Vamos entender a pilotagem de aviões com motores de combustão interna (pistão). Sabemos que para haver combustão é preciso haver oxigênio no mesmo ambiente da substância combustível. Por isso dentro dos cilindros dos motores é injetada uma mistura de ar e combustível. A sequência do funcionamento é a seguinte:
- As válvulas de admissão abrem, as válvulas de escape fecham, os pistões descem e sugam ar para dentro dos cilindros devido a pressão atmosférica, ao mesmo tempo em que é injetado combustível também dentro dos cilindros.
- As válvulas de admissão fecham.
- Os pistões sobem e comprimem a mistura de ar e combustível.
- As velas de ignição produzem uma faísca elétrica que fornece a energia de ativação da combustão (explosão) que empurra os pistões para baixo.
- As válvulas de escape abrem.
- Os pistões sobem e empurram os gases produzidos na combustão para fora dos cilindros.
- Volta ao passo 1.
Em baixo dos cilindros e pistões há uma árvore de manivelas que se liga ao eixo do motor, que por sua vez se liga a hélice. Enquanto uns pistões estão subindo outros estão descendo. Portanto o combustível produz força que gira o eixo do motor e consequentemente a hélice. A árvore de manivelas é ligada as válvulas de admissão e escape, controlando o funcionamento dessas válvulas.
A pressão atmosférica que é chamada de pressão de admissão do motor faz com que o ar entre dentro dos cilindros. Como sabemos quanto maior a altitude em relação ao nível do mar menor é a pressão atmosférica, consequentemente entra menos ar nos cilindros. Com isso a proporção de ar e combustível fica incorreta, com mais combustível do que o necessário. A mistura nessa condição é chamada de mistura rica. A mistura pobre é quando há mais ar do que o necessário.
Com a mistura rica sobra combustível e o motor perde potência, além do consumo ser alto. Com a mistura pobre falta combustível e o motor perde potência, pode até desligar em vôo. Motor com sobra de combustível, ou mistura rica, não funciona corretamente.
Nesses aviões nós não podemos controlar a quantidade de ar que entra no motor, só podemos controlar a quantidade de combustível. Observe a figura abaixo do painel de um Cessna 182. Clique na imagem para aumentar.
Painel do Cessna 182 Skylane FS2004. |
No painel do Cessna 182 há um marcador de temperatura dos gases de escape (EGT). Quando a mistura ar-combustível está correta a temperatura dos gases de escape chega ao ponto mais alto. Se a mistura está rica a temperatura dos gases cai; se a mistura está pobre a temperatura dos gases também cai. O EGT é um instrumento importante para saber se a mistura do motor está correta.
A medida que ganhamos altitude, a partir de 3000 FT (pés) temos que ajustar a mistura do motor, porque a pressão atmosférica vai diminuindo e começa a entrar menos ar no motor, com isso também tem que entrar menos combustível. No Cessna 182 da imagem nós ajustamos a mistura utilizando o controle vermelho número 8. Em muitos desses aviões o passo da hélice é ajustável, ou seja, a gente controla as rotações por minuto da hélice independentemente da aceleração do motor. Pra cada fase do vôo temos um ajuste de hélice específico. Através do controle azul número 7 do Cessna 182 controlamos o ângulo de inclinação das pás da hélice, com isso a resistência do ar é alterada e as rotações por minuto aumentam ou diminuem, diminuindo ou aumentando o torque (força). O manual do Cessna 182 no Flight Simulator 2004, por exemplo, diz que devemos voar em cruzeiro com 2000 a 2400 rotações por minuto da hélice. Não devemos colocar aceleração total com baixas rotações por minuto, isso força muito o motor do avião e pode causar danos.
A pressão atmosférica ou pressão de admissão ao nível do mar é de 29,92126 inHg (polegadas de mercúrio). Não podemos manter essa pressão por muito tempo no Cessna 182. Só podemos usar na decolagem, para obter potência total, caso contrário o motor é danificado. O manual diz que a gente deve subir para a altitude de cruzeiro mantendo sempre uma pressão de admissão máxima de 23 inHg. Para isso nós utilizamos o controle preto número 6 de aceleração. Esse controle movimenta a borboleta do carburador diminuindo ou aumentando a pressão de admissão e também injetando mais ou menos combustível nos cilindros. Você pode estar no solo ao nível do mar, mas se não acelerar o avião a borboleta fica fechada e a pressão de admissão do motor é zero. Se colocar aceleração total a pressão de admissão fica igual a pressão atmosférica. Usamos o marcador número 3 (pressão de admissão) para verificar e manter essa pressão sempre em 23 inHg durante os vôos.
O marcador número 4 (fluxo de combustível) não deve marcar mais de 15 galões por hora durante a subida. Outro dado importante é que motores a pistão funcionam melhor em uma temperatura adequada. O marcador número 2 (CHT - Temperatura da cabeça dos cilindros) nos mostra se estamos mantendo uma temperatura adequada. Uma mistura rica resfria muito o motor devido ao excesso de combustível; uma mistura pobre pode superaquecer o motor, causando danos. O Cessna 182 possui Cowl Flaps para ajudar a manter uma temperatura de trabalho adequada do motor. Durante a decolagem e subida para a altitude de cruzeiro os Cowl Flaps devem ficar abertos para permitir a entrada de vento e consequente resfriamento do motor nesse período em que o mesmo chega a ficar em potência máxima e pode superaquecer. Durante o resto do vôo (cruzeiro, descida e pouso) os Cowl Flaps devem ficar fechado evitando que o motor resfrie muito nessas fases do vôo em que o mesmo é menos exigido. O controle dos Cowl Flaps está indicado pelo número 5.
O marcador número 4 (fluxo de combustível) não deve marcar mais de 15 galões por hora durante a subida. Outro dado importante é que motores a pistão funcionam melhor em uma temperatura adequada. O marcador número 2 (CHT - Temperatura da cabeça dos cilindros) nos mostra se estamos mantendo uma temperatura adequada. Uma mistura rica resfria muito o motor devido ao excesso de combustível; uma mistura pobre pode superaquecer o motor, causando danos. O Cessna 182 possui Cowl Flaps para ajudar a manter uma temperatura de trabalho adequada do motor. Durante a decolagem e subida para a altitude de cruzeiro os Cowl Flaps devem ficar abertos para permitir a entrada de vento e consequente resfriamento do motor nesse período em que o mesmo chega a ficar em potência máxima e pode superaquecer. Durante o resto do vôo (cruzeiro, descida e pouso) os Cowl Flaps devem ficar fechado evitando que o motor resfrie muito nessas fases do vôo em que o mesmo é menos exigido. O controle dos Cowl Flaps está indicado pelo número 5.