Como melhorar a performance do motor (parte1)

Texto original de "Flight training from APOA"

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Um amigo meu sofreu uma falha no motor durante um voo noturno de 

Oklahoma para Denver a pouco tempo. Sua aeronave voou descendo em espiral na 

escuridão e o motor se recusava a reacionar. O avião caia, mas o meu espirituoso amigo,

conseguiu planar alguns pés da terra quando ligou a luz de pouso e conseguiu enxergar uma

pequena rua. Manobrando entre as linhas de energia para um pouso perfeito, ele estacionou o avião no quintal de alguém.

Na manhã seguinte, estava claro a pane seca e observando por seguinte as cartas de 

performance da aeronave, pode-se entender o por que da pane.

Baseando seu voo com 55% de potência ele estava certo de que era o ajuste correto. Mas é 

surpreendente o que algumas polegadas a mais ou menos no indicador de pressão (manifold-MP) alguns RPMs aqui e ali ou 50º Fahrenheit (10ºCelsius) de variação na temperatura no indicador  de temperatura de exaustão de gás (EGT).

Na realidade, ele operava numa potência acima do necessário, fazendo queimar substancialmente mais combustível que o planejado. Com um vento de proa não previsto que pode ter contribuído para uma diminuição de performance do motor e com a potência acima do necessário, levaram o piloto a estado de complacência.

Isso mudou quando seu motor parou. O manejamento da potência correta é extremamente 

importante por duas primárias razões. Primeiro, isso nos permite realizar a performance

da aeronave de acordo com o manual, como desejamos. Segundo, nos possibilitando evitar 

danos causados por super aquecimento, limite estrutural e choques de temperatura no motor.

Como a experiência do meu amigo demonstra, é que o ajuste correto da potência é essencial para a segurança.

Gerenciamento básico de potência.

Instrutores não costumam ensinar manejamento de potência como um assunto separado, culminando em várias pequenas lições. Quando aprendemos a voar, nosso instrutor nos ensinar aumentar e diminuir a potência lentamente. Aprendemos que mudanças bruscas de potências podem danificar o contrapeso do eixo de manivela do motor e esse avanço brusco da manete pode causar a falha do motor. Aprendemos a ajustar a RPM para cruzeiro e então ajustar a mistura  adequadamente.

Ajuste de potência em um avião complexo é muito mais que isso. Para um avião de hélice

de velocidade constante, nós controlados a potência e RPM separadamente. 

Instrutores nos ensinam a evitar combinações de alta potência(MP) e baixa rotação(RPM) porque isso pode causar um excesso de estress estrutural do motor, da mesma maneira que cansamos as pernas quando tentamos pedalar com marcha alta numa subida.

Para evitar estress do motor, nós incrementamos a mistura e RPM antes de adicionar potência.

Nós reduzimos potência numa ordem inversa - reduzimos potência,depois reduzimos a 

RPM e então ajustamos a mistura. No entanto, existe muito mais no manegamento de potência. Aprendendo a manejar a potência corretamente, podemos evitar por ruas na escuridão.

Nem todas as tabelas de potência são iguais, afinal. O manual do Piper Arrow (PA28R-200)

nos diz que a potência de cruzeiro dele é de 55%, 65% e 75% de potência. Uma tabela, lista 

uma série de combinações com essas configurações de MP e RPM de acordo com diferentes

altitude-densidade. Então, usamos gráficos separados para determinar a velocidade real e o 

alcance pelas várias altitudes e para cada ajuste de potência.

Essas tabelas mostram que a performance varia com a altitude. Mostrando então, os parâmetros que definem cada ajuste - MP, RPM, velocidade indicada, fluxo do combustível e velocidade real. Mesmo em voo de cruzeiro, nenhum ajuste de potência nos dá a melhor performance para todas as situações. Além do "normal cruise", os fabricantes as vezes incluem ajustes para melhor alcance e maior duração. Baseado em vento zero, maior alcance rende grandes distâncias para uma determinada quantidade de combustível abastecido. Tipicamente, quando o ajuste de potência para abaixo da potência de cruzeiro normal o ajuste para maior alcance é bem conveniente se tivermos de alternar para um aeroporto mais distante.

O ajuste para maior duração nos possibilita voar por maior tempo com o combustível 

abastecido. Por ser um ajuste menor que o de melhor alcance, não viajamos muito longe com esta configuração.

Mas se estamos em órbitas IFR ou circulando um aeroporto esperando pela névoa

da manhã se dissipar, o ajuste de maior duração é a configuração a ser usada.

Configurando a potência pelo manual, mas tendo de divergir os ajustes com o do livro

não é algo incomum. Com tantos ajustes de potência e performances de

acordo com a várias altitude, como podemos ajustar a potência para um

melhor aproveitamento? Uma lida mais atenciosa na seção de performance

do manual da aeronave pode ajudar a responder essa pergunta.

O poder de empobrecer

Empobrecer a mistura corretamente - ajustar a mistura combutivel/ar - é uma parte critica do manejamento de potência. A seção que acompanha a maior parte das cartas de performance diz que a performance publicada é prevista de acordo com os ajuste de mistura especifica. Um motor é mais eficiente quando queima todo o combustível na mistura combustível/ar. Este é o melhor ajuste para configuração económica. Cria a maior temperatura no exaustor, registrado no EGT e é comummente chamado de "o pico" da temperatura. Se emprobecemos a mistura para além da de melhor economia o excesso de ar tende a esfriar o exaustor, mas o motor roda pobre. Se enriquecermos a mistura, o combustível extra também esfria o exaustor, mas a um gasto maior de combustível.

Um motor produz a maior parte da potência no melhor ajuste entre potência e mistura, que é

um pouco mais rica que a mistura economia. Na melhor potência, a temperatura do exaustor é de

100ºF até 150ºF mais frio que o "pico" EGT.

Mesmo que a melhor potência resulte em maior velocidade, também aumento o consumo.

Nós medimos o ajuste de mistura de acordo com o desempenho do motor, da RPM ou do indicativo

do EGT e também usasse o manual e o POH como referência.

A técnica a ser usada dependa do motor da aeronave e seus instrumentos.

A maioria dos treinadores tem motores com passo fixo e carburadores de nível constante.

Nessas aeronaves, a Lycoming sugere empobrecer até o pico da velocidade ou RPM - pouco antes do desempenho irregular do motor. Se o motor tem hélice de velocidade constante e carburador de nível constante, empobreça a mistura até o motor começar a perder desempenho e então enriquecer antes que o motor volte a "rodar" sem aspereza. 

O procedimento básico para empobrecer motores com injeção eletrônica é se basear os ajustes de

de combustível pelos instrumentos de fluxo de combustível(seguindo as recomendações dos fabricantes

para a potência deseja, é claro). Para um ajuste mais preciso, empobreça até o motor "rodar" áspero,

então enriquecer bem pouco a mistura. Se a aeronave tiver um indicador de EGT, nós empobrecemos até o pico da temperatura, então enriquecemos a mistura até ter uma queda de temperatura de 50ºF(10ºC). 

Mesmo que os fabricantes dêem os procedimentos gerais de empobrecimento do motor, devemos sempre seguir o manual e POH da aeronave.

As performances publicadas são baseados em técnicas específicas de empobrecimento, então devemos saber qual performance é baseada em potência, maior economia ou outra configuração. O manual e POH, especificam as configurações de acordo com a ocasião.

O manual do Cessna além disso, nos explica que só devemos empobrecer a mistura até o pico do RPM quando utilizando mais de 75% da potência em cruzeiro. Configurações de potência menores acabam requerendo que enriquecemos a mistura para que o motor funcione com menos aspereza.

Não importando o avião que você voe, sempre leia o POH da aeronave que tem os procedimentos específicos dela. Por exemplo, o POH do cessna172M 1976 da um procedimento diferente de empobrecimento recomendado da mistura.

Outros fabricantes usam diferentes termos e recomendam outras técnicas de empobrecimento.Por exemplo, no POH do Beech C24R Sierra, é dito para usar como referência na mistura de cruzeiro, uma indicação no EGT de 25ºF a 50ºF de pico.

É importante frisar, que a mistura não é a única forma de ajustar a potência. O manual do Arrow, tem importantes explicações de como o correto ajuste do MP para temperaturas do ar não padrões. Para cada 10ºF de mudança na temperatura, ajustamos o MP em 0.16 inches. Pode parecer um ajuste mínimo, mas o efeito no desempenho é enorme e pode explicar algumas variações no desempenho em voo.