Nitrometano  X  Potência

Ensaio técnico do desempenho de motor usando diferentes taxas de nitrometano .

Este  relatório técnico se refere ao desempenho dos motores OS 40 LA e OS 46 MAX SF , usando diferentes taxas de nitrometano no combustível . Foi monitorado a rotação e medidas de temperatura no cabeçote e interior da mufla  assim como o empuxo do motor  com o aeromodelo em bancada .

Metodologia

Usamos um contagiro digital marca HOBBICO , modelo DIGITAL MINI-TACH , para monitorar o giro do motor . Um multimetro digital marca  MINIPA  modelo ET-2070  , dois termopares  tipo K , para leituras de temperatura  , um dinamômetro para 10 Kg , com sub divisões de 100 gr . Um higrômetro de fio de cabelos  para medir a umidade relativa do ar . Estamos considerando a altitude acima de 1000 metros  e umidade relativa do ar 44 %  (cidade de Taguatinga – Distrito Federal – julho de 2004 ) .  O  protocolo de testes foi afixar o dinamômetro no trem de pouso da aeronave e afixar na bancada , permitindo assim efetuar leituras de empuxo (Kg/F) , introduzir no escapamento da mufla um termopar e outro nas aletas do cabeçote . As medidas de RPM foram feitas apontando o sensor óptico  do contagiros , para a hélice  . Estas medidas eram realizadas após a partida do motor e regulagem da agulha de alta , para a máxima potência do motor . Após decorrido 1 minuto para cada medida .Estimamos um período de 10 minutos de leitura , ou o fim do combustível . Porem se após 10 minutos , as medidas eram encerradas e só monitorava o tempo de funcionamento do motor , afim de saber o consumo de combustível  . Usamos 150 ml de combustível com as respectivas taxas de nitrometano e óleo , e nas seguintes ordens: 0%  nitro 18% óleo / 5%nitro 18% óleo / 10%nitro 18% óleo / 15%nitro 18% óleo . A cada abastecimento , o tanque foi totalmente  limpo e esvaziado .

O avião usado foi um CESNA CARDINAL, usando uma hélice MasterAirscrew 10x8 , vela OS 8 no motor OS 40 LA, e uma hélice  MasterAirscrew 11x7 , vela OS A3 , no motor OS 46 MAX SF.

Preparando o Combustível

Usamos o combustível  WILDCAT 15%nitro 18% óleo  e separamos 300ml para serem usados 150ml para cada motor testado

Usamos 200ml de WILDCAT 15%nitro 18% óleo e acrescentamos  mais 18ml de óleo CASTROL –KART COMPETIÇÃO  2 T , e 82ml de metanol para analise , totalizando 300ml de combustível a 10% nitro 18% óleo , destes 150ml usado em cada motor .

Usamos 100ml de WILDCAT 15%nitro 18% óleo e acrescentamos 36ml de óleo e 164ml de metanol , totalizando 300ml de combustível a 5%nitro 18% óleo .

Usamos 54ml de óleo e 246ml de metanol , totalizando 300ml de combustível de 0%nitro 18% óleo .

Atente pelo detalhe que a taxa de óleo é sempre 18%  . E que manusear estes produtos , deve-se  tomar as devidas precaução .

Dados Coletados:

A seguir mostramos os gráficos de desempenho do motor OS 40 LA

A linha azul representa 15% nitro –amarela 10% - rosa 5% - preta 0%  nitro . Este primeiro gráfico é da rotação do motor X tempo , que mostra nitidamente que as altas rotações foram conseguidas com elevadas % de nitro . Observe em todos os gráficos que o final da linha representa o fim dos 150ml de combustível no tanque  em seu respectivo tempo . Sendo possível avaliar o consumo de combustível no tempo .

Empuxo

O gráfico traduz todo o desempenho do motor , nestas informações pode-se avaliar  que tanto a rotação como as temperaturas , estão satisfatória para um bom rendimento do motor . Veja nitidamente que bons rendimentos de empuxo , são relacionados com altas % nitro .

Temperatura

As altas temperaturas do cabeçote e da mufla , estão relacionadas a baixa % de nitro e baixo consumo de combustível , alem de que se trata de um motor de bucha  com atrito de mancal , e elevada geração de calor .

Abaixo temos uma tabela de empuxo relacionadas com a % de nitro no 7º minuto e suas respectivas taxas percentuais .

15% nitro = 1,2Kg/f   representa 20%

10% nitro = 1,15Kg/f  representa 15%

5% nitro    = 1.1Kg/f  representa 10%

0% nitro é a referencia

Dados coletados no motor OS 46 MAX SF

Pode se visualizar o desempenho do motor com diferentes % nitro , sendo 15%  linha azul -  10% linha amarela – 5% linha rosa e 0% linha preta .

Empuxo

O gráfico traduz todo o desempenho do motor , e nitidamente pode-se ver que elevadas % de nitro está diretamente relacionadas com os melhores desempenhos do motor , porem por ser uma maquina concebida com mancais de rolamento e baixo teor de atrito em relação a seu irmão 40 LA , pode desempenhar excelentes desempenhos com moderadas taxas de nitrometano , e ate mesmo com 0% . Isto para vôos regulares e não competitivos . Pode-se constatar nos gráficos a  baixo que este motor se comporta excepcionalmente com todos os combustíveis analisados.

H

A tabela abaixo representa uma amostragem do empuxo no 7º minuto  e suas respectivas taxas percentuais .

15% nitro =1,8Kg/f  representa 12,5%

10% nitro = 1,7Kg/f  representa  5,88%

5% nitro = 1,65Kg/f  representa  3,12%

0% nitro = 1,6Kg/f  é o referencial

Conclusão

Estes testes demonstram numericamente que adição de nitrometano no combustível melhora a potência do motor e consequentemente  eleva o consumo de combustível , que aumenta a lubrificação e abaixa a temperatura . Porem mostra que taxas intermediarias ou taxas com 0% podem desenvolver bom desempenho . Alem de mostrar para a grande família dos aeromodelistas , que usando um simples e barato dinamômetro , pode se ajustar em solo suas aeronaves . A imaginação é o limite . Você pode testar velas , hélices , diferentes % de nitro , óleo , metanol  e constatar cientificamente pelo dinamômetro que suas modificações podem ser mensuradas . Espero ter sido objetivo e claro , e ter alcançado nosso propósito . Em anexo segue fotos dos instrumentos e nossa aeronave

OBS – Pode se  usar uma balança de mola , usada no comercio para medir empuxo .

Este artigo foi escrito por

Inésio Marinho  &  Marcelo de Brito Marinho Correa

Agradecimentos à:

Taiguara Lobo ( pelo empréstimo do motor OS 46 MAX SF ).

Alvan Carneiro ( pelas fotos )

Contatos para

Marinho@unb.br

Fotos do Experimento:

Vista lateral do aeromodelo , da direita para a esquerda

Multimetro , higrômetro , contagiros  . O fio azul é o ter

mopar do cabeçote , fio amarelo é o termopar da mufla .

Detalhe da fixação do dinamômetro , preso ao trem de

Pouso , formando uma normal no sentido da bequilha .

Detalhe do dinamômetro sendo atuado.

Detalhe de medição de temperatura, fio azul: cabeçote; fio

Amarelo mufla.