Questão:
Por que os aviões a hélice ainda são feitos?
Farhan
2014-01-28 21:13:10 UTC
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Os aviões com hélices foram inventados há muito tempo. Depois disso, surgiram os motores a jato. Minha pergunta é: por que ainda temos motores de hélice?

Os motivos que posso pensar são:

  • Eles são mais baratos;
  • Eles não podem atingem velocidades muito altas;
  • Eles não são muito barulhentos (embora nem sempre).

Além desses, há alguma outra razão para os aviões de aviação geral construídos hoje em dia tem motores a jato?

Ok, então no sentido não confuso: Você gostaria de saber por que ainda estamos usando hélices (em vez de propulsão a jato) ou ainda usando motores alternativos (em vez de motores de turbina)? Ou ambos?
Basicamente, o primeiro.
Pergunta um tanto relacionada: [aviões com motor rotativo em voos comerciais] (http://aviation.stackexchange.com/questions/1086/rotary-engine-planes-in-commercial-flights)
O ventilador número um de um motor de turbina a jato bypass é uma hélice.
Outra questão relacionada: [Por que o treinamento de vôo é feito em aviões a hélice em vez de jatos?] (Http://aviation.stackexchange.com/q/8318/69).
Seis respostas:
#1
+41
Ralgha
2014-01-28 22:08:58 UTC
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Os motores a jato são eficientes apenas em altas altitudes e alta velocidade (mais de 25.000 pés ou mais e mais de 300 nós ou mais de velocidade no ar real). O custo de fabricação e operação de um avião capaz de voar lá é muito alto, e a maioria dos voos de aviação geral não precisa desse desempenho (ou despesa), portanto, os aviões a hélice.

Os aviões a hélice com motor alternativo são relativamente eficientes em baixas altitudes e velocidades no ar, eles são mais econômicos para os tipos médios de voos da aviação geral. Eles também são muito mais baratos de construir e operar do que um avião movido a turbina.

Os turboélices preenchem a lacuna de eficiência entre os motores a jato alternativos e puros, sendo mais eficientes em altitudes médias e velocidades no ar. Ainda mais despesas e desempenho do que a maioria dos voos de aviação em geral precisa.

Acrescentarei que, se você colocar uma turbina em um C172, os 40 galões de jato-A nas asas provavelmente não o levarão muito longe.
Boa resposta! Eu diria que os aspectos mais importantes são que eles são a) mais baratos de construir eb) mais baratos de operar.
Não se esqueça dos Turbo-ventiladores que preenchem a lacuna entre turbo-hélices e jato puro usando um pouco de ambos :)
Além disso, os motores a pistão fazem mais sentido até que a demanda de potência atinja cerca de 500hp
ainda há jatos sendo fabricados com jatos puros? Não acho que leigos (incluindo OP) saibam que ele está voando em um turbofan.
Sim, eu sei que estou pilotando um turbofan. Raramente são referidos como tal na linha.
#2
+14
Skip Miller
2014-01-28 23:12:24 UTC
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Tudo está relacionado à missão.

Motores de hélice - e estou incluindo turboélices - são muito mais eficientes em velocidades e altitudes mais baixas. Exemplo: o avião de carga C-130 Hercules. Ele pode entrar e sair de campos muito mais rápido do que um turbojato ou turbofan, enquanto transporta uma grande carga, porque tem aquelas enormes hélices arranhando o ar. Jatos, como dito antes, têm uma vantagem alta e rápida. Mas essa não é a missão do Hércules.

#3
+6
Dave
2015-07-31 18:41:40 UTC
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Como mencionado, eles são eficientes em altitudes mais baixas (e atendem bem a missão GA), mas em muitos aspectos isso simplesmente se resume ao custo. Existem empresas por aí projetando e trabalhando em jatos menores como o Cirrus com o SF50. Então, existem alguns jatos por aí, como o Cessna Citation Mustang, que são certificados por piloto único e podem voar com as classificações adequadas em um PPL. Mas permanece o fato de que não é barato nem fácil trazer um novo avião ao mercado. A Cirrus voou pela primeira vez com seu jato em 2008 e ainda não está oficialmente no mercado. Isso os coloca em quase 8 anos do protótipo ao lançamento e tenho certeza de que as primeiras linhas para ele foram traçadas bem antes de 2008.

Por outro lado, empresas como a Piper e Cessna tem projetos aprovados que ainda são rápidos e fáceis de manter, mesmo para os padrões atuais. Muito o problema "Se não está quebrado, não conserte". Não é nenhum mistério que as vendas da GA caíram e algumas empresas poderiam estar se saindo melhor.

Existe um pequeno problema de segurança. Os aviões a hélice são bons e fáceis de voar, com resposta rápida do acelerador e velocidades mais baixas, eles são ótimos treinadores. Alguns podem argumentar que os jatos são muito planos para um novo piloto.

Para saber o que vale, existem alguns singles de pistão muito rápidos por aí. O Glasair afirma um cruzeiro de 252 Ktas (embora seja experimental) e a produção total do Mooney Acclaim Type S chega a 242 Ktas. Ambos os aviões se aproximam da velocidade de turbo hélice do motor a pistão enquanto um design antigo ainda pode fornecer desempenho (e altas velocidades).

Há também alguns cruzamentos com os motores automotivos de pistão. Ao longo da história, alguns motores automotivos foram certificados para aeronaves. Era uma vez a Ford tinha alguns motores que eram usados ​​nos aviões. Mooney tentou usar motores de carro pelo menos duas vezes, começando com o motor Crosley que foi encontrado nos primeiros ácaros e culminando com o épico (se você for um fã de Porsche como eu) PFM3200 que apresentava o Motor Porsche 3.2 do final dos anos 80 Carrera. Enquanto o PFM3200 estava cheio de problemas e a Porsche acabou abandonando a certificação FAA para o motor, foi uma demonstração interessante de engenharia. As peças para o 3.2 eram sem dúvida mais fáceis de comprar e havia muitas pessoas que sabiam como trabalhar nelas. Atualmente a Diamond oferece um diesel DA42 que funciona com motores de carros modificados. Novamente usando um motor que é testado e aprovado na estrada. Portanto, os custos não são apenas porque os motores são mais baratos de fazer, mas são feitos em quantidades muito maiores, além de serem capazes de compensar alguns dos custos de engenharia com esse volume.

A velocidade de cruzeiro para o [Mooney Acclaim Type S] (http://www.mooney.com/en/acclaim-ultra.html) é ** 242Ktas ** e não 424.
@TeasingDart boa captura, eu atualizei.
Com relação a "simples de pistão rápido", acho que você está negligenciando o fato de que muitos de nós que voamos em aviões monomotores a hélice não estamos procurando veloz. Em vez disso, podemos querer entrar e sair de pequenas faixas de terra (ou nenhuma faixa), fazer acrobacias, fazer um voo turístico tranquilo ...
#4
+4
KeithS
2015-07-31 21:04:00 UTC
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Os motores de hélice movidos a pistão são:

  • Mais baratos. Como o motor é um projeto comprovado e bem conhecido, eles são mais baratos de projetar , para fazer e manter, tudo o que reduz despesas para o piloto. Você pode adquirir um Piper Cherokee mais antigo por cerca de \ $ 40k bem equipado com muitas horas antes de sua próxima revisão. O turboélice Piper mais barato que posso encontrar com uma pesquisa rápida é um Cheyenne bimotor por \ $ 275.000, e provavelmente precisa ser consertado, já que a média é mais próxima de \ $ 400k. Outras fuselagens turboélice chegam a US $ 2 milhões por pop.

  • Menor. Um motor de pistão de aspiração natural de quatro cilindros refrigerado a ar não é muito maior que o V-twin em uma motocicleta. Menor tende a ser igual a mais leve e também permite mais espaço na cabine em uma fuselagem com o mesmo volume total e menos variação do CG com o peso da cabine (o que é um grande negócio em aviões pequenos).

  • Mais simples. Não há muito a dar errado com um avião de motor a pistão refrigerado a ar de passo fixo. Isso novamente reduz os custos de manutenção, mas também aumenta a segurança ao prolongar o "tempo médio entre falhas" que exigiria procedimentos de emergência. Os adereços de velocidade constante são um pouco mais complexos mecanicamente, mas não tão ruins. Turbo hélices um pouco mais complexos ainda.

  • Melhor desempenho em baixas altitudes. A maioria dos turbofans é projetada para operar acima de 10.000 pés, enquanto a maioria é movida a hélice embarcações são projetadas para voar a 8.000 ou menos porque sua cabine não está pressurizada. Em altitudes mais baixas, onde o ar é mais espesso, os motores a pistão funcionam de forma mais eficiente e fria do que turbofans e muito melhor do que os jatos puros.

Você está comparando pequenos motores a pistão com pequenas turbinas. Os motores de turbina são bem conhecidos, simples e leves, com uma relação potência / peso maior do que os motores a pistão. Apenas para motores pequenos os pistões ainda são uma opção devido às pequenas turbinas não serem muito eficientes. Mas a questão era sobre hélices.
No tamanho da aeronave em que as hélices são mais comuns, o mesmo ocorre com os motores alternativos (de pistão). A eficiência em motores menores é uma preocupação, assim como o custo; pequenos turboélices individuais começam cerca de três vezes o custo de pequenos pistões únicos, novos fora da linha de fábrica e turboélices bem mantidos têm mais valor parcialmente devido ao menor suprimento usado.
#5
  0
Koyovis
2017-10-23 09:00:10 UTC
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Os jatos ultraleves eram moda há uma década e nunca decolaram: eles eram muito ineficientes em termos de combustível. As hélices fazem um trabalho muito melhor na conversão da energia química do combustível em empuxo que impulsiona o avião para a frente do que os jatos.

O empuxo aerodinâmico pode ser escrito como $ T = \ dot {m} \ cdot \ Delta V $ , com $ \ dot {m} $ o fluxo de massa de ar em kg / se $ \ Delta V $ o aumento da velocidade da massa de ar propelida em m / s. Para obter a mais alta eficiência propulsiva, acelere a maior quantidade de ar até o menor $ \ Delta V $. As hélices têm uma área de disco efetiva muito maior do que os motores a jato puros e oferecem muito mais empuxo por potência instalada do motor do que os jatos puros.

O turbofan é muito mais eficiente em termos de combustível do que um jato puro, devido ao grande desvio o ventilador funciona como uma hélice. No entanto, o turbofan ainda é menos eficiente do que um turboélice, simplesmente por causa do maior raio da pá.

A questão do motor de pistão versus motor de turbina para a aviação geral é completamente diferente. Os motores de pistão são mais pesados, mas têm melhor economia de combustível. Em termos de peso, eles aumentam muito mal, enquanto é aqui que as turbinas se destacam: nada supera uma turbina grande na relação potência / peso. Turbinas menores não são muito eficientes devido às taxas de pressão mais baixas das lacunas de lâmina / blindagem.

#6
-3
Tom Emmert
2014-12-10 19:08:48 UTC
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É muito simples: os aviões auxiliares são fabricados porque a maioria dos aeroportos em todo o mundo tem pistas muito curtas para jatos.

Qual o tamanho da pista que você acha que precisa para uma pequena aeronave GA com um grande motor a jato ...?


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