Em aviões SEP, por que o consumo de combustível diminui com a temperatura, pressão e velocidade iguais?

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Em aviões SEP, por que o consumo de combustível diminui com a temperatura, pressão e velocidade iguais?

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Olhando para as tabelas de desempenho de cruzeiro no POH do C150, C172 ou C182, pode-se ver que para a mesma altitude de pressão, a mesma rotação e a mesma velocidade verdadeira, o consumo de combustível é reduzido em temperaturas mais altas. p>

Por exemplo, um C150 POH 1976 indica, a 2500 RPM, a altitude de pressão de 2000 pés,

a -5 ° C: 97 KTAS, 5,3 GPH
a 15 ° C: 96 KTAS, 4,9 GPH
a 35 ° C: 95 KTAS, 4,6 GPH

(sim, há uma diferença de 1 kt a cada vez, mas a interpolação dos valores dá resultados muito semelhantes)

Mas a termodinâmica nos diz que a eficiência é proporcional à diferença de temperatura entre a expansão isotérmica em Th e a compressão isotérmica em Tc no ciclo de Carnot, portanto eficiência = (Th-Tc) / Th.

Não consigo conciliar os dados de consumo com essa teoria, uma vez que aparentemente a potência de saída é a mesma (velocidade real, com forças de arrasto parasitas e induzidas idênticas) para uma eficiência aparentemente mais alta em temperatura Tc mais alta.

Que outro fator estou faltando?

aircraft-performance piston-engine efficiency fuel-consumption

por RedGlyph 26.11.2017 / 20:08

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À medida que a temperatura aumenta, o ar se expande tornando-se menos denso. Em um motor normalmente aspirado, o ar menos denso significa que menos oxigênio é atraído para os cilindros e menos combustível é necessário para manter a relação ar / combustível adequada. Assim, o consumo de combustível é reduzido.

Isso também resulta em menos energia e menos IAS. Mas a temperatura mais alta ajuda a compensar isso, resultando em apenas uma pequena diminuição no TAS.

26.11.2017 / 21:20

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Nos exemplos citados, há um pequeno aumento na Density Altitude (DENALT), que resulta em um TAS um pouco maior. À medida que o ar se torna mais fino, menos moléculas passam pela aeronave por milha, resultando em uma perda levemente menor devido ao arrasto. O aumento da temperatura não tem a mesma variação que a altitude, no entanto, é um DENALT mais alto, que é o ar mais rarefeito.

Como um aparte, na prática, você notará que o acelerador se torna mais aberto com ar menos denso, até que esteja totalmente aberto. (Observe que a RPM não é a principal medida de energia, e sim a queima de combustível. Os RPMs ficarão mais altos com DENALT mais alto para a mesma potência.) Nesse ponto, não haverá mais energia disponível e nenhum aumento de temperatura ou altitude compensada aumentando o ajuste do acelerador.

Você também notará que menos energia é gasta por milha em DENALTs mais altos, sem levar em conta o custo de uma subida a essa altitude.

Finalmente, um exemplo prático diferente disso: Quando voando em condições de formação de gelo, as condições (e o POH) podem exigir calor contínuo do carburador em altitude. Quando isso for feito, o motor deve ser relançado, pois o DENALT será mais alto e, se não for compensado, resultará em uma mistura rica que pode prejudicar as velas de ignição.