¿Por qué no podemos usar el acelerador a fondo en un C172 cuando navegamos a altitudes más bajas?

Mi manual de entrenamiento de vuelo (FTM) dice que a bajas altitudes aceleramos nuestros entrenadores para no exceder la configuración de potencia recomendada.

Pero ¿por qué es eso? ¿Es el aire cercano al nivel del mar demasiado denso para el motor Cessna 172 estándar? ¿Y a 8000 pies es lo suficientemente delgado para que naveguemos a toda velocidad?

¿Qué es FTM? La pregunta podría mejorarse explicando. ¿Manual de entrenamiento de vuelo? ¿Si es así, Cuál? Algunos son mejores que otros. También hubo al menos un par de errores gramaticales en esta pregunta, algunos de los cuales ahora se han corregido. También explique con más detalle qué quiere decir con "el motor Cessna normal". También considere modificar su título para que realmente haga una pregunta, la misma pregunta que se completa con más detalle en el cuerpo de la pregunta.
Sería útil saber de qué motor estamos hablando. Una vez volé un C172 que tenía un motor Porsche.
Aaron, el motor es Lycoming O-320.
@ leha007 debe incluir cualquier información relevante en la pregunta, no en el comentario.

Respuestas (3)

Estos motores no están diseñados para funcionar a la potencia máxima todo el tiempo con una mezcla pobre. Están diseñados para navegar al 50-75 % de su potencia máxima nominal y lidiar con ese nivel de calor interno y fricción a largo plazo. Incluso esto es bastante difícil en comparación con un automóvil que funciona a quizás el 20% de la potencia nominal cuando viaja a 60 mph.

Hacerlos funcionar completamente abiertos significa calor máximo, desgaste máximo, sin mucho beneficio considerando que la potencia requerida para ir más rápido es casi el cubo del aumento de velocidad. Debe funcionar con la mezcla completamente rica para mantener el motor frío, y el consumo de combustible es mucho mayor porque está descargando combustible no quemado utilizado para enfriar a máxima potencia por el escape. En otras palabras, no vale la pena, a menos que esté compitiendo, por lo que el concepto de crucero a no más de 3/4 de la potencia máxima nominal es una convención muy antigua en los motores de pistón, y la inclinación de la mezcla no debería hacerse por encima de eso.

Puede hacer funcionar uno de estos motores a toda velocidad con una mezcla rica con las RPM cerca de la línea roja todo el tiempo si lo desea, pero solo si no le importa pagar la revisión prematura de 20 mil dólares por azotar el motor pobre como un mula (las válvulas de escape te odiarán por toda la eternidad).

Es más o menos lo mismo que conectar un remolque grande y pesado a su automóvil, lo que requiere un pie en el piso todo el tiempo solo para mantenerse a la velocidad de la autopista. ¿Cuántas millas crees que duraría el motor de ese auto? (Aunque el Lycoming funcionando tan duro probablemente aún durará más que el motor del auto en los mismos zapatos).

Sin embargo, cuando sube, cuando llega a los 8000 pies, el 75 % de la salida máxima es todo lo que está disponible con el acelerador completamente abierto (WOT) en el aire enrarecido, por lo que el 75 % de crucero, operación normal, requiere WOT y no daña está hecho. Y a medida que avanza, descubre que ni siquiera puede obtener el 50% con WOT y muy pronto está en su techo de servicio.

John, ¿te refieres a altitudes bajas, nuestro motor es capaz de producir cerca (si ignoramos la fricción interna) 100% BHP debido al aire denso, pero está diseñado para funcionar a 55-75 para una mejor refrigeración/menos desgaste etc`? Y a medida que subimos, digamos 8000 pies, debido al aire enrarecido, nuestro motor solo puede producir el 75% en comparación con lo que puede al nivel del mar, ¿y por esa razón usamos el acelerador a fondo?
Sí. El 75 % requiere, dependiendo de las RPM, alrededor de 22-23" de presión del colector (normalmente no se obtiene un manómetro MP con accesorios de paso fijo). WOT le da justo por debajo de la presión atmosférica ambiental en el colector de admisión debido a la presión residual restricción del venturi del carburador y la placa del acelerador, etc. Si el barómetro dice 30" de mercurio al nivel del mar, WOT dará alrededor de 28-29" en el conducto de admisión. A 8000 pies, la temperatura ambiente baja a alrededor de 22-23" lo mejor que puede obtener es tal vez 21 "en WOT, lo suficiente como para lograr un 75% en las RPM que verá a esa altitud en WOT (justo debajo de la línea roja).
Gracias John.
el Lycoming funcionando tan duro probablemente aún durará más que el motor del automóvil en los mismos zapatos, ¿ en serio? Considero que el motor del automóvil es una maravilla absoluta de confiabilidad considerando el abuso que reciben: los propietarios se olvidan de reparar los automóviles durante decenas de miles de millas más allá de sus fechas, los azotan a través de atmósferas sucias con todo tipo de contaminantes salpicando sobre ellos, precioso pequeño estado estable funcionando.. El motor de avión probablemente moriría rápidamente en un automóvil, y tal vez sea una suerte que Honda no fabrique motores de avión; ¡dejarían sin trabajo a todos en la industria de servicios! :)
@CaiusJard He visto videos de idiotas acelerando lamborginis en el tráfico hasta que se incendian. La misma idea.
No precisamente. Si alguna vez has tenido un Lyc aparte, la diferencia estructural es bastante llamativa. Y el motor del automóvil pasa su vida al 20% de la potencia nominal o menos, con breves ráfagas más altas, y casi nunca en WOT. Tienes que estar corriendo para llevarlo a una carga equivalente. Hay conversiones de aviones de motores Honda Civic por ahí, y funcionan bien, aunque necesitan una unidad de reducción, pero se desgastan a las 1000 horas y no funcionan de 2000 a 3000 horas como lo hará un Lyc. Los motores de aire acondicionado se parecen más a los motores industriales o de tractor.
Hice algunas ediciones porque debería haber mencionado cómo mezclar figuras inclinadas en él.
Si ha superado con creces la mejor L/D, la potencia sube casi con el cubo de la velocidad. Subraya su punto de que no vale la pena.
Iba a mencionar que es el cubo, no el cuadrado. El arrastre es aproximadamente proporcional a la velocidad al cuadrado, y la potencia es proporcional al arrastre por la velocidad.
Gracias por la entrada de ustedes dos. Hice una pequeña edición.

La mayoría de los Cessna 172 tienen hélices de paso fijo. Diseñar una hélice de paso fijo siempre requiere hacer algún compromiso entre el rendimiento de ascenso y el rendimiento de crucero. Por lo general, esto significa que a baja altitud en vuelo horizontal, a toda velocidad, el motor excedería las RPM de la línea roja, por lo que debe reducir la velocidad. A mayor altitud, el motor produce menos potencia a determinadas RPM, por lo que no es un problema allí. Es posible usar una "hélice de crucero" que tenga un paso más grueso y permita la máxima potencia (o más cerca de la máxima potencia) en un crucero de baja altitud, pero esto se logra a expensas de no alcanzar las RPM completas al inicio de la carrera de despegue. y, por lo tanto, menor aceleración y carreras de despegue más largas.

Las hélices de paso variable (de las cuales las hélices de "velocidad constante" son un subconjunto) evitan este dilema, aunque tienen sus propias desventajas, como una mayor complejidad y un montón de peso extra justo en la nariz donde no lo quieres.

Estoy de acuerdo con las respuestas anteriores en términos de las limitaciones relacionadas con el motor. Sin embargo, también quería agregar que podría ser posible que acelerar a fondo a baja altitud provoque que la aeronave también salga de su envolvente de vuelo estructural. Así que, además de ser un problema relacionado con el motor, también podría deberse a consideraciones estructurales del avión.

No en vuelo nivelado en un 172.
¿Por qué no podemos usar el acelerador a fondo en un C172 cuando navegamos a altitudes más bajas?
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