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Aerolito #6 – Desmistificando o efeito torque em monomotores

Em dois vídeos da série Aerolito no canal do Youtube falamos sobre um negócio que todo mundo que lê sobre aviação sabe, mas sabe só meia verdade: a tendência que os aviões monomotores têm de guinar (“derrapar”) para a esquerda nas subidas, quando a potência é alta, ângulo de ataque elevado e velocidade ainda baixa.

Nos vídeos abaixo explico a conjunção de fatores que causa a “guinada”, mas o efeito também ocorre em bimotores, só que em menor escala. Vamos dar uma olhada nisso e na questão do motor crítico, pois tem relação direta com o efeito P-Torque, e de quebra responder à pergunta do leitor João Gabriel, se em aviões bimotores as hélices giram em sentidos opostos em cada motor para anular o “efeito torque”.

Como vimos nos vídeos, a tendência de guinada é uma conjunção de fatores, que também acontecerá individualmente em cada motor de um avião bimotor a hélice. Será que compensaria então fazer os motores girarem ao contrário para que a conjunção de um lado se tronasse oposta ao do outro lado e assim o efeito fosse anulado?

A resposta é sim e não. Sim, o efeito P-torque seria anulado, enquanto os dois motores estivessem funcionando. E não, porque fazer motores girarem ao contrário aumenta muito o custo operacional, já que as peças passarão a ser diferentes, ou no motor ou na caixa de engrenagens. Após análises de vários fatores se chega a uma decisão final de projeto, e a grande maioria dos bimotores NÃO possuem hélices girando ao contrário, mas sim no mesmo sentido.
E não há uma regra geral, cada projeto possui suas características: Por exemplo, o Airbus A400M possui hélices gigantescas (octapás) e o sentido de rotação é oposto em cada asa (1 e 2 giram opostos, assim como 3 e 4). O Lockheed Electra também possuía hélices gigantescas, mas suas quatro hélices giravam para o mesmo sentido, porém seus motores giravam no sentido oposto ao da hélice (a inversão era feita na caixa de engrenagens).

Uma vantagem de se ter hélices girando opostas é a eliminação do que se chama “motor crítico”, que é uma anomalia causada pelo P-Factor que já vimos nos vídeos. O motor crítico é aquele que se falhar durante o voo vai causar os maiores efeitos de guinada, em virtude de sua posição na asa. Essa imagem a entender.

Desenho da Wikipedia editado pelo AeM

Desenho da Wikipedia editado pelo AeM

Para entender é preciso também se lembrar da grandeza vetorial momento de força, ou..RÁ…torque!

_Pô, mas você não estava desmistificando o torque?

Sim, mas em aviões monomotores, porque em bimotores o assunto é um pouco diferente, já que temos uma força agindo beeeeeem fora do centro de aplicação. Vejam a imagem e vamos ao motor crítico.
Percebam que em relação ao que já aprendemos sobre P-Factor e Precessão Giroscópica, a força é maior no lado direito do disco da hélice em motores que giram no sentido horário, logo, se o motor número 2 parar de funcionar, a resultante da força gerada no motor 1 causará uma tendência pequena para direita, já que o momento (braço) é pequeno em relação ao centro da fuselagem. O mesmo não ocorre se o motor 1 tiver uma pane, pois a resultante será muito maior no motor direito, causando uma grande tendência de nariz para a esquerda e uma grande deflexão de leme para a direita para compensar.

Como o leme de direção precisa de determinada velocidade aerodinâmica para ser efetivo, o motor #1 passa a ser o que se chama de “motor crítico”, pois ao se tornar inoperante o piloto deve se atentar muito mais aos parâmetros de operação ditados pelo fabricante. Não seguir à risca a performance e as velocidades mínimas de controle publicadas podem causar acidentes como esse ao se reduzir a potência para o pouso:

Bem, esses foram meus 2 centavos para apenas tocar a superfície de um tema muito, muito complexo e com diferentes literaturas para tratar do mesmo efeito. O conhecimento que cada fabricante tem sobre o movimento de guinada em seus projetos é proprietário, mas fisicamente a conjunção de todos os fatores apresentados afetam a estabilidade da aeronave no eixo vertical e não apenas a reação ao sentido de rotação do motor como muita gente equivocadamente pensa.

Usei como fontes de estudo informações do FAA, o manual de voo da Jeppseen (Aerodynamics of Maneuvering Flight), este compêndio sobre aviação, capítulo 8 e estes cálculos de um engenheiro que gosta de fazer contas. Apesar disto, sempre sigam seus manuais de voo, o fabricante sempre sabe mais =)

E os motores a reação? Também sofrem com essa conjunção de fatores?

Não. Porque a principal diferença entre um motor a reação e um turboélice ou motor convencional é que o FAN não produz tração, ele apenas acelera o ar para trás em grande velocidade. Além disso, para cada estágio de rotação de um motor a jato [que causaria uma reação em sentido oposto], há um estágio de paletas estatoras que invertem a direção do ar, “balanceando” o conjunto. Há outros fatores envolvidos, mas estão muito além do escopo do blog.

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Sobre o Autor

Graduado em Manutenção de Aeronaves, com muito bom senso :) 30 anos de aviação comercial (e contando), de Lockheed Electra à Boeing 787. Tentando simplificar a complexidade da aviação.
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