Análisis Comparativo y Rendimiento de Motores de Reacción: Factores Clave y Averías

Ventajas e Inconvenientes del Motor de Reacción vs. Motor de Émbolo

• Ventajas:
  • Más eficiente en términos de consumo de combustible.
  • Más eficiente a velocidades supersónicas y subsónicas.
  • Menos dañino para el medio ambiente.
• Desventajas:
  • Muy ruidoso a velocidades supersónicas.
  • Mayor valor monetario.

Consumo Específico

Indica la eficiencia que tiene un motor para transformar carburante en energía mecánica. Se expresa como la cantidad de carburante que hay que consumir en gramos, para obtener potencia en kilovatios, en una hora. Se expresa en g/kWh, los valores normales son alrededor de 50.

Influencia de las Revoluciones en el Empuje

La masa de aire que penetra en el motor depende principalmente de las RPM y esta de la cantidad de combustible suministrado. La unidad de control de combustible regula las RPM y el consumo de combustible. Se obtiene mayor empuje cuanto mayores sean estos factores, hasta los valores que no supongan sobre velocidad del rotor ni altas temperaturas en las turbinas. La variación del gasto de aire es casi lineal con las RPM, no ocurre con el empuje porque también depende de la aceleración a la que se somete el gasto de aire. La aceleración depende de las presiones del turborreactor, temperatura y flujo de combustión.

Rendimiento Termodinámico

Relación entre el trabajo producido y el calor absorbido. Muestra la eficiencia con la que un motor térmico transforma el calor en trabajo mecánico.

Rendimiento Propulsivo

El rendimiento propulsivo del motor tendrá que ver con la cantidad de energía cinética que va a la atmósfera y la empleada realmente para propulsar la aeronave.

Rendimiento Global

Se obtiene tras multiplicar el rendimiento propulsivo y el rendimiento térmico.

EPR (Engine Pressure Ratio)

Indicador o instrumento básico de motor. En aviones de turbina se usa para indicar la potencia de salida de un turborreactor o de un turbofan. Es el cociente entre la presión de la descarga de turbina y la presión de entrada del compresor.

Impulso o Empuje Específico

El impulso específico es el periodo en segundos durante el cual 1 kg de masa (combustible y oxígeno comprimido) producirá un empuje de 1 kg de fuerza. Los combustibles properol, van numerados, el número indica la eficiencia, cuanto más alto el número mayor eficiencia.

Variación del Consumo Específico con la Velocidad y la Altura

• El consumo específico es la relación entre el uso de combustible y el empuje neto que proporciona un motor.
• El consumo específico de combustible estará afectado por todas las variables que afecten al consumo de combustible o al empuje.
• El consumo específico de combustible aumenta con la velocidad de vuelo.
• El empuje disminuye con la velocidad de vuelo.
• El consumo específico disminuye con la altura de vuelo porque:
  • Disminuye el consumo de combustible.
  • Disminuye el empuje.

Gráfica P-V-T

(Hay un incremento de presión y temperatura del aire a lo largo del conducto de entrada y una disminución de su velocidad). El motor está girando a altas RPM, en el suelo, antes de iniciar la carrera de despegue, el conducto de admisión está succionando aire que le rodea por lo que la presión en el conducto de admisión a la entrada del compresor es ligeramente inferior a la presión atmosférica exterior. La presión dinámica aumenta, también se incrementan las pérdidas por rozamiento en el conducto. La presión a la entrada del compresor iguala o supera la externa, significa que hay una recuperación de presión.

Averías Típicas del Difusor de Entrada

• Cabezas de remaches que sobresalen.
• Rugosidades.
• Falta de pulimentación.
• Advertencias (warnings).

Partes de un Compresor Centrífugo

• Rotor.
• Difusor.
• Colector.