domingo, 23 de abril de 2017

Motor de Turbina

Motores de turbina:

Este tipo de motores usan unha turbina de gas para producir potencia ao longo da súa estrutura, sexa para aumentar a potencia do fluxo que pasa a través deles que para aproveitar a súa derivación de potencia para mover un mecanismo (eixo).

O funcionamento destes motores é relativamente máis simple que o dos motores recíprocos, con todo as técnicas de fabricación, compoñentes e materiais son moito máis complexos xa que están expostos a elevadas temperaturas e condicións de operación moi diferentes en canto a altitude, rendemento, velocidade interna dos mecanismos e durabilidad das pezas.

Turborreactor: 

Vista en corte dun de Havilland Goblin, un turborreactor de fluxo centrífugo utilizados nos primeiros avións de reacción británicos.

Diagrama que mostra o funcionamento dun motor turborreactor de fluxo centrífugo.

Vista en corte dun General Electric J85, un turborreactor de fluxo axial deseñado nos anos 1950 utilizado polo Northrop F-5 e outros avións militares.

Diagrama que mostra o funcionamento dun motor turborreactor de fluxo axial.
Un turborreactor é un tipo de motor de turbina de gas desenvolvido orixinalmente para avións de combate durante a Segunda Guerra Mundial nos que unha turbina de gas aumenta o fluxo de aire que, ao ser expelido por unha tobera de escape con maior potencia e temperatura, achegan a maior parte do empuxe do motor, impulsando a aeronave cara a adiante.

O turborreactor é o máis básico de todos os motores de turbina de gas para aviación en termos construtivos. Xeralmente divídese en zonas de compoñentes principais que van ao longo do motor, desde a entrada ata a saída do aire: na zona de admisión (parte dianteira) hai un compresor que toma o aire e comprímeo, unha sección de combustión inxecta e queima o combustible mesturado co aire comprimido, a continuación unha ou máis turbinas obteñen potencia da expansión dos gases de escape para mover o compresor de admisión, e ao final unha tobera de escape acelera os gases de escape pola parte traseira do motor para crear o empuxe. Entre os deseños de turborreactores distínguense dous grandes grupos: os de compresor centrífugo e os de compresor axial.

No momento que foron introducidos os turborreactores, a velocidade máxima dun caza equipado con este tipo de motores era polo menos 160 km/h máis veloz que uno con motor de pistones. O soado Messerschmitt Me 262 foi o primeiro avión non experimental e de produción en ser propulsado por turborreactores. A relativa simplicidade de deseño dos turborreactores prestábase para a produción en tempo de guerra, pero a Segunda Guerra Mundial finalizou antes de que os turborreactores puidesen ser producidos en masa. O modelo máis avanzado desenvolvido durante a guerra foi o Heinkel HeS 011 pero non chegou a tempo para entrar en servizo.

Turbohélice:

Estes motores non basean o seu ciclo operativo na produción do empuxe directamente do chorro de gases que circula a través da turbina, senón que a potencia que producen emprégase na súa totalidade para mover unha hélice, e é esta a que xera a tracción para propulsar a aeronave. Debido a que o óptimo funcionamento das turbinas de gas prodúcese a altas velocidades de xiro ?superiores a 10.000 RPM?, os turbohélice dispoñen dunha caixa de engrenaxes para reducir a velocidade do eixo e permitir que a hélice vire a velocidades adecuadas de funcionamento e impedir que as puntas das súas pas alcancen velocidade supersónica. A miúdo a turbina que move a hélice está separada do resto de compoñentes rotativos para que sexan libres de virar á súa óptima velocidade propia (coñécense como motores de turbina libre). Os turbohélice son moi eficientes cando operan dentro do rango de velocidades de cruceiro para as que foron deseñados, que en xeral vai desde os 320 ao 640 km/h. Do mesmo xeito que na maioría de motores recíprocos que propulsan avións con hélice, os motores contan con gobernadores mecánicos que manteñen fixa a velocidade da hélice ao regular o paso das súas pas (hélice de velocidade constante e paso variable). A potencia dos motores turbohélice, do mesmo xeito que os turboeje, mídese pola súa potencia en eixo, en inglés: shaft horsepower (SHP), normalmente en cabalos de potencia ou quilowatts; en ocasións a potencia en SHP tradúcese como "turbocaballos".

Turboeje:

Un motor turboeje é un motor de turbina de gas que entrega a súa potencia a través dun eixo. Estes motores son utilizados principalmente en helicópteros e en unidades de enerxía auxiliar. O turboeje é moi similar ao turbohélice, cunha diferencia clave: no turbohélice a hélice está conectada directamente ao motor, e o motor está fixado á estrutura da aeronave; nun turboeje o motor non ten que ofrecer un soporte físico directo aos rotores do helicóptero, xa que o rotor está conectado a unha transmisión fixada á estrutura e o turboeje simplemente transmite a potencia mediante un eixo de transmisión. Algúns ven esta distinción pouco relevante, de feito, nalgúns casos as compañías fabricantes de motores producen turbohélices e turboejes baseados no mesmo deseño (como o motor Pratt & Whitney Canada PT-6 con variante A para avións e B e C para helicópteros ou outras aplicacións motrices e industriais).

Turbofán:

No motor turbofán (turbosoplante ou turboventilante) os gases xerados pola turbina son empregados maioritariamente en accionar un ventilador (fan) constituído por álabes e situado na parte frontal do sistema que produce a maior parte do empuxe, deixando para o chorro de gases de escape só unha parte do traballo (aproximadamente o 30%).

Estes motores comezaron a usar o sistema de fluxo axial, que mantén a corrente de aire comprimido presionada cara ao eixo da turbina, polo que o aire sae propulsado con maior velocidade e con menos tendencia a disiparse da corrente de saída. Isto incrementa notablemente a eficiencia.

Outro gran avance do Turbofan foi a introdución do sistema de dobre fluxo no cal, o ventilador frontal é moito máis grande xa que permite que unha corrente de aire circule a alta velocidade polas paredes externas do motor, sen ser comprimido ou quentado polos compoñentes internos. Isto permite que este aire mantéñase frío e avance a unha velocidade relativamente igual ao aire quente do interior, facendo que cando os dous fluxos atópense na tobera de escape, formen un torrente que amplifica a magnitude do fluxo de saída e á vez convérteo nun fluxo máis estreito, aumentando a velocidade total do aire de saída e tamén reducindo as emisións de ruído. Este tipo de motor ten unha gran entrega de empuxe, permitindo o desenvolvemento de avións con capacidade de carga e transporte de pasaxeiros moito máis grande, e ao nivel que coñecemos na actualidade. É o motor utilizado pola maioría dos avións de reacción modernos polo seu elevado rendemento e relativa economía de combustible respecto dun Turbojet.




Resultado de imagen de turbina aeronautica









No hay comentarios:

Publicar un comentario