primrio o que entra pela entrada principal para ser introduzido aos bicos

injetores, dos quais so 25 por cento do total enviado pelos compressores. Temostambm o ar secundrio (fig 18), que representa os outros 75 por cento, que so

usados para se misturarem massa gasosa j queimada e promoverem a devida

ventilao necessria ao resfriamento das paredes da cmara de combusto, evitando

que as chamas afetem a parede interna da cmara. Esse ar secundrio penetra por

orifcios localizados estrategicamente na extenso externa da cmara de combusto.

Tambm este ar chamado ar de diluio. O ar primrio tambm dirigido rea dos

bicos injetores para formar uma pequena turbulncia, a fim de melhorar a mistura do ar

com o combustvel.

Fig 18: ar primrio e ar secundrio



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No inicio do funcionamento do motor, a combusto da mistura ar e combustvel

processa-se pela ao de fascas produzidas por uma vela de ignio, sendo que

depois que o motor atinge determinada rotao, essa fasca cessa e a combustotorna-se contnua.

4.3.3. Fluxo direto e de retorno

Na cmara de combusto de fluxo direto, o sentido de direo de deslocamento

da massa de ar primrio, e mais o escape da massa gasosa superaquecida, atravs da

cmara de chama, so os mesmos que o deslocamento da massa de ar introduzida na

cmara de combusto. Neste caso o sentido de fluxo do ar primrio o mesmo do fluxo

de ar secundrio.

Na cmara de combusto de fluxo de retorno, h uma estrutura interna tal que o

movimento da massa de ar primrio, mais a massa de ar gasosa aquecida, ser

exatamente o oposto do fluxo de ar secundrio. Esse tipo de cmara foi uma das

primeiras usadas nos motores turbo-jato, sendo substitudas posteriormente pelas de

fluxo direto e logo depois de fluxo dividido.

4.3.4 Mistura combustvel

A mistura combustvel de suma importncia para o bom funcionamento do

motor turbo-jato

Ela formada no interior da cmara de combusto por uma certa quantidade de

combustvel e ar primrio. O combustvel comumente usado o querosene. Convm

salientar que o querosene de aviao usado diferente do querosene domstico. O

querosene de aviao deve conter na suas propriedades dois requisitos bsicos: alto

valor calorfico e capacidade de produzir o mnimo de poluio. Tambm se deve ter

facilidade de pulverizao, ausncia de matrias slidas, capacidade de suportar baixas


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temperaturas sem perder suas propriedades e possuir elevado ponto crtico de

volatilidade, que a temperatura em que o combustvel se torna suficientemente voltil

para formar a mistura combustvel com o ar primrio. Quanto mais for elevado o pontocrtico de volatilizao, menos voltil ele ser, o que de fato lhe dar maior segurana

ao registrar menor perigo de exploses.

4.3.5 Bicos injetores

Os bicos injetores (fig 19) possuem uma estrutura interna que possibilita que o

combustvel seja dividido em vrias partculas muito pequenas para ser misturado com

o ar primrio. Cada cmara de combusto possui um bico injetor, se alojando em

diferentes situaes dependendo do tipo de cmara de combusto.

Fig 19 - A: bico injetor


A ao pulverizadora de um bico pulverizador precisa ter gotculas de

combustvel com o dimetro mais parecido possvel para bom funcionamento da

queima. Na verdade no importa a quantidade de gotculas, e sim, a sua formao. A

variao de tamanho entre as partculas varia de 10 a 200 mcrons de dimetro, e a


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quantidade varia de 5 a 10 milhes de partculas por centmetro cbico de combustvel

pulverizado.

Mas a mais importante caracterstica do bico injetor ainda a melhor queima docombustvel. Sendo assim, existe um sistema que se chama pr-vaporizao do

combustvel no interior da cmara de combusto.

Figura 19 B: dispositivo de pr-vaporizao de combustvel

A bico injetor de combustvelB tubos pr-vaporizadores


Este sistema tem por finalidade bsica vaporizar o combustvel antes que ele

penetrar no recinto da cmara de combusto propriamente dita.

Ele constitudo em cada cmara de combusto, por um bico injetor que termina

em quatro tubos de dimetro bastante reduzido. Atravs desses tubos o combustvel introduzido no interior de cada um dos tubos pr-vaporizadores que so recurvados, e

devido a temperatura tem seu contedo pulverizado antes de sair para a queima.

Este sistema tem mostrado ser bastante eficiente, principalmente pelo fato de ser quase

impossvel a formao de carvo.


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4.3.6 A combusto

A combusto da mistura combustvel marcada pela presena de uma chama a

frente do bico injetor de combustvel e processa-se numa regio muito pequena, situadana primeira poro da cmara.

O sistema de ignio de turbina apresenta um ignitor de chama diferente

daqueles utilizadas nos sistemas de ignio dos motores convencionais. Os ignitores

somente geram fasca no momento da partida, sendo que aps o incio do

funcionamento do motor, a fasca cessa e a chama torna-se constante com a adio

contnua de combustvel. O seu eletrodo deve ser capaz de resistir a uma corrente de

muito maior energia, em relao ao eletrodo de velas para motores convencionais. Essa

corrente de alta energia pode rapidamente causar a eroso do eletrodo, mas os

pequenos perodos de operao minimizam manuteno da vela. O espao do eletrodo

de uma vela de ignio tpica muito maior do que aquela das velas de centelha, uma

vez que as presses de operao so muito menores, e as centelhas podem ser mais

facilmente conseguidas do que nas velas comuns. Finalmente, a sujeira nos eletrodos,

to comum nas velas de motores convencionais, minimizada pelo calor das velas de

alta intensidade.

Para a combusto ser eficiente, deve-se ter tempo, temperatura e turbulncia.

Resumindo, significa tempo de queima o mnimo possvel, temperatura a mais baixa

possvel e o mnimo de turbulncia. A temperatura aproximada na combusto chega a

2000 C, com tempo Maximo de 10 a 20 milsimos de segundo.

A chama de combusto apresenta a cor amarela quando o motor est bem

regulado. Chama a ateno uma cor vermelha plida caso Haja desregulagem de

algum componente.


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O comprimento da chama varia diretamente com a razo da mistura de

combustvel-ar. Os bicos injetores so projetados para trabalhar com um volume

especfico de ar e combustvel. Existe um limite de chama para que no afete aestrutura da cmara e os componentes do bico injetor, que se chama de razo mxima

de mistura. Um item importante da chama manter-se acesa durante a passagem de

fortes correntes de ar. Sabe-se que o ar que entra na cmara de combusto muito

veloz em relao ao tempo de propagao da chama. Por isso que importante ter

uma pequena regio de turbulncia em volta da chama para diminuir a velocidade do

ar.

Convm salientar que a massa de ar que no tomou parte da combusto sofre

uma acelerao no seu movimento, causada pela grande quantidade de calor que lhe

transmitida pela chama de combusto. Essa massa acelerada chega a 168 metros por

segundo de velocidade.

O final registrado no momento exato em que a massa de ar mais os produtos

da combusto deixam as cmaras de combusto e penetram no anel de ps

orientadoras de fluxo para turbina, passando antes atravs de tubo orientadores que

ligam as cmaras de combusto com o conjunto da turbina.

4.4 ESCAPE

O escape se inicia quando os gases superaquecidos que saem da cmara de

combusto se encontram com os anis das ps orientadoras de fluxo e se dirigem para

a turbina.

O final coincide com o do ciclo de funcionamento do motor, e marcado pelo

escape da massa gasosa para a atmosfera passando pelo coletor de escape.


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O produto da combusto no interior da cmara de combusto sai da mesma com

uma velocidade aproximada de 168 metros por segundo, uma presso de 4,08 quilos

por centmetro quadrado e temperatura perto dos 837 C. Nestas condies elaencontra-se com as ps orientadoras de fluxo para a turbina.

4.4.1 Ps orientadoras

A funo dessas ps orientadoras dirigir os gases advindos da combusto para

a turbina com o mnimo de formao de turbulncia. Essas ps esto instaladas

formando um ngulo chamado ngulo terico de eficincia mxima.

Essas ps orientadoras so formadas por uma serie de ps fixadas entre dois

anis, sendo que um anel serve de base inferior e outro de base superior que contorna

toda a extenso da p. A fixao difere de modelo para modelo. Geralmente so

fixadas atravs de pinos rebitados transpassados.

Outra forma o processo de flutuao, onde os encaixes convergem-se ao

contrrio do sentido de rotao do rotor.

As extremidades da p orientadora no so paralelas entre si nem to pouco

com o eixo longitudinal do motor. Este fato concorre para evitar o deslocamento

longitudinal das ps, em relao ao motor.

Existe um folga entre os anis suportes e as ps orientadoras do valor

aproximado de 0,005 de polegada, que destinada a prevenir o rompimento das ps

quando se processar a dilatao influenciada por elevadas temperaturas.

Quando a massa gasosa proveniente da cmara de combusto atravessa as ps

orientadoras, recebe uma queda de presso e um aumento de velocidade, ou seja,

converte-se em energia cintica. Este processo ocorre na agulheta ou embocadura, que

so os espaos existentes entre duas ps orientadoras. Em alta velocidade, os gases


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se dirigem turbina fazendo com que ela gire e conseqentemente mova o

compressor.

4.4.2 Atrito superficialApesar de, teoricamente, no se considerar a existncia de protuberncias nas

paredes das agulhetas, na prtica no possvel obter uma superfcie lisa e

completamente livre de protuberncias. As protuberncias existentes nas superfcies

das ps orientadoras diminuem a velocidade do fluxo da massa gasosa, acarretando

desta maneira uma perda de eficincia no funcionamento do motor. As ps orientadoras

de fluxo, ao sarem da fbrica, apresentam uma superfcie bem polida, mas aps um

perodo de funcionamento do motor, sofre a ao corrosiva dos gases superaquecidos,

combinada com o atrito das partculas desses mesmos gases fluindo am alta

velocidade, vai tornando mais spera as superfcies das ps.

Se as superfcies das ps orientadoras forem examinadas com um microscpio,

podem-se verificar inmeras protuberncias, que atuam como freios sobre a parte da

massa gasosa que est em contato direto com as paredes das agulhetas.

4.4.3 Turbina

A turbina tem a finalidade de extrair a energia cintica dos gases em expanso

que escoam da cmara de combusto, e transformar em energia mecnica, dando

potncia ao compressor e aos acessrios. Ela formada por um rotor preso a um eixo

ligado diretamente ao compressor, tendo palhetas fixadas ao seu redor. Pode-se ter um

ou mais estgios.

Existem dois tipos principais mais utilizados de palhetas na turbina:

Palheta de impulso;

Palheta de reao.


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A palheta de impulso a sua forma convergente, e sua rea de entrada maior do que

a de descarga, promovendo a acelerao dos gases acarretando diminuio de

temperatura e presso. Os gases ao passar por essas palhetas sofrem mudana dedireo, assim sendo, surge uma fora de impulso para girar o rotor.

A palheta de reao faz com que os gases no sejam acelerados, apenas tem sua

direo mudada. Isso acontece porque a primeira extremidade da palheta

arredondada, e a outra extremidade afinalada, diferente da palheta de impulso que

contm as duas pontas afinaladas.


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Figura 20 trajetria do balo


Figura 21 representao da fora de propulso



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Outro exemplo para entendermos melhor o funcionamento de uma

metralhadora montada sobre uma plataforma com rodas assentadas sobre trilhos. Cada

disparo proporcionar a expulso de um projtil, tendo uma mesma fora da mesmadireo, mas em sentido contrrio trajetria no interior do cano. Esta reao tambm

conhecida vulgarmente como recuo. A sucesso dos recuos provoca o movimento do

conjunto montado sobre os trilhos.

Num motor a jato, cada molcula de massa de ar que se movimenta no seu

interior, pode ser comparada com os projteis da metralhadora em disparo. Com

exceo dos foguetes que transportam elementos propelentes no seu bojo, o motor

desloca-se e suga o ar e expele-o com velocidades superiores que as de entrada,

acelerando esta mesma massa para se obter a fora propulsora que chamamos de

trao. Este o princpio bsico dos motores aerotrmicos de propulso a jato.

Variando os procedimentos de produzir a acelerao da massa de ar absorvida, temos

uma variedade de motores aerotrmicos de reao direta (propulso a jato). Mesmo os

foguetes que funcionam segundo o mesmo princpio, a segunda lei de Newton, possui

dispositivos de funcionamento ligeiramente diferentes dos motores a reao direta.

Enquanto os turbo-jatos funcionam dependendo do meio em que se encontram,

os foguetes so completamente independentes do meio ambiente.

No caso dos foguetes, toma-se o exemplo de uma pessoa sentada em uma

cadeira de balano, possuindo ainda uma certa quantidade de tijolos para arremessar

para frente. Cada arremesso lhe dar um impulso para trs, e quanto mais rpido e

sucessivo ela arremessar, maior ser o movimento contrrio do balano. No caso dos

motores trmicos a jato que empregam o ar atmosfrico para seu funcionamento,

sabemos que a fora de trao cai para um valor igual zero, quando a velocidade da


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massa de ar expelida for igual a velocidade da massa de ar absorvida. Concluindo que

a trao ser negativa se a velocidade da massa de ar expelida for menor que a

velocidade da massa de ar absorvida.Esta concluso no se aplica aos motores de foguetes, pois para qualquer

velocidade de ejeo da massa gasosa, teremos sempre uma trao correspondente e

proporcional velocidade de ejeo. Por isso os motores foguetes podem alcanar

velocidades superiores s registradas no bocal de escape do prprio motor.

Simplificando, podemos dizer que a trao em libras numericamente equivalente ao

produto da massa de ar, passando atravs da unidade propulsora e considerada em

cada segundo de tempo, com excesso de velocidade da corrente de ar. Este excesso

igual a velocidade com que o ar expelido (ou acelerado), menos a velocidade do

avio em ps por segundo.

5.1 EFICINCIA PROPULSORA

Esta eficincia definida como sendo o trabalho til executado pela trao

dividido pela quantidade de trabalho transmitido corrente de ar que passa pelo

atuador (hlice ou motor a jato). E representada pela letra grega . O trabalho til

expresso em termos correspondentes fora propulsora igual ao produto da trao

pela velocidade do avio:

TRABALHO TIL = T.V,

Onde T expresso em lbs (libras) e V em ft./s. O trabalho til, portanto,

expresso em ft.lbs/s (ps libras por segundo).

Sendo o cavalo fora (HP) equivalente a 550 ft.lbs de trabalho por segundo,

escreve-se assim:

THP= T.V/550


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Onde o THP representa o cavalo de fora de trao (Thrust horse Power).

Numa concluso de dois caminhos bem diferentes:

a) Estando o observador colocado numa posio qualquer junto a massa de arque no participa da corrente;

b) Estando o observador colocado no prprio avio.

a) Para um observador colocado num ponto qualquer, a corrente de ar ter uma

velocidade igual a Vs-V, onde V a velocidade do avio e Vs a velocidade da

corrente de ar considerada.

A energia cintica da corrente de um fludo dada por:

Ee=. massa.v

Onde v igual a (Vs-V); e a massa por segundo g.AV.

Ento a energia da corrente relativa massa de ar que est servindo de base,

ser igual a:

. g AV.(Vs-V)

A quantidade de trabalho transmitido para a corrente da massa de ar ser

igual soma do trabalho til com a energia da corrente da massa de ar.

Como vimos anteriormente, a eficincia propulsora representada por:

=T.V / T.V+. g AV (Vs-V)

Substituindo o valor de T(trao) =g.AV.(Vs-V) teremos:

=g AV (Vs-V) V / g AV(Vs-V) V+ g AV(Vs-V)

Onde, =V(Vs-V) / V(Vs-V)+ V(Vs-V)


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b) Para o observador colocado no prprio avio, que ser o ponto de referncia,

teremos:

A energia cintica da corrente da massa de ar na frente do avio em movimento,

igual a:

Ec=g AV.V

A energia cintica da corrente da massa de ar em relao ao avio, igual a:

Ec=q AV.Vs

A quantidade de energia transmitida para a corrente da massa de ar igual a

diferena entre esses dois valores:

g AV (Vs-v)

O trabalho til j definido, igual a:

g AV (Vs-V) . V

Neste caso, a energia propulsora ser igual ao quociente de trabalho til pela

energia transmitida corrente.

Conclue-se que a eficincia propulsora inversamente proporcional razo

entre a velocidade da corrente de ar e a velocidade do avio. Portanto, quanto maior for

essa razo menor ser a eficincia propulsora.

Em um exemplo de que a velocidade do avio de 400ft/s, e a velocidade da

corrente de 440ft/s, teremos ento 95,2%. A eficincia propulsora no ser admissvel

idia de obter-se um valor excessivo para Vs (velocidade corrente da massa gasosa

que se desprende do motor em relao velocidade do avio), por isso iria resultar em

uma grande perda de energia intil, transmitida para a corrente da massa gasosa.


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Neste exemplo a eficincia propulsora foi de 95,2%, podemos perceber que a Vs

excedeu V em cerca de 10% (Vs=440ft/s e V=400ft/s), sendo assim a energia da massa

gasosa aproximadamente 5% de toda a energia perdida no sistema.Neste ponto de vista chega-se a vrias concluses:

Supondo a possibilidade de manter constante a porcentagem de excesso da Vs

sobre a V com o intuito de obter sempre um valor satisfatrio para a eficincia

propulsora, logo a quantidade Vs-V tornar-se- menor quando a velocidade do avio (V)

for baixa.

Considerando agora o avio voando a uma velocidade inferior qualquer, mas

mantendo a mesma trao para ambos os casos, faz-se o seguinte raciocnio:

A trao determinada pela frmula g AV (Vs-V); a densidade do ar (g) ser

constante par uma determinada altitude a qual considera-se invarivel; a velocidade (v)

do avio e a velocidade Vs da corrente de massa de ar em relao ao avio, so

consideradas como dadas e tambm invariveis. Voltando a frmula que determina a

trao, verifica-se que o nico elemento varivel ser a rea de seco (A).

Para manter a trao constante evidente que quanto menor for a velocidade do

avio, maior ser a rea de seco do atuador (moto a jato ou hlice).

Num caso mais especfico, onde o avio tem uma velocidade mdia, pode-se

supor o fato de ser necessrio uma rea com um dimetro to grande que seria

impossvel representar a rea de um atuador por intermdio de um conduto. Neste caso

deve-se utilizar outro tipo de conduto, uma hlice. Mas tudo deve ser analisado,

mantendo um mesmo valor para a trao, em diversas situaes de uma velocidade

varivel do avio.

Nesta idia conclui-se que:


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1) Um motor a jato com estrutura bsica, no pode ser como uma unidade

propulsora eficiente para avies de pequena velocidade, segundo as mesmas

consideraes feitas quanto a ampliao da rea da seco.

2) No caso em avies com velocidades moderadas, a hlice aparece como sendo

nica soluo prtica, vendo que possui possibilidades de obter uma rea de

seco maior.

No h dvidas de que o motor a jato pode produzir trao em praticamente

qualquer velocidade, mas em um caso particular como o dos avies de baixa

velocidade, a eficincia propulsora desses motores teria um valor to baixo que a

instalao seria de carter pouco econmico.

At o momento, os motores turbo-jato possuem uma estrutura bem particular

baseada em um compressor, movimentado por uma turbina, que fornece ar para a

cmara ou cmaras de combusto de fluxo constante. Essa mesma massa de ar

movimenta a turbina, escapando em seguida pelo conjunto de escape (em forma de

tubo) com uma velocidade superior a velocidade aerodinmica do avio. A diferena

entre essas duas velocidades registrar a o valor da trao liquida do motor.

Recordando o estudo sobre a trao e sobre eficincia propulsora, pode-se

dizer que a massa de ar medida exatamente frente da tomada de ar do avio no

ponto em que a velocidade do ar no seja materialmente diferente da velocidade (V)

do avio.


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5.2 SEQUNCIA DO MOTOR TURBO-JATO

O motor convencional de quatros tempos, comum em carro e avies, est

baseado num ciclo chamado de ciclo-aberto, onde as operaes compem-se dequatro tempos:

1) Admisso

2) Compresso

3) Expanso ou potncia

4) Escape

Para aqueles que no conhecem as operaes, em seguida mostraremos uma

breve descrio. Todas as funes se processam numa seqncia regular em cada

cilindro.

No cilindro, quando o pisto desce, a mistura ar e combustvel entram na cmara

de combusto, atravs de uma entrada controlada pela vlvula de admisso: neste

momento a vlvula se fecha e o pisto sobe para comprimir a mistura, e em seguida

ser gerado uma centelha pelas velas.

Aps a queima, os gases expandidos resultantes da combusto, foram o pisto

para sua posio anterior (esse tempo considerado como potncia ou ignio);

novamente o pisto sobe, mas agora pra expulsar os gases atravs de outra vlvula,

chamada de vlvula de escape.

Para cada subida ou descida do pisto dentro do cilindro, corresponde a volta

do eixo de manivelas do motor. Como um ciclo completo corresponde a quatro tempos,


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isto , duas subidas e duas descidas do pisto, tem-se ento duas voltas do eixo de

manivelas para cada ciclo completo do cilindro.

Mas para cada duas voltas do eixo de manivelas, temos somente um tempo depotncia. Por conseguinte, a energia de trabalho aplicada intermitentemente ao eixo

de manivelas.

Num motor turbo-jato o ar absorvido por um compressor de palhetas rotativas e

orientado por palhetas estticas para a cmara de combusto, onde o combustvel

constantemente pulverizado no prprio ar. A combusto constante, no existe

combusto intermitente, como no motor convencional.

Na figura 22 percebe-se de forma bem simples a operao do motor turbo-jato.

Figura 22 comparao das fases do motor convencional e turbo-jato


Entendendo melhor este funcionamento, considera-se uma massa de ar

passando pelas suas diversas fases durante o ciclo de funcionamento, dentro do motor.


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A massa de ar absorvida a fase, cada um dos tratamentos que o ar sofre no

seu percurso dentro do motor. Esse termo, fase, substitui inteiramente o termo tempo,

normalmente utilizado para explicar cada uma das etapas do ciclo de funcionamento deum motor convencional. O termo tempo no pode ser empregado num motor turbo-jato,

pelo fato do seu funcionamento ser nico e contnuo. Em resumo, o motor

convencional, em cada uma de suas quatro etapas da massa de ar absorvida

processado separadamente no cilindro, tendo durao determinada, na qual chamamos

de tempo.

Esta regra no se aplica ao motor turbo-jato. No seu ciclo de funcionamento

temos a massa de ar passando ao mesmo tempo pelas quatro etapas, isto , no

momento que o ar absorvido, ele passa a ser comprimido, j tem-se a compresso,

em seguida a combusto e finalmente o escape, tudo processado simultaneamente em

todo o motor, no importando o nmero de cmaras existentes.

Fica mais evidente quando o motor se encontra em funcionamento, porque os

primeiros instantes da partida do motor no tm a fase de escape, sem que antes haja

a fase de compresso e a fase de combusto.

O funcionamento do motor turbo-jato pode ser explicado assim:

O ar sugado e comprimido no compressor, na cmara de combusto o

combustvel injetado em forma de pulverizao e em seguida queimado. Apenas uma

pequena parte do ar absorvido queimada. Devido a uma temperatura muito elevada

no momento da combusto, a mistura queimada expande o ar que no tomou parte da

combusto e numa velocidade relativamente alta, os gases e a massa de ar

superaquecida abrem caminho atravs da nica sada, a extremidade a cmara. A

passagem rpida dos gases aquecidos sobre as ps da roda da turbina, imprimindo um


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movimento rotativo, cria uma energia mecnica no eixo comum turbina e ao

compressor, a qual utilizada para movimentar o compressor e os acessrios do motor.

O compressor continua girando e mantendo o suprimento de ar, fluindo atravsda unidade, isto , do motor.

Uma vez passado pelas ps da turbina, os gases e o ar superaquecido se

escapam pela extremidade traseira do motor, atravs do conjunto de escape, numa

forma de jato em alta velocidade.

Esta fora que gasta na eliminao dos gases produz uma reao direta no

sentido oposto aos gases de escape, que resulta na fora propulsora do motor.

5.3 APLICAO DAS FORAS PROPULSORAS

Num motor turbo-jato de compressor centrfugo de dupla face, a massa de ar

admitida atravs das duas entradas circulares, circulando em duas faces do

compressor.

As cargas impostas por essa massa de ar ao compressor so anuladas uma a

uma, isto , a carga imposta pela massa de ar, penetra pela entrada circular frontal,

anulada pela carga imposta pela massa de ar que penetra pela entrada de ar circular

traseira, e vice-versa.

Toda a massa de ar comprimida pelo compressor na forma centrfuga,

orientada em seguida para a cmara de combusto.

A massa de ar para entrar nas cmaras de combusto sofre uma variao no

seu sentido de deslocamento, o que d origem a fora de reao. A soma de todas as

foras que atuam nos coletores (motores equipados com compressor de fluxo

centrfugo) produz cerca de dois teros da fora propulsora total.


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A massa de ar entrando nas cmaras de combusto sofre o efeito de elevao

de temperatura. Nesta ao, h uma expanso intensa, o que dar origem a foras ps-

anteriores, que atuam contra as paredes internas. Esta fora constitui cerca de um teroda fora total de propulso.

Esta mesma massa saindo das cmaras de combusto, passa pelo anel de ps

orientadoras de fluxo para a turbina e finalmente escapa para a atmosfera, atravs do

conjunto de escape. Neste caso h foras atuando no sentido ntero-posterior. A maior

fora que atua neste sentido registrada no anel de ps orientadoras de fluxo para a

turbina, constitui mais da metade da fora total, tanto num motor a jato como em

motores turbo-jatos em geral.

Assim, representam-se as diversas foras ou cargas impostas pela massa de ar

circulante com valores expressos por porcentagem, tendo-se por base um valor X

desconhecido para as foras totais atuando nos dois sentidos. A diferena entre a fora

total que atua no sentido ps-anterior do motor e a fora total que atua no sentido

ntero-posterior, constitui a potncia disponvel ou a trao lquida do motor que

100%.

Lembrando que a soma final de todas as foras que atuam no sentido ps-

anterior ser sempre maior que a soma de todas as foras que atuam no sentido

antero-posterior.


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6 SISTEMAS

6.1 SISTEMA DE COMBUSTVEL

Em um motor turbo-jato, o combustvel controlado e canalizado atravs de umsistema prprio que apresenta diversos componentes. de se esperar que haja um

certo nmero de variaes de sistemas de combustvel de diversos modelos de motor

turbo-jato, mas mesmo assim pode-se afirmar que determinados componentes bsicos

repetir-se-o.

Do mesmo modo que nos motores convencionais a gasolina, os motores turbo-

jato apresentam em seu sistema bombas de combustveis, vlvula aceleradora, bicos

injetores, unidades controladoras e outras.

Sero abordados aqui todos esses elementos constantes ou comuns de um

sistema de combustvel do motor turbo-jato.

O sistema de combustvel descrito abaixo pertence ao motor Rollys Royce

Dervent - I

Este propulsor contm um motor com compressor centrfugo de dupla face e seu

sistema de combustvel apresenta as seguintes partes,


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Figura 23 sistema de combustvel do motor Derwent v


a ) bomba de combustvel de deslocamento varivel ( especialmente construda para

esse motor)

b ) unidade baromtrica de controle de presso ( barostato )

c ) vlvula aceleradora

d ) unidade acumuladora, possuindo uma torneira de alta presso

e ) tubulaes condutoras de combustvel

f ) uma srie de 10 bicos injetores


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Analisando este sistema de combustvel, notamos que apesar de simples, ele

funciona de uma maneira bastante eficaz. O combustvel que advm dos tanques entra

na bomba de combustvel principal de alta presso atravs de uma bomba eltricaauxiliar de suco (de baixa presso). A bomba de combustvel principal, que

acionada pelo prprio motor, possui deslocamento varivel e opera junto com a unidade

baromtrica de controle de presso, para que no ultrapasse os mximos de presso

permitidos. Esta bomba funciona com uma ligao com o prprio motor em

funcionamento. Depois que o combustvel sai da bomba vai para a vlvula aceleradora,

e trabalha sobre uma presso que no ultrapassa 91Kg/cm . Quando o piloto move as

manetes de potncia, est atuando na vlvula aceleradora, permitindo ou fechando a

passagem de combustvel que vai para as cmaras de combusto, e desta maneira,

controlar a potncia do motor. Esta vlvula tem o mesmo principio de funcionamento da

borboleta de combustvel nos motores a pisto.

Depois que o combustvel passa pela vlvula aceleradora, ele se dirige para a

unidade acumuladora. O acumulador serve para dar presso nos bicos injetores

somente durante a partida do motor, pois no inicio da rotao no h fora suficiente da

bomba para ocorrer pulverizao de combustvel nas cmaras de combusto, pois

como o sistema dispe-se d

motores turbo jato

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