Diferenças entre motor turboélice e pistão: eficiência + segurança

Como pilotos, muitas vezes nos concentramos nos aspectos técnicos do nosso trabalho, como testar o motor durante o processo de preparação. Ficamos gratos quando tudo funciona bem quando voamos, mas talvez não paremos com frequência para refletir sobre o verdadeiro coração de uma aeronave: o motor. Isso geralmente é deixado para os técnicos de manutenção da aviação.

Ainda assim, compreender um tipo específico de motor e como ele funciona pode beneficiar enormemente um piloto na escolha do tipo certo de aeronave para uma tarefa específica no setor privado.

Neste guia, nos aprofundaremos nos motores turboélice e nos motores a pistão, discutindo suas vantagens e desvantagens.

Armado com mais conhecimento, você pode tomar as melhores decisões para otimizar o desempenho da sua embarcação, os custos operacionais e maximizar a eficiência geral.

Então vamos nos aprofundar!

Compreendendo os turboélices

Para quem não conhece, deve estar se perguntando: o que são turboélices? Bem, os turboélices são um tipo de projeto de motor que combina os elementos do motor a turbina e dos sistemas acionados por hélice.

O motor turboélice é um elemento básico na indústria da aviação e vem com seu quinhão de vantagens e limites.

Como funcionam os motores turboélice

Vamos detalhar como esses motores funcionam.

Os motores turboélice são um tipo de motor de turbina a gás que utiliza um processo de combustão interna. O motor aspira ar pela frente e o comprime em um potente compressor, aumentando sua pressão e temperatura.

Dentro da câmara de combustão, o ar sob pressão combina-se com o combustível de aviação. A mistura resultante inflama, criando gases incrivelmente quentes e pressurizados. Esses gases explodiram, girando uma turbina presa ao compressor por meio de um eixo.

À medida que a turbina gira, ela mantém o motor funcionando, fornecendo energia ao compressor. Este processo se repete continuamente no ciclo do motor.

Componentes de turboélices

• Hélice: Uma hélice grande composta por mais de 3 pás (geralmente entre 4-6 pás).

• Câmara de Combustão: Onde o combustível é inflamado.

• Caixa de velocidades: Engrenagens que giram a hélice.

• Compressor

• Escape: Onde os gases de escape são liberados.

• Entrada de ar

• Turbinas: motores de turbina

Tipo de combustível:

• Combustível Jet-A

Prós:

• Maior desempenho em altitude: os motores turboélice podem funcionar em altitudes mais elevadas (até 35.000 pés).

• Capacidade de pista curta: As aeronaves turboélice requerem menos pista para decolagens e aterrissagens do que muitos motores a jato, aumentando sua acessibilidade a aeroportos menores.

• Eficiência de combustível em relação aos jatos: Os motores turboélice têm custos de combustível mais baixos em comparação aos motores a jato, ajudando a proporcionar melhor quilometragem e reduzir custos operacionais.

• Taxas de subida mais rápidas: Os turboélices oferecem uma taxa de subida mais rápida do que os motores a pistão.

• Maior tempo entre revisões (TBO): Os motores turboélice geralmente têm intervalos mais longos entre as revisões necessárias, reduzindo a frequência de manutenção.

• Velocidade: São mais rápidos que os motores a pistão, oferecendo velocidades mais altas e reduzindo o tempo de viagem.

• Confiabilidade: As aeronaves turboélice são conhecidas por sua confiabilidade em diversas temperaturas climáticas, em comparação com aeronaves a pistão, que são sensíveis ao calor e ao frio excessivos.

• Embandeiramento da hélice: A hélice pode ser embandeirada para minimizar o arrasto no caso de falha do motor.

Contras:

• Falta de disponibilidade de combustível: Embora os turboélices possam pousar em aeroportos menores, alguns Operadores de Base Fixa (FBOs) menores podem não ter o combustível de aviação específico necessário para motores turboélice.

• Custos de compra mais elevados: Uma aeronave turboélice tende a ser mais cara para comprar do que um avião com motor a pistão.

• Treinamento Adicional: Os pilotos podem precisar de treinamento e certificação adicionais (como classificações multimotores e de alto desempenho ) para pilotar um turboélice devido às suas diferentes características operacionais em comparação aos motores a pistão.

• Manutenção cara: Os custos de manutenção para motores turboélice podem ser mais elevados em comparação com motores a pistão e requerem mais tempo e habilidade especializada do AMT.

Turboélice comparado a um motor a jato

Embora a manutenção do turboélice seja mais cara do que a do motor a pistão, eles tendem a ser mais baratos do que a manutenção de um motor a jato.

(Beechcraft Super King Air por YSSYguy - CC BY-SA 3.0,)

Aeronave turboélice

Aqui estão algumas de nossas aeronaves turboélice favoritas.

• Bimotor: Beechcraft Super King Air

• Bimotor: Cessna 425

• Monomotor: Beechcraft Denali

Compreendendo os motores de pistão

Se você está familiarizado com aeronaves menores na aviação geral, há uma boa chance de já ter visto muitos motores a pistão. motores de pistão são normalmente usados ​​para o mercado de aeronaves leves.

Eles operam através de um sistema de quatro a seis cilindros fixos dispostos em configuração horizontalmente oposta. Esses tipos de motores são geralmente motores Lycoming ou Continental e geralmente são refrigerados a ar e dependem de magnetos para ignição. O motor a pistão costuma ser um motor naturalmente aspirado e, às vezes, também carburado .

Embora os motores a pistão exijam componentes semelhantes aos de um motor turboélice, em um avião a pistão os cilindros substituem a câmara de combustão. Os pistões se conectam a uma biela que está presa ao virabrequim.

Pense nos motores a pistão dos aviões como semelhantes aos motores dos automóveis, mas o motor a pistão do avião aciona a hélice.

Componentes de um motor de pistão

Os aviões a pistão têm alguns componentes diferentes dos motores turboélice.

• Hélices: Normalmente hélices de 2 pás

• Defletores: Os defletores e as vedações dos defletores são projetados para controlar onde o ar flui sobre os cilindros.

• Cilindros

• Entrada de ar

• Compressor

• Escape: onde os gases de escape são liberados

Tipo de combustível:

• AVGAS 100 LL (baixo chumbo)

Prós:

• Eficiência de Combustível: Os motores a pistão tendem a ter taxas de consumo de combustível mais baixas, tornando-os a escolha mais econômica para voos mais curtos e reduzindo os custos operacionais.

• Custos mais baratos: Uma aeronave com motor a pistão é geralmente mais barata de comprar e manter quando comparada a tipos de motores alternativos.

• Uso na Aviação Geral: Devido à sua versatilidade e tamanho pequeno, os motores a pistão são usados ​​em vários modelos de aeronaves pequenas e podem se adequar a uma variedade de necessidades de missão de voo de maneira mais econômica do que outros motores.

Contras:

• Sensibilidade ao Quente e ao Frio: Um motor a pistão pode ser mais suscetível a temperaturas extremas, afetando seu desempenho em climas mais quentes ou mais frios.

• Menos potência: em comparação com os motores turboélice, o motor a pistão tem menor potência.

• Desempenho em altitudes mais baixas: Um motor a pistão pode não funcionar tão eficientemente em altitudes mais elevadas em comparação com outros motores.

• Frequência de manutenção: Os pistões geralmente requerem manutenção mais frequente quando comparados aos motores turboélice, aumentando seu tempo de inatividade e potencialmente seu custo.

(Cessna 172 Skyhawk Foto de Peter Bakema - Página da galeria https://www.jetphotos)

Aeronave de pistão

Aqui estão algumas de nossas aeronaves a pistão favoritas.

• Beechcraft Bonanza G36

• Cessna 172 Skyhawk

• Cirrus SR22

• Piper Archer TX

Qual é melhor?

Quando se trata de escolher entre um motor turboélice ou um motor a pistão, a decisão depende das necessidades específicas da aviação de um indivíduo ou empresa. Os motores turboélice se destacam em seu desempenho de decolagem e capacidade em grandes altitudes. Eles sobem com mais eficiência e atingem velocidades mais rápidas do que um motor a pistão.

Enquanto isso, os motores a pistão são mais adequados para aeronaves menores devido ao seu custo-benefício e à simplicidade de sua manutenção quando comparados aos motores turboélice. Embora possam não ir tão alto e rápido, são ideais para viagens curtas, treinamento de voo e operações de aviação local.

Os motores de pistão e turboélice ocupam um lugar importante no cenário da aviação, são maravilhas incríveis da tecnologia humana e são seguros e confiáveis. Não existe um sendo melhor que o outro, mas existe um sendo melhor para um determinado objetivo ou tarefa do que o outro.