livroaeromodelismo - (05) capitulo V (o motor)

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CAPÍTULO VCAPÍTULO VCAPÍTULO VCAPÍTULO V

O motor é o órgão que fornece energia capaz de assegurar a tracção necessária à deslocação do modelo.

O motor é, fundamentalmente, um transformador de energia. Consoante a sua natureza, ele transforma a energia térmica ou elástica em energia mecânica, a qual, imprimindo rotação ao hélice ou criando forças de reacção, assegura a velocidade de translação do modelo.

Em Aeromodelismo, empregam-se três tipos distintos de motores: de borracha, de pistão e de reacção.

Existem, todavia, outros tipos que não interessa considerar aqui, uns porque deixassem de ter sido utilizados, como os motores de ar comprimido, outros porque o seu uso se tem circunscrito quase exclusivamente a modelos considerados brinquedos – caso dos motores eléctricos ( * ) .

Vejamos, em pormenor, cada um daqueles três tipos.

O motor de borracha é constituído por diversos fios de elástico apropriado, que, uma vez torcidos, tendem a libertar a energia assim armazenada. Estes motores transformam, pois, a energia elástica em energia mecânica.

O motor de borracha foi a primeira fonte de energia usada em Aeromodelismo. A simplicidade de preparação e manuseamento e o seu baixo custo relativo contribuíram para que fosse usado em larga escala.

A meada é normalmente constituída por fios de elástico de secção rectangular de 1 × 6 ou 1 × 3 milímetros, cuja quantidade (número de fios e comprimento) depende das características do modelo a que o motor se destina.

A potência de um motor de borracha varia, inversamente, com a sua elasticidade, isto é, uma meada muito elástica pode ser torcida a um elevado número de voltas, mas a sua potência é baixa, enquanto uma meada menos elástica suporta um número inferior de voltas, mas fornece uma potência maior.

A borracha que existe no mercado, para este fim, situa-se no meio termo: não é demasiado elástica e fornece potências aceitáveis.

O elástico preferido pelos aeromodelistas portugueses é o «Pirelli» 6 × 1. Todavia, a «Dunlop» e a «Ceton», inglesas, e a «Prown» e a «T-56», americanas, são também marcas conceituadas, utilizadas por bons especialistas mundiais.

( * ) Nota da Edição Digital: Esta afirmação era correcta há 40 anos atrás. Hoje, em resultado da evolução tecnológica dos motores eléctricos, que permitiu melhorar muito a relação “potência/peso” e, sobretudo, da evolução das baterias, o voo eléctrico é uma realidade já bem firmada, principalmente em Rádio Controlo (acrobacia e motoplanadores), mas também com algumas aplicações em Voo Circular.

A borracha a empregar nestes motores, em virtude do elevado esforço a que é submetida, necessita de cuidados especiais de escolha e manuseamento. Assim, deve usar-se sempre elástico de boa qualidade, sem defeitos e de recente fabricação.

Antes da confecção do motor, e sempre que este não esteja em utilização, o elástico deve guardar-se, polvilhado de talco, ao abrigo do calor e da luz solar. Os raios ultravioletas e a elevada temperatura, em especial, destroem as propriedades da borracha e provocam um endurecimento geral que a tornam facilmente quebradiça.

A primeira pergunta que normalmente se põe, antes de se iniciar a construção de um motor de borracha, refere-se ao comprimento e número de fios a adoptar. Na verdade, não existem fórmulas rígidas que sirvam para determinar estas características. Sabe-se, contudo, que uma meada de grande comprimento e poucos fios dá uma descarga de grande duração e reduzida potência. Estes motores usar-se-ão, portanto, em modelos pouco rápidos e de subida lenta.

Por outro lado, uma meada curta, com muitos fios, fornece uma descarga rápida e de elevada potência. Um motor com estas características receberá menos voltas e desenrolará mais rapidamente. Usar-se-á, portanto, em modelos de subidas rápidas.

Conclui-se, então, que a potência do motor é directamente proporcional à sua secção transversal e que o tempo de descarga varia, inversamente, com aquela secção.

Posto isto, e depois de determinadas aquelas características, vejamos como se procede para preparar a meada elástica.

Depois de adquirida a quantidade necessária de borracha e antes de iniciar a confecção do motor, deve mergulhar-se o elástico em água limpa e tépida e lavá-lo o melhor possível para libertar todas as partículas de poeira que, porventura, lhe estejam agregadas. Em seguida enxuga-se num pano limpo, que não deixe pêlo, e seca-se à sombra. Depois de convenientemente seco, polvilha-se com pó de talco.

Numa tábua-estaleiro, isenta de poeiras e asperezas, fixam-se dois pregos a distância igual ao comprimento do motor que se pretende. Esta distância é normalmente inferior em 10 % à compreendida entre os dois ganchos da fuselagem, para compensar o alongamento que a meada sofre depois de rodada diversas vezes.

O elástico distribui-se depois entre os dois pregos, de modo que nenhum dos fios fique torcido ou esticado. As duas pontas atam-se com um nó direito e, para que este se não desmanche, prendem-se as pontas com um pequeno elástico circular (fig. 165).

No entanto, para obter uma maior igualdade no comprimento dos fios, costuma construir-se a meada na posição vertical (fig. 166), pois o próprio peso do elástico permite obter facilmente aquela igualdade. Fig. 165 Fig. 166

Esta operação de dar às diversas argolas o mesmo comprimento é de grande importância. Na realidade, se um dos fios ficar mais curto, ele pode romper-se prematuramente, durante o enrolar da meada, em virtude do maior esforço a que está sujeito.

Por vezes sucede que o comprimento do motor que se pretende excede a distância entre os ganchos da fuselagem.

Nestas circunstâncias, e dado que um motor frouxo tem o inconveniente de modificar o equilíbrio do modelo depois da descarga, opta-se por um motor mais curto, ou, não sendo adequado alterar o comprimento, constrói-se um motor entrançado, que tem por função encurtar os fios, não lhe tirando as características de motor lento.

Para a preparação de um motor entrançado, começa-se por se proceder da mesma forma que para um motor vulgar.

Constrói-se uma meada simples com o dobro do comprimento que se pretende, e com metade da secção.

Obtida esta meada (fig. 167), prende-se uma extremidade a um gancho, A, e introduz-se na outra um berbequim, C, o qual se dotou, previamente, com um gancho apropriado.

Com a meada ligeiramente esticada, dão-se algumas voltas de berbequim. Mantendo a meada sempre em tensão, unem-se as pontas A e C, depois de se ter colocado o gancho do hélice a meio da meada (ponto B).

Finalmente, pegando no nariz e deixando rodar o hélice, permite-se que a meada se encurte, gradualmente. Ela enrolar-se-á por si, formando uma trança.

As voltas de berbequim podem ser dadas, indiferentemente, num ou noutro sentido. No entanto, quando se pretende que a trança fique mais curta, a torção inicial deve fazer-se no sentido da carga do motor, pois deste modo, depois de esgotada a carga, a meada estará ainda entrançada.

Este sistema, em virtude de não proporcionar motores de grande potência, foi posto de parte em competições de Wakefidd, depois de o peso máximo da borracha ter sido limitado a 50 gramas.

Como qualquer outro motor, a meada elástica necessita também de ser lubrificada. Isso contribuirá para diminuir o atrito, provocado pelo escorregamento dos fios, durante a carga e descarga, permitindo obter maiores potências e aumentar a duração do próprio elástico.

No mercado existem diversas marcas de lubrificantes para motores de borracha, preparados à base de glicerina, sabão ou óleo de rícino.

Contudo, o aeromodelista pode preparar o seu próprio lubrificante, dada a simplicidade da sua composição e a facilidade na obtenção dos ingredientes.

Obtém-se um bom lubrificante juntando os seguintes elementos, nas percentagens indicadas, referidas ao peso:

Glicerina :25 %
Sabão neutro :65 %
Água destilada :10 %
Ácido salicílico :0,5 % do total dos três primeiros componentes.

Pode empregar-se, como sabão neutro, o creme de barbear.

Um dos lubrificantes, muito usado também, é o óleo de rícino, que tem, no entanto, o inconveniente de não poder ser removido com facilidade, quando é necessário lavar o motor.

O lubrificante aplica-se depois de se ter lavado e enxugado convenientemente a meada. Todos os fios devem ser rigorosamente besuntados, incluindo os nós. Durante esta operação, deve ter-se presente que um fio mal lubrificado pode partir-se com facilidade.

Depois de utilizado, o motor deve lavar-se outra vez, para retirar todo o lubrificante. Depois de devidamente seco, polvilha-se com pó de talco e guarda-se ao abrigo da luz e do calor, de preferência numa caixa de cartão.

RODAGEM Todos os motores de borracha devem ser rodados, para poderem receber a carga máxima.

A rodagem destes motores consiste, simplesmente, em fazer enrolar a meada diversas vezes, aumentando progressivamente o número de voltas.

Inicialmente, começa-se por carregar o motor a cerca de 50 voltas, deixando-o descarregar ligado ao hélice. Em seguida, carrega-se de novo a umas 100 voltas, depois a 200, a 300, etc., até atingir as proximidades da carga máxima recomendada.

Antes de se proceder ao enrolamento da meada, esta deve ser esticada uma, duas ou três vezes, consoante o número de voltas, para que os nós, que se vão formando, se distribuam de uma forma regular, em camadas sucessivas.

Usa-se dar metade das voltas com o motor esticado e, depois, sempre enrolando, ir diminuindo a tensão de modo que o nariz esteja junto à fuselagem, no fim da carga.

Terminada a rodagem e continuando a utilizar o motor, carregando-o ao número de voltas recomendado, verifica-se que ele, nos dois ou três ensaios seguintes, dá a potência máxima. Daí por diante a borracha começa a perder a elasticidade, fornecendo potências cada vez mais baixas. É por isso que os bons especialistas usam, em provas de responsabilidade, um motor para cada voo, que esticam a mais de quatro vezes o seu comprimento e enrolam para além dos limites recomendados. Esses motores foram cuidadosamente rodados até um número de voltas muito próximo daquele que fornecerá a máxima potência.

A potência de um motor de borracha, em função do tempo de descarga, atinge o máximo logo que a meada começa a destorcer, decrescendo aos poucos, com regularidade, até quase às últimas voltas, durante as quais a potência cai bruscamente. Assim, é frequente verem-se os «borrachas» subirem inicialmente a grande velocidade, tomarem-se cada vez menos velozes e, ainda com o hélice a rodar, entrarem na linha de voo normal. No fim da descarga a potência é já tão reduzida que a acção do hélice quase se limita a compensar a resistência que as próprias pás opõem ao avanço.

Resta ainda observar que um motor de borracha perde a potência se foi levado a dar prematuramente um elevado número de voltas, ou se foi carregado a fundo com tempo muito quente. Assim, não serão nunca em demasia todos os cuidados que possam dispensar-se a estes motores. Se eles são, sem dúvida, os mais simples, são também os mais delicados.

Para calcular o número máximo de voltas que um motor pode suportar existem fórmulas e tabelas que nos fornecem valores ligeiramente inferiores àqueles que representam o limite de rotura da meada.

Esta a razão por que não convém, por prudência, ultrapassar aqueles valores.

Uma das fórmulas mais conhecidas para a determinação da carga máxima é dada pela expressão:

s CKN = em que N representa o número de voltas máximo, K o coeficiente de elasticidade (número de vezes que o elástico estica), C o comprimento do motor e s a secção da meada.

Vê-se, pois, que a carga máxima de um motor de borracha é directamente proporcional ao seu comprimento e varia, inversamente, com a raiz quadrada da sua secção.

Uma outra forma, mais exacta do que a anterior, exprime-se pela seguinte equação:

em que R representa o número de voltas que cada centímetro de uma meada de dois fios suporta, C o comprimento do motor e K o coeficiente que depende do número de fios.

Para se obter praticamente o valor de R prepara-se uma argola de elástico, do mesmo tipo do do motor, cuja carga máxima se pretende calcular, e enrola-se até partir.

Repete-se a operação com argolas idênticas para se obter o número médio de voltas a que se verifica a rotura. Este número, dividido pelo comprimento, em centímetros, da argola, dá o valor de R. O coeficiente K é-nos dado pela tabela seguinte:

Existem, contudo, tabelas que fornecem também com um certo rigor o número máximo de voltas a que determinado elástico, desta ou daquela secção, deste ou daquele fabricante, pode ser enrolado.

A tabela que a seguir se transcreve foi elaborada mediante ensaios com borracha de 6 × 1 das marcas mais usadas entre nós (Dunlop, Pirelli, etc.).

Os valores indicados têm uma margem de cerca de 5 %, em relação ao limite de rotura.

O motor de pistão, também designado por motor de explosão, baseia-se no princípio da expansibilidade dos gases, obtidos por combustão dum fluído.

A mistura – combustível e ar –, ao explodir no interior do cilindro, gera grande quantidade de gases, que tendem a expandir-se.

A elevada pressão assim originada actua sobre o êmbolo ou pistão, conferindo-lhe um movimento alternativo, que é transformado, depois, por processos mecânicos, no movimento de rotação que o hélice aproveita.

O motor de pistão transforma, pois, a energia térmica ou calorífica, resultante da combustão, em energia mecânica.

Em Aeromodelismo, usam-se apenas motores a dois tempos ( * ) . De uma maior simplicidade mecânica que os motores a quatro tempos, realizam todo o trabalho, como se verá mais adiante, em apenas dois passeios do êmbolo.

Os primeiros motores de pistão que se utilizaram em aeromodelos foram os de inflamação por faísca.

A explosão da mistura era provocada por uma faísca proveniente de um sistema eléctrico, que compreendia uma fonte de alimentação (pilha seca ou acumulador), uma bobina para transformar a corrente de baixa em alta tensão, um condensador para absorver as faíscas parasitárias e ajudar o aumento de tensão, platinados para interromper a corrente na altura própria, um comando da ignição e uma vela para fornecer a faísca que iria inflamar a mistura.

Estes motores, chamados também motores a gasolina, por consumirem esta espécie de combustível, forneciam regimes elevados de rotação e eram de uma grande regularidade de funcionamento, transmitindo ao modelo pouca vibração. Todavia, o peso exagerado de todo aquele equipamento eléctrico, bem como os frequentes fracassos, resultantes de um tão complicado sistema de inflamação, muito contribuíram para que viessem a ser totalmente postos de parte.

Apareceram depois os motores Diesel e semi-Diesel, hoje largamente utilizados, que dispensavam aquele complexo conjunto eléctrico. Muito mais leves e de uma maior simplicidade de manuseamento, forneciam também potências mais altas.

Nestes motores, denominados de auto-ignição, a explosão dá-se em virtude da elevada compressão a que a mistura é submetida.

Sabe-se que uma mistura de ar e combustível, ao ser comprimida, vai aumentado a sua temperatura ao mesmo tempo que diminui o seu ponto de ignição ( 8 ) .

Ao ser comprimida, a mistura vai, portanto, diminuindo gradualmente o seu ponto de ignição. Nos motores Diesel, dá-se a explosão quando o ponto de ignição for idêntico à temperatura das paredes da câmara. Quer dizer, a mistura explode espontaneamente em virtude da alta compressão a que foi submetida, não necessitando de qualquer sistema de inflamação.

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