Motor de helicóptero

O motor do helicóptero é usado para girar o rotor principal. Se o helicóptero tiver vários rotores, eles podem ser movidos por um motor comum ou cada um por um motor separado, mas de forma que a rotação das hélices seja estritamente sincronizada.

A finalidade do motor em um helicóptero difere da finalidade do motor em um avião, giroplano, dirigível, pois no primeiro caso ele gira o rotor principal, por meio do qual cria empuxo e sustentação, em outros casos ele gira a hélice de tração, criando apenas empuxo a força de reação do jato de gás (em um avião a jato), que também dá apenas empuxo.

Se o helicóptero estiver equipado com um motor a pistão, seu projeto deve levar em consideração uma série de características inerentes ao helicóptero.

Motor de helicóptero

O helicóptero pode voar na ausência de velocidade de avanço, ou seja, ficar imóvel em relação ao ar. Neste caso, não há sopro e resfriamento do motor, radiador de água e resfriador de óleo, o que pode causar superaquecimento e falha no motor. Portanto, é mais conveniente usar um motor não de água, mas de resfriamento a ar em um helicóptero, uma vez que este não precisa de um sistema de resfriamento a líquido pesado e incômodo, para o qual superfícies de resfriamento muito grandes seriam necessárias em um helicóptero.

Um motor refrigerado a ar, geralmente instalado em um helicóptero em um túnel, deve ser acionado por um ventilador de tiragem forçada, que fornece o resfriamento do motor em modo pairado e em vôo nivelado quando a velocidade é relativamente baixa.

Um resfriador de óleo é instalado no mesmo túnel. A temperatura do motor e do óleo pode ser ajustada alterando o tamanho da entrada ou saída do túnel usando amortecedores móveis, controlados manualmente ou automaticamente a partir da cabine.

Um motor de pistão de aeronave normalmente tem uma velocidade nominal de cerca de 2000 rpm. É claro que o número total de rotações do motor não pode ser transmitido à hélice, uma vez que, neste caso, as velocidades finais das pás serão tão altas que causarão uma estolagem do fluxo em alta velocidade. Por essas razões, o número M nas extremidades das lâminas não deve ser maior que 0,7-0,8. Além disso, com altas forças centrífugas, o rotor principal seria pesado.

Vamos calcular qual é o valor das rotações máximas admissíveis do rotor principal com um diâmetro de 12 m, em que o número M das pontas das pás não exceda 0,7 para uma altitude de vôo de 5000 m a uma velocidade de vôo de 180 km / h,

Motor de helicóptero

Portanto, um motor de helicóptero deve ter uma caixa de câmbio com alta relação de redução.

Em uma aeronave, o motor está sempre rigidamente conectado à hélice. A hélice robusta e de pequeno diâmetro, toda em metal, resiste facilmente aos solavancos que acompanham a partida de um motor de pistão quando ele rapidamente atinge várias centenas de rotações. O rotor de um helicóptero, que possui um grande diâmetro, muito afastado do eixo de rotação da massa n, portanto, um grande momento de inércia, não é projetado para cargas alternadas repentinas no plano de rotação; durante a inicialização, podem ocorrer danos às lâminas devido a solavancos de partida.

Portanto, é necessário que no momento do lançamento o rotor principal do helicóptero seja desconectado do motor, ou seja, o motor deve ser ligado em marcha lenta, sem carga. Isso geralmente é feito através da introdução de embreagens de fricção e came no projeto do motor.

Antes de dar a partida no motor, as embreagens devem ser desengatadas, enquanto a rotação do eixo do motor não é transmitida ao rotor.

Porém, sem carga, o motor pode desenvolver rotações muito altas (dar um giro), o que causará sua destruição. Portanto, ao dar a partida, antes de engatar as embreagens, você não deve abrir totalmente a válvula do acelerador do carburador do motor e exceder a velocidade definida.

Motor de helicóptero

Quando o motor já está funcionando, é necessário conectá-lo ao rotor principal por meio de uma embreagem de fricção.

A embreagem de fricção pode ser uma embreagem hidráulica consistindo de vários discos de metal revestidos com um material com um alto coeficiente de fricção. Alguns dos discos são conectados ao eixo do redutor do motor, e os discos intermediários são conectados ao acionamento do eixo principal ao rotor principal. Desde que os discos não sejam comprimidos, eles giram livremente um em relação ao outro. Os discos são comprimidos por um pistão. O fluxo de óleo de alta pressão sob o pistão faz com que o pistão se mova e comprima gradualmente os discos. Nesse caso, o torque do motor é transmitido para a hélice gradualmente, desparafusando suavemente a hélice.

Os contadores de RPM na cabine mostram as RPMs do motor e da hélice. Quando as rotações do motor e da hélice são iguais, isso significa que os discos da embreagem hidráulica estão fortemente pressionados um contra o outro e podemos supor que a embreagem está conectada na forma de uma embreagem rígida. Neste momento, a embreagem de came pode ser ligada suavemente (sem solavancos).

Finalmente, para permitir a auto-rotação, o rotor principal precisa desconectar automaticamente o rotor do motor. Enquanto o motor estiver funcionando e a hélice girar, a embreagem da garra estará engatada. Se o motor falhar, sua velocidade diminui rapidamente, mas o rotor principal continua girando por algum tempo por inércia na mesma velocidade; neste ponto, a embreagem do came é desengatada.

O rotor principal, desconectado do motor, pode então continuar a girar no modo de auto-rotação.

O voo de auto-rotação para fins de treinamento é realizado com o motor desligado ou com o motor funcionando; neste último caso, suas rotações diminuem de forma que a hélice (levando em consideração a redução) faz um número de rotações maior do que o virabrequim do motor.

Depois que o helicóptero pousa, a rotação do motor é primeiro reduzida, a embreagem é desengatada e, em seguida, o motor é desligado. Quando o helicóptero está estacionado, a hélice deve estar sempre freada, caso contrário, ela pode começar a girar com rajadas de vento.

Motor de helicóptero

A potência do motor do helicóptero é gasta na superação da resistência à rotação do rotor, na rotação do rotor de cauda (6-8%), na rotação do ventilador (4-6%) e na superação das perdas de transmissão (5-7%).

Assim, o rotor principal não consome toda a potência do motor, mas apenas parte dela. O uso da potência do motor pela hélice é contabilizado por um fator que indica quanto da potência do motor é utilizado pelo rotor principal. Quanto maior esse coeficiente, mais perfeito será o projeto do helicóptero. Normalmente = 0,8, ou seja, a hélice usa 80% da potência do motor:

A potência de um motor a pistão depende da carga de peso do ar sugado para os cilindros ou da densidade do ar ambiente. Devido ao fato de que a densidade do ar ambiente diminui com o aumento da altitude, a potência do motor também diminui constantemente. Esse motor é chamado de motor de baixo crescimento. Com uma altura de 5000 a 6000 m, a potência desse motor é reduzida aproximadamente à metade.

Para não só diminuir a potência do motor até determinada altura, mas até aumentar, um supercompressor é instalado na linha de admissão de ar do motor, o que aumenta a densidade do ar de admissão. Devido ao supercompressor, a potência do motor aumenta até uma determinada altura, chamada de calculada, e depois diminui da mesma forma que em um motor de baixo custo.

O supercompressor é acionado pelo virabrequim do motor. Se houver duas velocidades na transmissão do virabrequim para o superalimentador, e quando a segunda velocidade for ligada, a velocidade do superalimentador aumenta, então, com a elevação a uma altura, um aumento na potência pode ser fornecido duas vezes. Esse motor já tem duas alturas de design.

Os helicópteros são geralmente equipados com motores sobrealimentados.

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