Avion propulsado por motores no reactores

Propulsión electroaerodinámica

Una hélice de avión es un dispositivo aerodinámico que convierte la energía de rotación en fuerza de propulsión creando un empuje aproximadamente perpendicular a su plano de rotación. La energía de rotación puede ser producida por un motor de pistón o de turbina de gas o, en aplicaciones limitadas, por un motor eléctrico.

Al igual que un ala, el rendimiento de la hélice se degrada cuando no está en su ángulo de ataque óptimo. Para superar esta deficiencia, muchas hélices utilizan un mecanismo de paso variable para ajustar el ángulo de paso de las palas a medida que cambian el régimen del motor y la velocidad de la aeronave.

El ángulo de ataque de una hélice de paso fijo no puede modificarse durante el funcionamiento de la aeronave, sino que se fija al instalar el motor. El ángulo de las palas es un compromiso entre el paso óptimo para el despegue, el ascenso y el crucero.

Una hélice de velocidad constante es una hélice que está diseñada para cambiar automáticamente el paso de sus palas para permitirle mantener una revolución constante por minuto (RPM), independientemente de la cantidad de par motor que se produzca o de la velocidad del aire o la altitud a la que vuele la aeronave.

Motor a reacción sin partes móviles

Un turbopropulsor consta de una admisión, un reductor, un compresor, una cámara de combustión, una turbina y una tobera de propulsión[2] El aire entra por la admisión y es comprimido por el compresor. A continuación, se añade combustible al aire comprimido en la cámara de combustión, donde la mezcla de combustible y aire entra en combustión. Los gases de combustión calientes se expanden a través de las etapas de la turbina, generando energía en el punto de escape. Parte de la energía generada por la turbina se utiliza para impulsar el compresor y el generador eléctrico. A continuación, los gases son expulsados de la turbina. A diferencia de un turborreactor o un turbofán, los gases de escape del motor no proporcionan suficiente energía para crear un empuje significativo, ya que casi toda la potencia del motor se utiliza para impulsar la hélice[3].

  Pilar rubio avion privado

El empuje de los gases de escape en un turbohélice se sacrifica en favor de la potencia en el eje, que se obtiene extrayendo potencia adicional (más allá de la necesaria para accionar el compresor) de la expansión de la turbina. Debido a la expansión adicional en el sistema de turbina, la energía residual en el chorro de escape es baja[4][5][6] Por consiguiente, el chorro de escape produce aproximadamente el 10% del empuje total[7] Una mayor proporción del empuje proviene de la hélice a bajas velocidades y menos a velocidades más altas[8].

Vuelo de un avión con propulsión de estado sólido

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.

  Termo vacio en avion

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.

Aviones de propulsión electromagnética

Todos los aviones comerciales diseñados en los últimos 40 años (salvo los aviones con menos de una docena de pasajeros) están propulsados por motores de turbina de gas, ya sean turbofán o turbohélice. Por lo tanto, cualquier debate sobre la reducción de las emisiones de carbono de los aviones comerciales deberá tener en cuenta el potencial de mejora de los motores de turbina de gas. Para ello, en este capítulo se describe el estado actual de los motores de aviación, se analiza el potencial de mejora de las turbinas de gas en las próximas tres décadas y sus limitaciones, y se sugieren direcciones de investigación para lograr dicha mejora. A menos que se indique lo contrario, el análisis de este capítulo se refiere a los motores de turbina de gas para grandes aviones comerciales, tal y como se explica en el capítulo 1.

En esta discusión, el motor se refiere al dispositivo que convierte la energía del combustible en potencia en el eje y la potencia en el eje en potencia de propulsión. En las implementaciones actuales, los motores están muy integrados y adoptan la forma de un motor turbofán o de un motor turbohélice con hélice. En un turbofán moderno (véase la figura 3.1), el ventilador aspira aire a través de la entrada, el 80-90% del cual se expulsa a través de la tobera del ventilador para proporcionar la mayor parte del empuje producido por el motor. El resto del aire del ventilador se presuriza en el compresor y se utiliza (1) para la refrigeración o (2) se mezcla con el combustible y se quema en la cámara de combustión. Los gases de escape de la cámara de combustión pasan por la turbina, generando la energía mecánica que hace girar el eje que acciona el ventilador y el compresor. Los gases que salen de la turbina pasan por la tobera de escape a gran velocidad, lo que proporciona un empuje adicional. Un turbohélice es más simple en su diseño, aunque similar en su concepto a un turbofán, siendo la principal diferencia que un turbohélice utiliza una hélice en aire libre para producir empuje en lugar de un ventilador en una góndola.

  Proteccion contra hielo y lluvia de un avion
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