Diferença entre o motor de turbina a gás e o motor alternativo (motor a pistão)

Motor de turbina a gás vs motor alternativo (motor a pistão)
 

Como todas as outras máquinas, a aeronave precisa de uma fonte de energia para operar, especialmente para gerar empuxo necessário para avançar a aeronave. Desde as primeiras tentativas, motores alternativos que usavam gasolina eram usados ​​em vôos motorizados.

O primeiro vôo do mundo, mais pesado que o aéreo, foi realizado pelo Wright Flyer I e foi alimentado com um único motor de pistão refrigerado a água de 4 cilindros que produzia no máximo 12 cavalos de potência. Até a Segunda Guerra Mundial, todos os aviões eram movidos a motores de pistão / alternativo.

Nos últimos estágios da Segunda Guerra Mundial, os alemães usaram o motor a jato para alimentar aeronaves, e outros países logo o seguiram. Embora o conceito e o design tenham sido desenvolvidos desde a década de 1930, a implementação bem-sucedida do motor a jato ocorreu somente após o final da Segunda Guerra Mundial.

Desde então, devido às suas inúmeras vantagens em relação aos motores alternativos, o motor a jato e suas variantes tornaram-se a forma predominante de usina de força para aeronaves.

Mais sobre motor alternativo (motor a pistão)

Um motor alternativo, também conhecido como motor de pistão, é uma máquina com pistões alternativos, que converte a energia térmica de um processo de combustão em trabalho mecânico, como trabalho de eixo. O principal tipo de motor usado nas aeronaves é baseado na combustão de combustíveis fósseis e chamado de motores de combustão interna.

A mecânica do motor é mover um eixo conectado a um mecanismo de cilindro de pistão, criando uma grande pressão dentro do cilindro. Dependendo da maneira como os cilindros são dispostos ao redor do eixo, eles são classificados nas categorias Reta (vertical), rotativa, radial, do tipo V e horizontalmente opostas.

Os tipos de motores mencionados acima operam no ciclo Otto e foram usados ​​na maioria das aeronaves no início dos anos 20^º século. Geralmente eles são usados ​​para acionar uma hélice, que gera o impulso. Qualquer aeronave operando em motores de pistão tem velocidades máximas relativamente baixas, e a potência produzida pelos motores é comparativamente menor que os motores a jato. O motivo é que a relação potência / peso dos motores de pistão é muito baixa e, se for necessária mais potência, o tamanho do motor deve ser aumentado e isso aumenta o peso total da aeronave, o que não é desejável para aeronaves. O projeto e a produção dos motores de pistão são menos complexos e requerem menor manutenção e o custo dos motores de pistão também é baixo.

Mais sobre o motor de turbina a gás

O motor de turbina a gás ou simplesmente uma turbina a gás é um motor de combustão interna, usando gases como o ar como fluido de trabalho. O aspecto termodinâmico da operação da turbina a gás é idealmente modelado pelo ciclo de Brayton. Os motores de turbina a gás funcionam com base em componentes rotativos e, portanto, têm um fluido de trabalho fluindo continuamente através do motor nas direções radial ou axial. Eles são o principal componente subjacente do motor a jato.

Os principais componentes do motor de turbina a gás são o compressor, a câmara de combustão e a turbina e, às vezes, um bico. Eles operam trazendo o fluido de trabalho para diferentes estados termodinâmicos e extraindo o trabalho ou o impulso do eixo no escapamento. Se o empuxo gerado pelo escapamento for usado, ele será conhecido como um motor turbojato; se a turbina extrai parte do trabalho e aciona um ventilador, é conhecida como motor turbofan. O tipo de motor que extrai quase todo o trabalho como eixo da turbina é conhecido como motor de eixo de turbina; se uma hélice é acionada pelo eixo, é conhecida como motor turbo prop.

Existem muitas variantes das turbinas a gás, projetadas para tarefas específicas. Eles são preferidos a outros motores (principalmente motores alternativos) devido à sua alta relação potência / peso, menos vibração, altas velocidades de operação e confiabilidade.

Qual é a diferença entre turbina a gás e motor alternativo (motor a pistão)?

• Os motores a pistão têm mecanismos alternativos (para e do movimento), enquanto os motores de turbina a gás têm mecanismos rotativos.

• Ambos usam o ar como fluido de trabalho, mas o fluxo nas turbinas a gás é contínuo, enquanto os motores alternativos têm um fluxo intermitente.

• A relação potência / peso dos motores de turbina a gás é muito maior do que a dos motores alternativos.

• As turbinas a gás são sofisticadas em design e fabricação, enquanto os motores alternativos são mais simples em design e mais fáceis de fabricar.

• A manutenção dos motores alternativos é mais simples e deve ser realizada com freqüência, enquanto a manutenção dos motores de turbina a gás é complexa, mas a inspeção e manutenção ocorrem em intervalos mais longos.

• Motores de turbina a gás ou suas variantes são caros, enquanto motores alternativos são relativamente baratos.

• Os motores de turbina a gás alimentam aeronaves grandes e poderosas, como caças a jato militares ou aviões comerciais, mas o motor a pistão está sendo usado em aeronaves menores e de curto alcance.