Siemens - Motor elétrico para aviões

Siemens: Relação recorde entre Potência x Peso

World-record electric motor for aircraft

Parece que chegamos em um divisor de águas. Mecânicos e pilotos sempre discutiram a implantação em série de um motor elétrico para a aviação. Parece que essa hora chegou. A Siemens bate o recorde da relação potência x peso. De uma coisa eu tenho certeza: O monopólio perolífero terá uma pedra em seu sapato...Veja a reportagem:

Os pesquisadores da Siemens desenvolveram um novo tipo de motor elétrico que, com um peso de apenas 50 kg, fornece uma saída contínua de cerca de 260 kilowatts - cinco vezes mais do que os sistemas de acionamento comparáveis. O motor foi projetado especialmente para uso em aeronaves. Graças à sua relação recorde de potência-peso, maior aeronave com pesos de decolagem de até duas toneladas agora vai ser capaz de usar motores elétricos pela primeira vez.

Para bater o recorde mundial, os especialistas da Siemens examinaram todos os componentes de motores anteriores utilizados e o otimizaram levando os limites técnicos ao extremo. Novas técnicas de simulação e construção leve sofisticado ativado o sistema de acionamento para alcançar um razão melhor entre peso x desempenho de cinco quilowatts (kW) por quilograma (kg). Os motores eléctricos de resistência comparáveis ​​que são usados ​​em aplicações industriais fornecer menos do que um kW por kg. O desempenho dos sistemas de 

acionamento utilizados em veículos eléctricos é cerca de 2x kW por kg. Desde que o novo motor foi feito seu desempenho recorde em velocidades de rotação de apenas 2.500 rotações por minuto, e assim poderá conduzir as hélices diretamente, sem o uso de uma transmissão. "Esta inovação permitirá construir um avião híbrido-elétrico em série (aeronave com quatro ou mais lugares) ", disse Frank Anton, Chefe de eAircraft na Siemens Corporate Technology, unidade central de pesquisa da empresa. O motor está programado para começar voo-teste antes do final de 2015. Na próxima etapa, os pesquisadores da Siemens vai aumentar a produção ainda mais. "Estamos convencidos de que o uso de drives híbrido-elétricos em aviões regionais com 50 a 100 passageiros é uma possibilidade real a médio prazo", disse Anton.

O desenvolvimento deste motor foi apoiado pelo alemão Aviation Research Programa LuFo em um projeto de Grob Aircraft e Siemens.

Em 2013, a Siemens, a Airbus e Diamond Aircraft com sucesso vôo testado um carro híbrido-elétrico série em um DA36 E-Star 2 do motor planador pela primeira vez. A aeronave de teste tinha uma potência de 60 kW.

English Version:

Siemens researchers have developed a new type of electric motor that, with a weight of just 50 kilograms, delivers a continuous output of about 260 kilowatts – five times more than comparable drive systems. The motor has been specially designed for use in aircraft. Thanks to its record-setting power-to-weight ratio, larger aircraft with takeoff weights of up to two tons will now be able to use electric drives for the first time.

To implement the world-record motor, Siemens' experts scrutinized all the components of previous motors and optimized them up to their technical limits. New simulation techniques and sophisticated lightweight construction enabled the drive system to achieve a unique weight-to-performance ratio of five kilowatts (kW) per kilogram (kg). The electric motors of comparable strength that are used in industrial applications deliver less than one kW per kg. The performance of the drive systems used in electric vehicles is about two kW per kg. Since the new motor delivers its record-setting performance at rotational speeds of just 2,500 revolutions per minute, it can drive propellers directly, without the use of a transmission. "This innovation will make it possible to build series hybrid-electric aircraft with four or more seats," said Frank Anton, Head of eAircraft at Siemens Corporate Technology, the company's central research unit. The motor is scheduled to begin flight-testing before the end of 2015. In the next step, the Siemens researchers will boost output further. "We're convinced that the use of hybrid-electric drives in regional airliners with 50 to 100 passengers is a real medium-term possibility," said Anton.

The development of this motor was supported by the German Aviation Research Program LuFo in a project of Grob Aircraft and Siemens.

In 2013, Siemens, Airbus and Diamond Aircraft successfully flight-tested a series hybrid-electric drive in a DA36 E-Star 2 motor glider for the first time. The test aircraft had a power output of 60 kW.

Veja mais:
http://phys.org/news/2011-06-world-aircraft-serial-hybrid-electric.html#nRlv

Fonte: Phys.org

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www.aeronaves.vai.la

RAT - Ram Air Turbine

RAT (RAM AIR TURBINE )

Saiba mais e veja como funciona:

“RAT” é sigla para “Ram Air Turbine” – algo como “turbina movida à força do ar” em inglês. O equipamento é obrigatório em todas as aeronaves de grande porte e funciona como um sistema terciário de geração de energia. “Quando ocorre uma pane do sistema elétrico principal, a aeronave passa a tirar energia de baterias auxiliares, que duram cerca de meia hora. Quando esse tempo acaba, entra em ação o RAT

A RAT (Ram Air Turbine) é uma pequena turbina que está ligado a uma bomba hidráulica, ou gerador eléctrico , instalado numa aeronave e utilizado como uma fonte de energia. O RAT gera energia a partir da corrente de ar por pressão dinâmica , devido à velocidade da aeronave.

"Com o RAT em ação, o piloto precisa diminuir a velocidade da aeronave, por dois motivos. O primeiro é para não quebrar o dispositivo. “É uma peça pequena. Se o avião estiver em uma velocidade muito alta, vai gerar muito arrasto”, diz Catalano. O segundo é por que o avião precisa planar. Para isso, o piloto vai desacelerar até chegar a uma velocidade ideal que o permita voar até um ponto em que possa pousar."

Utilizada em um caso de emergência na perda de ambas as fontes de energia primárias e auxiliares, essa turbina irá alimentar sistemas vitais (controles de voo, hidráulica e também instrumentação de voo). Alguns RAT´s podem produzir apenas energia hidráulica, que por sua vez é usado para alimentar geradores elétricos. Em algumas aeronaves, pequenos RAT´s foram permanentemente montados e utilizam um pequeno gerador elétrico ou bomba de combustível .

A maioria dos aviões comerciais tem mais de um motor, sendo que alguns possuem 3 ou 4 motores. Ainda que um dos motores venha a parar, por exemplo, durante a corrida de decolagem, o avião consegue alçar voo com o motor ou os motores restantes, desde que já tenha uma certa velocidade. Se essa velocidade ainda não tiver sido alcançada, a decolagem geralmente pode ser abortada com segurança.

Durante o voo de cruzeiro, o risco é ainda menor, e o avião pode manter um voo sem um dos motores sem maiores problemas até poder pousar em um aeródromo.

Perder todos os motores é uma ocorrência raríssima, mas, caso ocorra, o controle do avião será seriamente afetado, pois os motores, além de fornecerem a propulsão da aeronave, também fazem funcionar os geradores elétricos, as bombas hidráulicas e os sistemas pneumáticos. Muitos dos controles e instrumentos de um jato comercial dependem desses sistemas para funcionar corretamente.

Se todos os motores de um avião param, o mesmo continua em voo, pois a força de tração passa a ser fornecida pela força da gravidade. A aeronave torna-se então um legítimo planador, e pode alcançar uma certa distância, que depende principalmente da altura em que se encontra. Um jato comercial tem um desempenho de planeio muito bom, graças à sua "limpeza" aerodinâmica", e pode alcançar grandes distâncias, desde que esteja bem alto quando os motores pararem.

A maior dificuldade para a tripulação manter o avião em voo é a perda dos diversos sistemas que dependem dos motores para funcionar. Todos os grandes aviões a jato possuem um motor auxiliar, a APU - Auxiliary Power Unit, que conseguem fazer funcionar, ainda que precariamente, esses sistemas, mas em muitos casos a parada dos motores deve-se à falta de combustível, e aí até mesmo a APU deixa de funcionar. Os projetistas aeronáuticos, então, conceberam um último recurso de salvação nesses casos extremos: a RAT - Ram Air Turbine.

A RAT é uma pequena turbina, geralmente instalada na barriga do avião, que fornece energia suficiente para permitir o funcionamento dos sistemas essenciais ao controle da aeronave, no caso de perda total de potência. Essa turbina é acionada pelo vento relativo, que resulta da velocidade aerodinâmica da aeronave. Na foto abaixo, um Airbus A330 mostra a RAT estendida, sob a asa direita.

Embora não gere tanta energia quanto os motores ou as APU, a RAT permite o funcionamento de controles hidráulicos ou elétricos de voo e o funcionamento da instrumentação essencial ao voo. Alguns modelos acionam um gerador elétrico, e outros uma bomba hidráulica. No caso dos aviões cujas RAT girem apenas bombas hidráulicas, eles são equipados com motores hidráulicos que, por sua vez, acionam os geradores elétricos.

Em muitos casos, a RAT é acionada automaticamente, em caso de perda total de potência. Entre a perda dos motores e o estendimento da RAT, as únicas fontes de energia do avião são as baterias.

Uma RAT típica possui duas ou quatro pás de hélice, de aproximadamente 80 cm de diâmetro. A maior existente é a do Airbus A380, que tem 1,63 metros de diãmetro e consegue gerar 70 kW de energia elétrica. Alguns modelos de uso militar possuem múltiplas pás dentro de uma carenagem que serve de duto (foto abaixo), e esses modelos também estão chegando ao mercado de aviões civis. A potência gerada por uma RAT de avião comercial varia de 5 a 70 kW, embora alguns modelos pequenos de baixa velocidade gerem apenas cerca de 400 W.

Em fins não militares, os ratos foram usados ​​para alimentar bombas centrífugas para pressurizar os sistemas de pulverização em aeronaves que são usados ​​como aviões agrícolas para entregar agentes líquidos em lavouras. A principal razão para a escolha de um RAT é a segurança; usando um RAT permite que, no caso de os EUA, os sistemas de motor e de alimentação certificados pela FAA em que a aeronave não haverá alterações. Não há nenhuma necessidade de usar um motor de tomada de força para accionar a bomba, como a bomba pode ser colocado de baixo ou abaixo do exterior da célula simplificando enormemente canalização. Sendo o ponto mais baixo do encanamento, ele terá de alimentação por gravidade dos tanques de pulverização e nunca precisam ser preparadas. Em caso de falha de uma bomba que pode resultar na apreensão, não há nenhum efeito sobre a capacidade de voar a aeronave ou os seus sistemas para além do fato de que os sistemas de pulverização não são funcionais.

Fonte: Wiki - Cultura Aeronáutica - Globo.com
(English Version) http://en.wikipedia.org/wiki/Ram_air_turbine

Aircraft Maintenance Technicians Brazil

Manutenção Aeronáutica

www.fb.com/aeronavesemanutencao

www.aeronaves.vai.la