Wallace
(Wally) McAllister é proprietário da MACS PRODUCTS
- Exhaust Systems for Discharging Modeler considerado como um
dos maiores entendedores de sistema de escapamento para motores
a explosão. Com sede em Sacramento, na California, a MACS
exporta escapamentos para o mundo inteiro, inclusive para o Brasil,
que aliás ele conhece bem.
AERONLINE - Existe alguma vantagem na utilização
de um escapamento pipa?
Wally - Um sistema de escapamento bem
afinado, super alimenta um motor de dois tempos por que provoca
uma onda de choque ressonante que eleva a pressão e a quantidade
de combustível no cilindro, quando o pistão fecha
a porta da exaustão. Nos temos visto um aumento de HP entre
0% (HB . 40 PDP) e 55% (STX .40 R) comparando com o motor sem
escapamento nenhum. Para um motor médio, (ex. OS 46 FX)
o aumento é na faixa entre 25 a 35%. Imagine que esse aumento
é no empuxo (thrust) e não em RPM, e que esse aumento
é comparado com o motor sem escapamento, e que esse seria
o mais caro que um sistema de escapamento pudesse custar. Ainda
assim, um motor que usualmente teria 4 kg de empuxo (thrust) poderia
terminar com 4,5 a 4,75 kg de empuxo (thrust). Eu diria que mesmo
assim a vantagem compensa em muito o investimento.
AERONLINE - As vantagens são idênticas
em motores 2 T ou 4 T?
Wally - Para que a ressonância num
escapamento "dimensionado" funcione, o retorno da onda
de choque precisa entrar no cilindro, no começo da explosão.
Num motor 4 tempos, a válvula de exaustão está
fechada, o que significa que a onda não consegue aumentar
a pressão e o combustível no motor. Quando muito,
um sistema dimensionado pode ajudar o motor a expelir os gazes
da exaustão, quando a válvula de exaustão
abre, ou seja diminui a contrapressão que os gazes encontram
na sua saída do motor. Isso não permite os grandes
ganhos de potência possíveis num motor 2 tempos.
AERONLINE - Nos modelos F3A onde a pipa se
faz necessária para enquadramento do nível de ruído
dos motores dentro dos limites máximos estabelecido para
a categoria, temos vistos alguns pilotos renomados usarem pipas
tão cumpridas em modelos F3A 2x2 que muitas vezes a saída
do escapamento se faz pela parte traseira do aeromodelo. As pipas
muito grandes não podem forçar o motor a trabalhar
num regime de rotação muito baixo, prejudicando
a vida útil do mesmo ? Existe alguma vantagem na utilização
de pipas muito cumpridas?
Wally - Quanto maior a velocidade de rotação
de um determinado motor, menor deve ser o comprimento da pipa,
por que a onda da exaustão que é um componente da
velocidade do som, tem menos tempo para atravessar a distância
da saída do motor até ser rebatido pelo cone divergente
da pipa e retornar para a janela do pistão ainda fechada,
no momento da explosão. Inversamente, quanto menor a rotação
do motor, um maior comprimento de pipa se faz necessário
para obtenção de uma potência máxima.
Outrossim, eu acho que uma pipa que tenha a saída dos gazes
para a atmosfera na cauda de um avião seja muito grande.
AERONLINE - Como é feito um correto
dimensionamento de uma pipa?
Wally - Já que um escapamento "dimensionado"
é coeficiente da quantidade de exaustão, rotação
do motor e pressão atmosférica, existe uma equação
que pode dar o correto tamanho e comprimento de uma pipa ótima
para um dado motor. No entanto, eu entendo que você esteja
me perguntando o procedimento correto para afinar uma pipa num
motor para um determinado avião.
A maioria dos sistemas de pipas tem um coletor (header) que é
muito mais comprido que o necessário. É necessário
se fazer seu encurtamento gradual, testando o RPM a cada corte
até atingir o pico máximo e depois declinar. Para
tamanho de motores de .20 até .60 cada corte de encurtamento
deveria ser cerca de ¼ polegada e para motores de 3 polegadas
cúbicas, o corte deveria ser em etapas de 1 polegada. Veja
bem, se você inicialmente funcionar o motor sem um sistema
de pipa afinada e a rotação do motor ficar abaixo
daquela verificada sem o escapamento, gradue o corte dos pedaços
do coletor (header) quatro vezes maiores, até atingir o
ponto de pelo menos 200 RPM a mais do que sem escapamento (para
um motor .20 a .60, corte incrementos de 1 polegada).
a) Para o piloto esporte ou acrobático,
que queira o máximo de potência na subida vertical,
é melhor afinar o motor para o máximo de potência,
estático. Isso não incrementa muita velocidade nos
vôos horizontais e na verdade diminui a velocidade do motor
quando nas descendentes.
b) Para um "pilon racer" onde a máxima
velocidade na horizontal é necessária, escolhe -
se o melhor hélice para sem considerar a pipa e afina -
se o sistema da mesma forma, porém, depois disso, você
aumenta o passo do hélice até encontrar a maior
velocidade para o aeromodelo, levando - se em conta a perda de
velocidade nas curvas. Note bem que nas decolagens é necessário
que se use menos que a potência máxima para um "pilon
racer" já que o motor está com mistura pobre
para baixas RPMs e somente deve - se acelerar o máximo
quando atingir uma maior altitude e for possível pilotar
o aeromodelo e desfrutar da pipa.
AERONLINE - Qual o resultado no rendimento
de um motor que tenha o diâmetro da saída do escapamento
muito grande e muito pequeno?
Wally - Diâmetro muito pequeno e
a pressão retorna muito forte para o cilindro do motor,
o que causa seu superaquecimento; com o diâmetro muito grande
a pressão de retorno é muito pequena para dar ao
motor um incremento de potência aceitável. Note que
nos temos visto os motores ROSSI e alguns fabricados na China,
precisam de mais pressão. De fato, os motores Chineses
precisam de uma maior pressão na mufla para funcionarem
bem. Precisam até de mais pressão de retorno do
que algumas pipas podem promover.
AERONLINE - Existe alguma diferença
de rendimento entre as pipas de alumínio e as de fibra
carbono?
Wally - Teoricamente não, mas na
prática sim. As pipas de fibra de carbono e resina usualmente
não tem as paredes tão rígidas quanto as
pipas de alumínio, dessa forma, o choque da onda de ressonância
pode ser menor, o que reduz o aumento de potência. Nos temos
visto também que sob alta pressão e temperatura,
a resina tende a se quebrar. Alguns competidores que nos conhecemos,
tem tido que substituir a pipa de US$ 100,00 a cada 20 competições,
por que elas ficam muito macias para funcionar adequadamente.
Eu acho que as pipas de carbono tem o seu lugar. Já que
elas conseguem ser mais silenciosas do que as pipas de metal,
elas exigem menos sofisticação e menos peso para
obter o nível de ruído máximo permitido.
Até o presente momento não conseguimos encontrar
uma pipa de carbono aceitável para o aeromodelista comum.
Também, uma mufla de carbono para motor de 4 tempos tende
a se decompor mais rapidamente, já que a temperatura dos
gazes de exaustão são bem maiores.
AERONLINE - Na sua opinião, é
importante que pilotos comuns participem de campeonatos?
Wally - Eu entendo que você esteja
me perguntando se eu acho que os pilotos menos qualificados deveriam
ser convidados a participar de competições. Primeiramente,
eu não estou certo de que meus conhecimentos sejam relevantes
para responder a esta questão, no entanto, já que
você me perguntou, vou dar minha tosca opinião: depende
da competição. Certamente eu acho que somente deveria
ser permitido aos comprovadamente melhores pilotos participarem
de eventos tipo o TOC. No entanto, nos campeonatos nacionais de
qualquer nação, qualquer um deveria poder provar
seus conhecimentos ou ser eliminado, conforme seja o caso. O que
eu mais detesto de ver num campeonato, é um piloto mais
bem conhecido ser mais bem colocado por causa do seu nome ou habilidades
do passado. Eu tenho visto muitas vezes um competidor novo, voar
melhor que qualquer outro, mas não ganhar por que é
relativamente desconhecido pelos juizes.
Agradeço
ao amigo Wally, que além de um profundo conhecedor de sistemas
de exaustão, é também uma pessoa muito simpática,
sempre pronta a ajudar a quem tenha necessidade de melhores performances
com seus bólidos. Detalhe: ele é um apaixonado por
aviões elétricos indoor!
Ricardo Aurélio Quinhões Pinto
multimar@multimar.com.br
