Por que o motor Piper Cherokee (PA-28-140) tem uma potência tão baixa, apesar do grande deslocamento?

Os motores de aviação operam a uma velocidade próxima de max RPM ao longo do voo. Um carro, por outro lado, não usa o espectro completo de RPM, exceto em bursts. ¹

Se um motor de carro fosse utilizado da mesma forma que um motor de aviação, ele não duraria muito.

Assim, um motor de aviação é sturdier , mais pesado e mais fraco (hp) para o mesmo deslocamento, mas também fornece maior torque (cilindros grandes). ²

Os motores de Fórmula 1 têm pequeno deslocamento, peso muito leve, mas chegam perto de 1.000 hp. Mas eles não duram muito tempo também. Algo como 15 horas de corridas e treinos.

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¹ _{Os pistão são executados próximo ao máximo de RPM, porque eles não têm e não precisam de caixas de velocidades .}

² _{A mesma época de ligas e tecnologia.}

Uma razão não é tanto você pode construir um motor alternativo com maior potência ou maior eficiência , mas pode fazê-lo com uma confiabilidade muito alta por longos períodos . A maioria dos motores de automóveis é operada em média com 20% de potência com breves potências mais altas, enquanto os motores de aeronaves são rotineiramente operados com 65-85% de energia e espera-se que tenham um tempo médio entre as revisões de 2000 horas nessas configurações de potência. Para conseguir isso, a maioria dos motores de aviação opera em velocidades mais lentas e com deslocamentos muito maiores do que os motores tradicionais de automóveis.

Uma hélice de avião moderna deve ser projetada de modo que a velocidade da ponta seja menos que supersônica, para evitar problemas com ruído e desempenho. A maioria das hélices de avião pequeno tem cerca de 1,8 m de diâmetro e, portanto, é limitada a cerca de 2700 RPM. O projetista do motor pode, assim, conectar o virabrequim diretamente à hélice e limitar a velocidade do motor a cerca de 2700 rpm, ou usar uma caixa de engrenagens intermediária para permitir velocidades mais altas do virabrequim.

Como a hélice tem uma inércia rotacional muito alta e quer girar a uma velocidade constante, enquanto o motor fornece energia em alguns pulsos durante cada revolução, o desgaste em uma caixa de câmbio pode ser bastante extremo. Como resultado, um mecanismo de alta velocidade e uma caixa de câmbio robusta geralmente não valem a complexidade extra em comparação a uma solução de acionamento direto mais simples. (veja "Continental Tiara" e "Porsche PFM 3200")

Naturalmente, como a potência do motor é proporcional ao produto do torque e velocidade de rotação, o motor de giro mais lento produz menos potência para um determinado deslocamento. Mas a experiência tem mostrado que as unidades de acionamento direto de torneamento mais lento são geralmente mais leves e mais duráveis para uma determinada potência quando comparadas às unidades de engrenagens.

RPM, RPM, RPM. Se você quiser 1.000 HP de 1.5L, execute-o como 10.000 rpm. Um poster anterior, com referência às velocidades de ponta de propulsão, é um fator limitante - verdadeiro. No entanto, existem motores de aeronaves com engrenagens que permitem que o motor funcione a uma rotação mais alta, sem excesso de velocidade do propulsor. Estes são o mesmo deslocamento de seus irmãos não-engrenados, mas produzem mais potência pela simples razão de estarem queimando mais combustível / ar e produzindo mais calor. Eles também são mais caros para manter e são vistos em gêmeos maiores, onde eles permanecem mais baratos do que adicionar outro motor.