Motores Aviones

TRABAJO VOLUNTARIO
Lo que expongo en este trabajo es una pequeña parte, pero básica, de todo lo que se podría explicar sobre el funcionamiento de los motores a reacción para su empleo en los aviones, así como el diseño de los alerones y demás componentes que necesitan para poder sustentarse y maniobrar en pleno vuelo.
Para comenzar, deberíamos recordar el fundamento sobre los que se basa,esto es, la 2ª y 3ª ley de Newton: La fuerza total ejercida sobre un cuerpo es igual al producto de su masa por su aceleración, y que a toda acción de fuerza, existe una reacción igual pero en sentido contrario.
Así pues, un motor a reacción, lo que “sencillamente” hace es crear una fuerza de empuje hacia atrás, aprovechando la reacción de la misma en sentido contrario, para avanzar.Se suele confundir el termino “motor de cohete” con el motor a reacción. Mientras que el primero utiliza una mezcla líquida (reductor/oxidante) para el impulso, el segundo utiliza un carburante como el queroseno (reductor) y el aire (oxigeno) como oxidante y provocar el impulso.
Los motores a reacción se pueden dividir en cuatro grupos, tres de los cuales son utilizados hoy en día en laindustria aeronáutica. Estos son, el Estatorreactor, Pulsoreactor y Turborreactor.
El turborreactor es una turbina de gas que realiza las mismas fases que un motor de ciclo alternativo(admisión, compresión, expansión y escape) pero el funcionamiento no es discontinuo, sino que la “explosión” es constante.
El ciclo termodinámico del gas en estas turbinas corresponde al ciclo Brayton, yconsiste en una compresión adiabática seguida de una politrópica y finaliza con una expansión adiabática. [pic]
Durante el vuelo el aire se agolpa en la boca del motor a una velocidad elevada. Una vez en la entrada, el aire es succionado por un compresor, formado por varias hileras de aspas. Estas aspas empujan el aire hacia el interior del motor, comprimiéndolo y aumentando su temperatura y porconsiguiente, la presión (de 4 a 32 atmósferas). Una vez comprimido el aire, se introduce en las cámaras de combustión donde el combustible(queroseno) es quemado en forma continua con el aire. El gas generado tendrá una altísima presión y temperatura, y será llevado a la turbina donde se expande parcialmente perdiendo presión, pero ganando velocidad. Finalmente, este chorro de gas salepropulsado a mucha más velocidad que a la que entró, provocando que el avión sufra un empuje de igual fuerza, pero en sentido contrario. (Dependiendo del motor, hablamos en términos de entre 40 y 50 toneladas de peso)
Uno de los elementos del motor más críticos es la turbina. La turbina se utiliza para obtener la energía mecánica de los gases de salida (funciona de modo inverso al compresor). Hay quetener en cuenta que funciona sobre las 50.000 y 90.000 rpm. Es por eso que se utilizan las llamadas superaleaciones que tienen como función principal aguantar las temperaturas y los esfuerzos mecánicos que se generan en dicha cámara a 900ºC.
Otra de las piezas fundamentales es la tobera de salida; es la que propiamente expande los gases de salida. Para hacer tal tarea tiene diversas formas según lavelocidad de vuelo del avión. Es convergente para velocidades supersónicas, y divergente para subsónicas. Por esa razón en algunos aviones, especialmente los cazas, hay toberas de geometría variable que se adaptan automáticamente a la gran variedad de velocidades a las que vuelan esos aviones.

Tobera Convergente


Tobera Divergente
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En resumen, en un avión con turborreactores(2 ó 4normalmente en cada ala, dependiendo del diseño), éstos son los encargados de propulsar el avión hacia delante; pero claro está que se necesitan otros elementos que proporcionen al avión un equilibrio para la sustentación en el aire (equilibrio de las 4 fuerzas) de los que a continuación hablaremos.
Estos elementos son las alas. Pero además, tenemos los alerones, flaps, spoilers, y los timones de...