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Www.flyhigher.eu Tutorial Fly Higher II Aviões no ar: O que fazem os motores a jacto Imagem: Rolls Royce Plc. 2013.

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1 Tutorial Fly Higher II Aviões no ar: O que fazem os motores a jacto Imagem: Rolls Royce Plc. 2013

2 Os pássaros conseguem voar devido a uma série de características especiais. Necessitam de um nível extremo de energia para voar. Esta energia provém dos seus elevados metabolismos. Devido aos seus corpos leves, os pássaros conseguem produzir quer a propulsão, quer o impulso necessário utilizando as suas “penas de voo”. Introdução Como conseguem os pássaros voar? Imagem: altair.com/webquest/flight/ Elevação Propulsão Peso Aplanador

3 Um vídeo curto que demonstra como os pássaros conseguem voar: Introdução Como conseguem os pássaros voar? Por favor visualiza o video 1 Como voam os pássaros? Source Youtube Acknowledgement : Edition Fly Higher

4 Tal como acontece com os pássaros, para que os aviões se mantenham no ar é necessário impulso e elevação. De onde provêm? Porque não podemos simplesmente copiar os pássaros? O que é o Impulso? Estudemos o conceito básico. Introdução Impulso Imagem: Elevação Impulso Aplanador Peso

5 Baseado na Terceira Lei de Newton: Toda a ação tem uma reação igual e oposta Experiência: Enche um balão de ar e liberta-o num espaço aberto - O que acontece? Então, o que acontece a um avião com um motor a jacto? Introdução A física por detrás do impulso Source

6 Os gases de exaustão dos motores a jacto do avião empurram o ar, o que por sua vez produz uma reação oposta nos motores. Uma vez que os motores estão adaptados de forma segura ao corpo do avião, o avião move-se para a frente. Quem teve esta ideia brilhante? Introdução Avião em marcha

7 No século XVIII - Sir Isaac Newton (um físico e matemático inglês) propôs uma teoria de “explosão canalizada na retaguarda” que poderia impulsionar uma máquina para a frente a grande velocidade. Ele previa a aplicação da terceira lei de movimento (que hoje em dia é quase banal para nós). História Como começou? Carro a Vapor de Newton Fonte: ary/policy/army/fm/1-506/Ch2.htm

8 Em 1903, o ano do primeiro voo dos Irmãos Wright, o seu biplano em madeira e tela usou um motor a gasolina de 12 cavalos. O motor tinha um design mecânico básico, bastante semelhante a um motor de carro de quatro cilindros moderno. Imagem: História Como começou?

9 O seu avião, Kitty Hawk, dependia da sua hélice para ter impulsão. O motor apenas colocava a hélice a funcionar. Os aviões mais modernos, mais pequenos e leves, ainda utilizam hélices…. Consegues adivinhar porque motivo? História Como começou? Nos 30 ou 40 anos seguintes, os aviões tornaram-se tubos metálicos, com uma asa, os seus motores tornaram-se mais poderosos e eficientes em termos de gasto de combustível…mas o princípio da impulsão não mudou.

10 Em 1930 Sir Frank Whittle de Inglaterra patenteou o motor turbojacto. Em Abril de 1941 (numa fase inicial da 2ª Grande Guerra Mundial), o novo motor estava pronto para testes de voo. O primeiro voo de um Turbojacto, o Gloster E28/39, foi realizado a 15 de Maio de 1941 em Cranwell, Lincolnshire, Inglaterra. O escape do motor impulsionaria o avião. SEM HÉLICES!! História Como começou? Source: wDoc&docId=15&level=top

11 Fundamentos Função do motor Operação Básica - Entrada: o ar entra - Compressão: o ar é comprimido num compressor - Combustão: o combustível é então adicionado e inflamado - Escape: gases de escape a velocidade elevada (com elevada energia) saem do motor. Entrada de Ar/Combustível Compressão Escape Intermitente Combustão

12 No “motor de combustão interna” básico, a “combustão” é, na realidade, uma explosão. Esta energia explosiva é utilizada para mover um conjunto de pistões e o escape serve para a expulsão de resíduos. Os pistões podem então movimentar as rodas de um carro, as lâminas de uma bomba…. Ou a hélice de um avião. Fundamentos Função do motor Hélice Motor de Combustão Interna

13 No motor a jacto, o escape não é apenas resíduo, mas a fonte de impulsão que coloca o avião em marcha. Fundamentos Função do motor Por favor visualiza o video 2 Dentro de um motor a jacto Source Youtube Acknowledgement : Edition Fly Higher

14 Existem diferentes tipos de motor a jacto. O Airbus A380 – com 525 Passageiros é o maior avião civil de longo curso do mundo – utiliza motores turboventiladores, versões refinadas do original de Whittle, que incluem uma ventoinha enorme para acelerar o ar que entra no motor a jacto e contribui para a impulsão exatamente da mesma forma que uma hélice o faz. Turbofan Tipos de Motor Porque são utilizados motores diferentes?

15 Diferentes aviões precisam de diferentes tipos de motor… Consegues adivinhar o que são e porque são utilizados? Estatorreator Turbojacto Foguetão Tipos de Motor Os Turboventiladores não são a única opção h ttps://encrypted- tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQ1V5eCFRb PSkLKrz68Ab_AGlud0UDUDQ0vR7dmp_OhHr1Xqu8 NDg 5195acd4621cb79fb4f8ec776a_large.jpg https://upload.wikimedia.org/wikipedia/co mmons/d/d3/Atlantis_taking_off_on_STS- 27.jpg

16 Diferentes aviões precisam de diferentes tipos de motor… Consegues adivinhar o que são e porque são utilizados? Turbopropulsor Movido com Pistões Tipos de Motor Os Turboventiladores não são a única opção content/uploads/2012/07/hb350i_vM1uz_25013.jpg 2%20N2AN%20cn43798%20left%20front%20landing%20l.jpg

17 A escolha do motor é baseada em: Impulsão requerida Desempenho Eficiência Custo Manutenção Os aviões civis requerem motores eficientes em termos de combustível. Os aviões militares requerem motores de elevado desempenho. Tipos de Motor Secção do motor Movidos com Pistões Estatorreator Foguetão Queimador de Combustível Hélice Motor de combustão interna Câmara de Combustão Jacto de combustível Câmara de Combustão Combustível Entrada de Oxidante Canal Entrada de Ar Tubo do Jacto e Embocadura da Hélice Compressor Turbina Câmara de Combustão Turbina Turbina a Gás Difusor de Entrada

18 Componentes do Motor (Turbojacto) O original de Whittle era um motor turbojacto como este. Tipos de Motor Turbojacto source: Compressor Eixo Turbina Câmara de Combustão Embocadura

19 Os turboventiladores são como os turbojatos, mas têm também uma grande ventoinha que acelera a entrada de ar no motor e aumenta a impulsão como uma hélice interna. Tipos de Motor Turboventilador source : Ventoinha Compressor de alta pressão Turbina de alta pressão Eixo de alta pressão Compressor de baixa pressão Eixo de baixa pressão Câmara de Combustão Turbina de baixa pressão Embocadura A escolha da companhia aérea:

20 Os Turbopropulsores têm hélices externas, mas utilizam a ideia do motor a jato como força motriz. Ao contrário dos motores movidos com pistões, os Turbopropulsores não têm pistões. Tipos de Motor Turbopropulsor Fonte: Hélice Eixo Câmara de Combustão Escape Turbina Cárter da Transmissão Compressor

21 Os Estatorreatores não têm compressores, ventoinhas e turbinas como outros motores a jacto. Tecnicamente, os estatorreatores são a forma mais simples de motores a jacto. Mas estes não podem produzir impulsão a velocidade zero, por isso os aviões com estatorreatores precisam de outros mecanismos para começarem a voar. Tipos de Motor Estatorreatores source - Compressão Câmara de Combustão Escape Embocadura Entrada de Ar Injeção de Combustível Estabilizador de Chama

22 Ao contrário dos motores de aviões, os motores de foguetão utilizam combustível e oxigénio para recarregar o combustível na câmara de combustão, antes de sair através de uma embocadura. Porque achas que isto acontece? Tipos de Motor Motor de foguetão source: Combustível Aparelho de oxidação Bombas Câmara de Combustão Embocadura

23 Sumário Sumário sobre motores Animação de motores a jacto Por favor visualiza o video 3 Animação de motores a jacto Source Youtube Acknowledgement : Edition Fly Higher

24 Link para Simulador de Motores: Prossecução da Aprendizagem Simuladores de Motor da GE

25 Parceria /groups/Fly-Higher-Project /flyhigherproject Segue-nos em: Para mais informações:


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