quarta-feira, 14 de outubro de 2020

5 motivos para que o conceito dos motores Hesselman pudesse ter serventia para a aviação

À medida que o dilema de eliminar o chumbotetraetila ainda adicionado à gasolina de aviação (AvGas) ganha relevância, permanece uma perspectiva a meu ver excessivamente simplista de atribuir somente a motores como o turboélice Pratt & Whitney Canada PT6A e ao turboeixo PT6B usado em helicópteros como o AgustaWestland AW119 Koala atualmente usado pelo Batalhão de Aviação da Polícia Militar de Santa Catarina a missão de suplantar os motores convencionais do ciclo Otto ainda muito presentes na aviação geral. Para favorecer a logística, especialmente crítica na operação em zonas conflagradas, a padronização do uso de motores Diesel em viaturas terrestres e embarcações também leva em conta um eventual uso do querosene de aviação principalmente das formulações Jet-A1 e JP-8, embora persista a dificuldade em adequar a relação peso/potência de motores Diesel para que atendam satisfatoriamente a uma aplicação aeronáutica. Portanto, ao menos 5 fatores podem levar a crer que o conceito fundamental dos motores Hesselman que conciliavam as características do ciclo Otto a uma adaptabilidade para usar combustíveis pesados poderia manter-se útil no contexto da aviação.

1 - o impacto de uma "hot start" na prontidão: fator especialmente crítico em motores a reação, uma partida na qual o processo de combustão já se inicie antes do(s) compressor(es) atingir(em) uma rotação suficiente para assegurar o fluxo de ar necessário à correta refrigeração da(s) câmara(s) de combustão é ainda mais problemática em função da atual prevalência dos motores a reação na aviação militar. Ainda que seja improvável recuperar a competitividade de motores a pistão tanto no ciclo Otto quanto no ciclo Diesel nesse segmento, ainda pode-se esperar que alguns operadores civis sigam preferindo um tipo de motor mais difundido fora do setor aeronáutico e portanto com o qual estejam mais familiarizados com a operação em outras aplicações no cotidiano;

2 - logística de suprimento de combustíveis: além de operadores militares que podem não ter muitas alternativas para estocar uma maior variedade de combustíveis, é natural que haja o mesmo interesse da parte de operadores da aviação geral que ainda é essencial para assegurar o acesso a itens de primeira necessidade e a serviços como assistência médica de urgência nos rincões mais remotos tanto do Brasil quanto de outros países. Considerando que a injeção direta usada nos motores Hesselman proporcionou uma aptidão a operar tanto com combustíveis voláteis como a gasolina quanto os combustíveis pesados como o querosene e o óleo diesel convencional, e atualmente o gerenciamento eletrônico já permitindo até mesmo em motores aeronáuticos com a ascensão do sistema FADEC (Full Authority Digital Engine Control) níveis de precisão sem precedentes quando Jonas Hesselman apresentou a primeira aplicação prática da injeção direta para motores de ignição por faísca em 1925, não seria tão inoportuno que uma atualização desse conceito fosse aplicada tanto a aeronaves quanto veículos terrestres que hoje no Brasil ainda se encontrem impedidos de usar um bom motor turbodiesel em função das capacidades de carga ou passageiros e tração inviabilizarem a homologação como "utilitário" a exemplo de versões básicas do Jeep Renegade, apesar de ser mais improvável um ressurgimento do interesse por motores de pistão em helicópteros que uma derrubada das restrições ao uso de motores Diesel em automóveis no Brasil;

3 - facilidade para treinamento de profissionais de manutenção: em que pesem eventuais diferenças nos sistemas de combustível até entre motores que equipem um mesmo modelo como o E.torQ 1.8 Flex com injeção sequencial nos pórticos de válvula do Jeep Renegade nacional comparado aos GSE 1.0 e 1.3 Turbo a gasolina com injeção direta do análogo europeu, abrangendo também sistemas de ignição, refrigeração, sincronização do comando de válvulas e a até disposição de cilindros a como nos motores radiais que em outras épocas detinham uma hegemonia no mercado aeronáutico a exemplo do Jacobs R-755, os princípios elementares de funcionamento dos motores do ciclo Otto não fogem tanto de um padrão. Portanto, apesar de parecer loucura sugerir que motores a pistão voltem a ser usados em grande escala em aviões de combate, ainda é bastante razoável para operações de logística e missões especiais como o transporte aeromédico, e em caso de calamidades ou declaração de estado de guerra o mínimo treinamento complementar para atender às especificidades de motores aeronáuticos já serviria para que mecânicos já familiarizados com o ciclo Otto pudessem prestar serviço em aeronaves;

4 - resposta mais imediata aos comandos de aceleração: enquanto os motores a reação apresentam um pequeno atraso entre o comando na manete de potência tanto para aceleração quanto desaceleração, os motores a pistão não apresentam tal característica que pode parecer indesejável. E mesmo podendo usar hélices de passo variável que permitem manter a rotação do motor constante durante o vôo também nos motores a pistão como era habitual com o motor Jacobs R-755, ainda é comum pela simplicidade de manutenção que alguns operadores prefiram uma hélice de passo fixo, a exemplo de aviões agrícolas como o Piper Pawnee C;

5 - minimizar risco de acidentes por uso do combustível errado: não é tão incomum a ocorrência de acidentes aeronáuticos causados pelo uso de combustível fora das especificações, no caso dos motores de ignição por faísca em decorrência do risco de pré-ignição ao se usar querosene enquanto motores a reação são mais susceptíveis a um desbalanceamento que possa ser causado pela deposição de cristais de chumbo nas palhetas da turbina ao se abastecer equivocadamente com AvGas. No entanto, tem sido mais provável o risco de se abastecer por engano com querosene um avião originalmente a gasolina ou etanol como o agrícola Embraer Ipanema do que um abastecimento errado com AvGas num jato como os Airbus A320 da TAM. E assim, pode-se deduzir que um motor mais "à prova de burro" estaria apto a salvar algumas vidas...

2 comentários:

  1. Já cheguei a ver gente do interior botar alguns carros antigos para funcionar com querosene misturado no tanque, diziam servir para limpar o motor e proteger o carburador contra ferrugem.

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    1. Era até bastante comum fazer esse procedimento para descarbonizar motores 2-tempos em motos e embarcações. Já em motores do ciclo Otto, seria mais recomendável que a taxa de compressão fosse menor caso houvesse o interesse em usar querosene regularmente, como a Saab chegou a fazer em parceria com a Valmet entre o fim da década de '70 e começo da década de '80 na Finlândia para usar querosene que era subsidiado ou terebentina de pinheiro que é produzida a partir de resíduos da produção de papel e celulose. Querosene teria uma equivalência a algo em torno de 67 octanas em comparação à gasolina.

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Nem sempre é viável manter as relações de marcha originais após converter um veículo para Diesel, em função dos regimes de rotação diferenciados. Portanto, uma alteração das relações de diferencial ou até a substituição do câmbio podem ser essenciais para manter um desempenho adequado a todas as condições de uso e a economia de combustível.

It's not always viable to retain the stock gear ratios after converting a vehicle to Diesel power, due to different revving patterns. Therefore, some differential ratio or even an entire transmission swap might eventually be essential to enjoy a suitable performance in all driving conditions and the fuel savings.

Mais informação sobre relações de marcha / more info about gear ratios
http://dzulnutz.blogspot.com/2016/03/relacao-de-marcha-refletindo-sobre.html