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Como funciona el motor de un avion
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Como la referencia de la gente es muy a menudo su automóvil, a la gente le gusta comparar la potencia de un motor de automóvil con la de un motor de avión. En este blog intentaré explicar por qué esta comparación no tiene sentido. ¿Cómo expresamos la potencia o el empuje (como se denomina en este caso) de un motor de turbina de gas utilizado para la propulsión de aviones?
En el sector de la automoción y en la aviación ligera se utilizan motores de pistón. Estos motores, a diferencia de los motores de las grandes aeronaves comerciales, producen la potencia generada en el cigüeñal, donde se fijan los pistones.
Con un motor de pistón utilizado en un coche, el cigüeñal está conectado a la cadena cinemática que mueve las ruedas. Y con un motor de pistón utilizado para la propulsión de aviones, el cigüeñal impulsa la hélice. En el caso de un motor turbofán, el cigüeñal actúa como el ventilador. La potencia de un motor de pistón se expresa en vatios o, antiguamente, en caballos. 1 caballo de potencia equivale a 746 vatios.
En un motor a reacción el aire se aspira en la entrada. Después se comprime en el compresor a alta presión y se mezcla con el combustible en la cámara de combustión. Los gases calientes fluyen hacia atrás a través del sistema de turbinas. Esto impulsa el sistema del compresor y el aire sale del motor al final a través del sistema de escape.
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Un motor a reacción es un tipo de motor de reacción que descarga un chorro de movimiento rápido que genera empuje por propulsión a chorro. Aunque esta amplia definición puede incluir la propulsión por cohetes, por chorro de agua e híbrida, el término motor a reacción suele referirse a un motor a reacción de combustión interna que respira aire, como un turborreactor, un turbofán, un ramjet o un chorro de pulso[1] En general, los motores a reacción son motores de combustión interna.
Los motores a reacción de respiración de aire suelen tener un compresor de aire giratorio accionado por una turbina, y la energía sobrante proporciona empuje a través de la tobera de propulsión; este proceso se conoce como ciclo termodinámico de Brayton. Los aviones a reacción utilizan este tipo de motores para los viajes de larga distancia. Los primeros aviones a reacción utilizaban motores turborreactores que eran relativamente ineficaces para el vuelo subsónico. La mayoría de los aviones a reacción subsónicos modernos utilizan motores turbofán de alta derivación más complejos. Proporcionan una mayor velocidad y una mayor eficiencia en el consumo de combustible que los motores de pistón y de hélice en distancias largas. Unos pocos motores de respiración de aire fabricados para aplicaciones de alta velocidad (ramjets y scramjets) utilizan el efecto ram de la velocidad del vehículo en lugar de un compresor mecánico.
tipos de motores de avión
Los motores de turbina de gas han avanzado mucho desde 1903. Ese fue el primer año en que una turbina de gas produjo suficiente potencia para mantenerse en funcionamiento. El diseño fue realizado por el inventor noruego Aegidus Elling, y producía 11 caballos de potencia, lo cual era una hazaña enorme en aquella época.
Hoy en día, hay motores de turbina de gas de todas las formas y tamaños, y la mayoría de ellos producen mucho más de 11 caballos de potencia. A continuación te presentamos los 4 tipos principales de motores de turbina, así como los pros y los contras de cada uno.
Los motores turborreactores fueron el primer tipo de motor de turbina de gas inventado. Y aunque su aspecto es completamente diferente al del motor alternativo de tu coche o avión, funcionan con la misma teoría: admisión, compresión, potencia, escape.
La entrada de aire es esencialmente un tubo situado delante del motor. La toma de aire puede parecer simple, pero es increíblemente importante. El trabajo de la admisión es dirigir suavemente el aire hacia las palas del compresor. A bajas velocidades, tiene que minimizar la pérdida de flujo de aire en el motor, y a velocidades supersónicas, tiene que ralentizar el flujo de aire por debajo de Mach 1 (el aire que entra en un turborreactor tiene que ser subsónico, independientemente de la velocidad a la que vuele el avión).
boeing 747-8
Cuando se sube a un vuelo de una compañía aérea, es posible que no se pase mucho tiempo pensando en los motores. Pero son la única razón por la que 700.000 libras de aluminio y pasajeros pueden surcar el aire a un 80% de la velocidad del sonido. ¿Cómo funcionan? Echemos un vistazo.
Los motores a reacción, también llamados turbinas de gas, funcionan aspirando aire en la parte delantera del motor mediante un ventilador. A partir de ahí, el motor comprime el aire, mezcla el combustible con él, enciende la mezcla de aire y combustible y la lanza por la parte trasera del motor, creando empuje.
El aire pasa por dos partes del motor. Una parte del aire se dirige al núcleo del motor, donde se produce la combustión. El resto del aire, llamado “aire de derivación”, se desplaza por el exterior del núcleo del motor a través de un conducto. Este aire de derivación crea un empuje adicional, enfría el motor y lo hace más silencioso al cubrir el aire de escape que sale del motor. En los turbofanes modernos de hoy en día, el aire de derivación produce la mayor parte del empuje del motor.
El compresor, que se denomina “compresor de flujo axial”, utiliza una serie de aspas giratorias en forma de hoja de aire para acelerar y comprimir el aire. Se llama flujo axial porque el aire pasa por el motor en dirección paralela al eje del mismo (a diferencia del flujo centrífugo).
