Explicando o Cheque de Sobre-Rotação da Hélice

por Fletcher Sharp — Representante de Serviço em Campo Sênior da P&WC (aposentado)

A enorme maioria de aeronaves com motor PT6A tem uma tecla de teste marcada como “Propeller Overspeed Check” ou “ Propeller Overspeed Test”. A maioria dos operadores aeroagrícolas com quem eu falo não tem ideia do que esta tecla faz, e a maioria das respostas quando pergunto é, “Nunca mexo nela”. Ou então, “O que ela faz, e com que frequência devo fazer este cheque?” Tentarei explicar o que acontece quando você faz adequadamente (repare no “adequadamente”) o teste/ cheque de sobre-rotação da hélice

A hélice nos motores PT6A é um tanto única, com três sistemas de proteção contra sobre-rotação totalmente separados. Até onde eu saiba, nunca houve um caso em que todos os três sistemas falharam. Assim sendo, a confiabilidade destes sistemas de proteção é incrivelmente robusta.

O primeiro backup contra sobrerotação da hélice é o governador da hélice primário, usando o sistema de balanço de molas e contrapesos. O governador de hélice primário, também citado como CSU (Constant Speed Unit – Unidade de Velocidade Constante), trabalha para controlar qualquer disparo de hélice de até aproximadamente 102 a 103% de Np (rotação da hélice). Caso a rotação da hélice exceda este valor, a partir de aproximadamente 104 a 106% de Np, o governador de sobre-rotação se envolve, mandando óleo do cubo da hélice de volta para a caixa de redução. Isto faz torcer as pás da hélice para um ângulo maior, desta forma aumentando o arrasto das pás da hélice e, espera-se, reduzindo a rotação da hélice. Caso o segundo sistema falhe, uma terceira proteção contra sobre-rotação dentro do governador de hélice principal assume. De 106 a 107% de Np para cima, os contrapesos dentro do governador principal da hélice abrem um ponto de sangria de ar, deixando ar sob pressão, chamado de pressão da linha Py, escapar para o ambiente. A pressão da linha Py vem da Unidade de Controle de Combustível (Fuel Control Unit – FCU).

O que se segue vale apenas para os motores PT6A, até e incluindo a série PT6A-45. (Motores PT6A das séries maiores, com FCUs Woodward, funcionam de forma diferente, ainda que com os mesmos resultados). Quando o air da linha P3 entra na FCU dos motores PT6A menores, ele é dividido em dois componentes, Px e Py. Eles têm pressões diferentes, e entre elas, permitem que um equilíbrio seja obtido em foles de ar evacuado dentro da FCU. Foles de ar evacuado são o “cérebro” da FCU nos PT6A de pequeno porte. Tudo que altere o equilíbrio destas pressões de ar fará a FCU reagir. No caso da sangria da linha Py, feita pelo governador principal da hélice para o ambiente, a FCU vê isso como uma significativa mudança no equilíbrio entre os foles de ar evacuado. Dessa forma o governador sinaliza à FCU para reduzir o fluxo de combustível para o motor, e assim reduzindo a rotação do compressor/gerador de gases e por consequência a rotação da hélice.

O governador de sobre-rotação da hélice, localizado na posição das 9 horas do ponto de vista do piloto, na frente do motor, tem um solenóide elétrico conectado nele. Se estiver funcionando corretamente, o governador de sobre-rotação da hélice não entra em funcionamento até que a rotação da hélice atinja de 104 a 106% da rotação selecionada para a hélice. É desejável checar o funcionamento desta unidade em uma rotação da hélice mais baixa. Quando você aciona a tecla de teste de sobrerotação, ele reseta eletricamente o governador de sobre-rotação para uma rotação bem mais baixa. Embora diferentes fabricantes de aeronaves tenham procedimentos ligeiramente diferentes para a execução deste cheque, todos eles fazem o seguinte:

Com a manete do passo da hélice toda à frente e a manete de potência em marcha lenta, acione a tecla de teste do governador e mantenha-a acionada enquanto avança a manete de potência. Em um certo ponto, como o solenóide está energizado, a hélice começará a ser governada para uma rotação menor, pela sangria do óleo do cubo da hélice pelo governador de sobre-rotação de volta para a caixa de redução. Isto terá o efeito de controlar a rotação da hélice para a rotação mais baixa selecionada pelo governador de sobre-rotação. Observe qual a rotação para a qual a hélice foi governada, e então reduza a manete de volta para marcha lenta. Desligue a tecla de teste de sobrerotação. Repita o cheque sem ativála. Observe novamente a rotação da hélice. Ela deverá ter retornado para a rotação máxima definida pela caixa de redução do seu modelo de PT6A: 2.200 RPM para a maioria dos PT6A de pequeno porte, 1.900 RPM para todos os PT6A das séries -100 (-112, -135, -135A, -140AG) e 1.700 RPM para os PT6A de grande porte na série -60.

Se uma rotação de hélice mais baixa tiver sido observada com a tecla de teste acionada, e a RPM máxima normal de seu motor em particular tiver sido observada com a tecla desligada, isto indica um teste bem sucedido do governador de sobre-rotação. Se não tiver havido diferença na rotação da hélice nas duas aplicações de potência, então o governador de sobre-rotação não está funcionando.

À medida em que o governador de sobre-rotação sofre desgaste, é possível que o ajuste de sua rotação de atuação se desloque para além do ponto no qual ele entra em conflito com o governador de hélice principal, ou o ajuste do governador principal da hélice pode se deslocar para além deste ponto. Fortes oscilações de rotação da hélice durante a decolagem podem ser atribuídas à interações entre os governadores de hélice, principal e de sobre-rotação. Com os dois disputando o controle da rotação da hélice, oscilações podem ocorrer. Verifique no manual de voo do seu fabricante original para saber com que frequência o governador de sobre-rotação de seu avião deve ser checado.