1. Linha do tempo – Revisão Histórica e Evolução Tecnológica
1.1. Evoluções iniciais - Foguetes chineses, Leonardo da Vinci, Newton, Balões
1.2. Era dos pistões
1.2.1. Otto e Diesel
1.2.2. Aplicações aeronáuticas
1.2.3. Teoria de hélices
1.2.4. Injeção direta
1.2.5. NACA Universal Test Engine
1.2.6. Sobre-alimentação e Turbo-alimentação
1.2.7. Injeção de água metanol
1.2.8. Desenvolvimento experimental de hélices
1.2.9. Integração de hélices
1.2.10. Hélices de alta velocidade
1.3. Era da turbina a gás
1.3.1. Primeiras patentes
1.3.2. Primeiros testes em solo – motor W.U.
1.3.3. Ensaios em solo – Hans Von Ohain
1.3.4. Primeiro voo – turbojato He.S3B / He178
1.3.5. Motor turbojato Jumo 004B
2. Evoluções de projeto – motores modernos
2.1. Eficiência
2.1.1. Eficiência térmica, propulsiva, total
2.1.2. TSFC
2.1.3. Intensidade energética
2.1.4. Produtividade
2.1.5. Temperatura de entrada de turbina
2.1.6. Tecnologia de resfriamento de palhetas
2.1.7. Razão de pressão total
2.1.8. Eficiência de componentes
2.1.9. Combustor
2.1.10. Velocidade de exaustão
2.1.11. Eficiência do propulsor – fan e hélice
2.2. Confiabilidade e vida em serviço
2.2.1. Comparativo – pistões e turbinas - Taxas médias de falhas
2.2.2. Vida em serviço
2.3. Densidade de potência / tração
2.3.1. Potência específica do core
2.3.2. Razão tração/peso
2.4. Emissões de gases nocivos – NOx, smoke
2.5. Ruído
3. Motores notáveis
3.1. Turbo-Compounds: Napier Nomad e Wright 3350
3.2. R-R Nene (P&W J42,J48 e Klimov VK-1)
3.3. P&W J58
3.4. P&WC PT6A
3.5. GE J79
3.6. GE F101 / CFM56
3.7. “Open Rotors” / Turboélice de alta velocidade (GE36, PW-Allison 578-DX)
3.8. GE90
4. Futuro
4.1. Conceito de curva S
4.2. Caminho evolucional
4.3. Caminho disruptivo
5. Bibliografia

1. Arquiteturas fundamentais
1.1. Motores a pistão
1.1.1. Eficiência térmica, custo, potência específica
1.1.2. Princípio de funcionamento – Ciclo Otto 4 tempos
1.1.3. Princípio de funcionamento – Ciclo Otto 2 tempos
1.1.4. Princípio de funcionamento – Ciclo Diesel
1.1.5. Turbo-alimentação
1.1.6. Mapa de desempenho
1.1.7. Fontes de perdas
1.2. Ramjet / Pulsojato
1.2.1. Ramjet - Princípio de funcionamento
1.2.2. Pulsojato - Princípio de funcionamento
1.3. Turbinas a gás
1.3.1. Principais elementos
1.3.2. Turbojato
1.3.2.1. Número de eixos
1.3.2.2. Tipo de compressor
1.3.2.3. Características especiais
1.3.3. Turbofan
1.3.3.1. Classe FPR / BPR
1.3.3.2. Número de eixos
1.3.3.3. Tipo de compressor
1.3.3.4. Engrenamento
1.3.3.5. Fluxo misto/separado
1.3.3.6. Características especiais
1.3.4. Turboélice
1.3.4.1. Direção de fluxo
1.3.4.2. Número de eixos
1.3.4.3. Tipo de compressor
1.3.4.4. Engrenamento
1.3.4.5. Características especiais
1.3.5. Turbo-eixo
1.3.5.1. Direção de fluxo
1.3.5.2. Número de eixos
1.3.5.3. Tipo de compressor
1.3.5.4. Engrenamento
1.3.5.5. Características especiais
2. Família de motores
2.1. Motivação
2.2. Exemplos
2.3. Conceito de “De-rate”
3. Base teórica – Termodinâmica & Mecânica de fluidos
3.1. Visão geral
3.2. Principais conhecimentos
3.2.1. Superfície e Volume de controle
3.2.2. Equações de estado & Modelo de gases
3.2.3. Equações fundamentais
3.2.4. Gás caloricamente perfeito
3.2.5. Propriedades totais
3.2.6. Processo isentrópico
3.2.7. Eficiências: isentrópica e politrópica
3.2.8. Tabela de gases
3.2.9. Ciclos: Diagramas P-v, T-S; Carnot
4. Base teórica – Propulsão aeronáutica
4.1. Padronização de estações
4.2. Derivação da equação generalizada de tração
4.2.1. Tração específica
4.3. Definição de eficiências:
4.3.1. Propulsiva
4.3.2. Térmica
4.3.3. “Core” ou gerador de gases
4.3.4. Transferência
4.3.5. Hélice
4.3.6. SFC – é eficiência?
5. Comentários – Unidades
6. Bibliografia

1. Fases do Projeto
1.1. Ciclo de projeto – motor e aeronave
1.2. Interações entre fabricantes de motores e aeronaves
1.3. Fases do projeto de um novo motor
1.4. A importância da fase de projetos avançados
1.5. Aspectos do plano de negócios
2. Ciclo termodinâmico – ponto de projeto
2.1. Definição do ponto de projeto
2.2. Filosofia: Múltiplos pontos de projeto
2.3. Integração de modelos
2.4. Principais elementos
2.5. Padronização de estações
2.6. Definições típicas
2.7. Modelo de bocal de admissão
2.7.1. Sumário
2.7.2. Equacionamento
2.7.3. Valores típicos
2.7.4. Charge heating
2.7.5. Entrada de ar supersônica
2.7.6. Implementação no PEA-GT (“Portal Engenharia Aeronáutica – Gas Turbine”)
2.8. Modelo de compressor
2.8.1. Sumário
2.8.2. Princípio de funcionamento – compressor axial
2.8.3. Princípio de funcionamento – compressor centrífugo
2.8.4. Compressor axial – estol
2.8.5. Comparativo – axial vs. Centrífugo
2.8.6. Carregamento de estágio
2.8.7. Razão de pressão total
2.8.8. Limites práticos
2.8.9. Correções de tamanho: número de Reynolds e rugosidade superficial
2.8.10. Equacionamento
2.8.11. Implementação no PEA-GT
2.9. Modelo de fan
2.9.1. Sumário
2.9.2. Geração de pressão total
2.9.3. Divisão de razão de pressão entre ponta e base
2.9.4. Correlação entre BPR (Bypass Ratio) e FPR (Fan Pressure Ratio)
2.9.5. Otimização de FPR para um dado ciclo
2.9.6. Otimização analítica de FPR
2.9.7. Limites práticos - FPR
2.9.8. Equacionamento
2.9.9. Implementação no PEA-GT
2.10. Modelo de combustor
2.10.1. Sumário
2.10.2. Princípio de funcionamento
2.10.3. Eficiência
2.10.4. Perda de pressão total
2.10.5. Emissões
2.10.6. Conceito “Rich Burn” vs. “Lean Burn”
2.10.7. Equacionamento
2.10.8. Implementação no PEA-GT
2.11. Modelo de turbina
2.11.1. Sumário
2.11.2. Princípio de funcionamento
2.11.3. Temperatura de Entrada de Turbina
2.11.4. Limite estequiométrico
2.11.5. Refrigeração e efetividade de cooling
2.11.6. Condições de operações / Hierarquia Ratings
2.11.7. Margens de temperatura
2.11.8. Efeitos cruzados
2.11.9. Eficiência
2.11.10. Fatores de influência – folgas de topo, número de Reynolds, rugosidade superficial relativa
2.11.11. Diagrama de Smith
2.11.12. Equacionamento
2.11.13. Implementação no PEA-GT
2.12. Bocal de exaustão
2.12.1. Sumário
2.12.2. Princípio de funcionamento
2.12.3. Mecanismos de perda
2.12.4. Coeficientes
2.12.5. Equacionamento
2.12.6. Implementação no PEA-GT
2.13. Pós combustor
2.13.1. Sumário
2.13.2. Princípio de funcionamento
2.13.3. Complexidade e peso
2.13.4. Ganho teórico de tração
2.13.5. Perda de pressão total e eficiência
2.13.6. Geometria variável
2.13.7. Equacionamento
2.14. Eixos
2.14.1. Sumário
2.14.2. Construção
2.14.3. Mancais
2.14.4. Eficiências
2.15. Caixas de engrenagens
2.15.1. Acessórios
2.15.2. Redução para fan ou hélice
2.15.3. Comparativo entre turbofan “direct drive” e “geared”
2.15.4. Parâmetros básicos
2.16. Sistema de ar secundário
2.16.1. Objetivos
2.16.2. Refrigeração de palhetas de turbina
2.16.3. Controle de estol
2.16.4. Selos
2.16.5. Controle de carga
2.16.6. Controle ativo de folga de topo
2.16.7. Proteção contra gelo
2.16.8. Sistema pneumático da aeronave
2.17. Dutos de conexão
2.17.1. Mecanismos de perda de pressão
2.17.2. Principais dutos
2.17.3. Valores típicos
2.17.4. Importância do duto de by-pass
2.18. Hélices
2.18.1. Sumário
2.18.2. Tipos
2.18.3. Passo variável vs passo fixo
2.18.4. Sistema de hélice
2.18.5. Mecanismo de controle
2.18.6. Coeficientes adimensionais
2.18.7. Mapas de desempenho
2.18.8. Equacionamento – disco atuador
2.18.9. Mecanismos de perdas
2.18.10. Equacionamento – elemento de pá (Visão geral)
2.18.11. Fator de atividade
2.18.12. Solidez
2.18.13. Velocidade de ponta “Tip Speed”
2.18.14. Valores típicos de eficiência – hélices modernas
3. Estimando dados de motores
3.1. Literatura: Artigos, teses, relatórios (NASA), JANEs
3.2. Certificados de tipo (TCDS): FAA ou EASA
3.3. Medições de emissões: Banco de dados EASA
3.4. Páginas da internet: Fabricantes
3.5. Páginas da internet: outras fontes
4. Estudos de caso – Software PAE-GT
4.1. Descritivo e configuração
4.2. Estudo de caso #1 – core comum para turbofan, turboélice e turboeixo
4.2.1. Características do core
4.2.2. Arquivos de saída
4.2.3. Variações das propriedades ao longo das estações
4.2.4. Velocidade de saída
4.2.5. Tração líquida
4.2.6. Tração específica
4.2.7. Eficiência total
4.2.8. Conclusões do estudo e recomendações de análises
4.3. Estudo de caso #2
4.3.1. Variação de BPR e FPR para um dado core
4.3.2. Características do core
4.3.3. Eficiência propulsiva
4.3.4. Comparativos com Gasturb 13
4.3.5. Efeito da redução de temperatura de entrada de turbina
5. Estudo de caso – Modelo do GE90 no software Gasturb13
5.1. Opções de ferramentas
5.2. Configurando o Gasturb 13
5.3. Estudo de caso – descritivo do motor GE90-94B
5.4. Dados do ponto de projeto e premissas associadas
5.5. Configuração dos dados básicos do ciclo
5.6. Configuração de variáveis de iteração
5.7. Análise dos resultados
6. Ciclo termodinâmico – fora do ponto de projeto
6.1. Diferenças entre ponto de projeto e fora do ponto de projeto
6.2. Emprego de modelos de desempenho ao longo das fases de projeto
6.3. Fluxograma do processo
6.4. Atmosfera padrão
6.5. Adimensionais
6.6. Vazão e rotação corrigidas
6.7. Mapas de componentes
6.7.1. Linhas beta
6.7.2. Margens de operabilidade e linha de operação
6.7.3. Compressor de alta pressão
6.7.4. Fan
6.7.5. Câmara de combustão
6.7.6. Turbina
6.7.7. Operação transiente e margens de estol
6.7.8. Efeito de extração mecânica e pneumática
6.7.9. Escala de mapas
6.7.10. Correção nos mapas – número de Reynolds
6.7.11. Correção nos mapas – folgas de topo
6.8. Estudo de caso – off-design com Gasturb 13
6.8.1. Ajuste no mapa do booster
6.8.2. Máxima decolagem do GE90-94B - Análise de resultados
6.8.3. Efeito variação da tração com altitude e Mach
6.8.4. Efeito variação de TSFC com altitude e Mach
6.8.5. Efeito variação de eficiência total com altitude e Mach
6.8.6. Efeito variação de eficiências dos componentes
6.8.7. Efeito variação T41 com Mach e altitude fixa
6.8.8. Efeito variação temperatura externa
6.8.9. Conceito de “flat-rating”
6.8.10. Visão geral – controlador FADEC, limites termomecânicos, instrumentação & monitoramento de saúde
7. Projeto mecânico – nível conceitual
7.1. Processo de projeto
7.2. Hierarquia de componentes
7.3. Casos de dimensionamento de componentes
7.4. Layout e caminho do escoamento – “flowpath”
7.5. Estudo de caso – dimensionando o fan do GE90-94B
7.6. Geração da geometria do GE90-94B no Gasturb 13
7.7. Critérios de projeto da nacele
7.7.1. Método paramétrico
7.8. Estimativa de peso do motor
7.8.1. Definição do IPPS
7.8.2. Métodos disponíveis
7.8.3. Meta-modelo MIT/NASA
7.8.4. Validação do meta-modelo
7.8.5. Estudo de caso – peso seco do GE90-94B
7.8.6. Visão geral – métodos detalhados
7.8.7. Estimativa do peso do IPPS completo
8. Bibliografia