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motor de avión

Un Rolls-Royce Merlin instalado en un Avro York conservado

Un motor de avión , a menudo denominado motor aeronáutico , es el componente de potencia del sistema de propulsión de un avión . Las aeronaves que utilizan componentes de potencia se denominan vuelos propulsados . [1] La mayoría de los motores de los aviones son motores de pistón o turbinas de gas , aunque algunos han sido propulsados ​​por cohetes y en los últimos años muchos vehículos aéreos no tripulados pequeños han utilizado motores eléctricos .

Industria manufacturera

En la aviación comercial, los principales fabricantes occidentales de motores turbofan son Pratt & Whitney (una filial de Raytheon Technologies ), General Electric , Rolls-Royce y CFM International (una empresa conjunta de Safran Aircraft Engines y General Electric). Los fabricantes rusos incluyen United Engine Corporation , Aviadvigatel y Klimov . Aeroengine Corporation of China se formó en 2016 con la fusión de varias empresas más pequeñas. [2]

El mayor fabricante de motores turbohélice para aviación general es Pratt & Whitney. [3] General Electric anunció en 2015 su entrada en el mercado. [3]

Historia del desarrollo

Motor Wright vertical de 4 cilindros.

Motores de eje

Motores alternativos (de pistón)

motor en linea

Motor Ranger L-440, de seis cilindros, en línea invertida, refrigerado por aire, utilizado en el Fairchild PT-19

En esta sección, para mayor claridad, el término "motor en línea" se refiere únicamente a motores con una sola fila de cilindros, como se usa en el lenguaje automotriz, pero en términos de aviación, la frase "motor en línea" también cubre motores tipo V y opuestos ( como se describe a continuación), y no se limita a motores con una sola fila de cilindros. Esto suele ser para diferenciarlos de los motores radiales .

Un motor en línea suele tener un número par de cilindros, pero hay casos de motores de tres y cinco cilindros. La mayor ventaja de un motor en línea es que permite diseñar el avión con un área frontal baja para minimizar la resistencia. Si el cigüeñal del motor está situado encima de los cilindros, se denomina motor en línea invertida: esto permite montar la hélice en altura para aumentar la distancia al suelo, lo que permite un tren de aterrizaje más corto. Las desventajas de un motor en línea incluyen una mala relación potencia-peso , porque el cárter y el cigüeñal son largos y, por tanto, pesados. Un motor en línea puede estar enfriado por aire o por líquido, pero la refrigeración líquida es más común porque es difícil obtener suficiente flujo de aire para enfriar los cilindros traseros directamente.

Los motores en línea eran comunes en los primeros aviones; uno se utilizó en el Wright Flyer , el avión que realizó el primer vuelo controlado con motor. Sin embargo, las desventajas inherentes al diseño pronto se hicieron evidentes y el diseño en línea fue abandonado, convirtiéndose en una rareza en la aviación moderna.

Para otras configuraciones de motores en línea de aviación, como motores X , motores U , motores H , etc., consulte Motor en línea (aeronáutica) .

motor tipo V

Un motor Rolls-Royce Merlin V-12

Los cilindros de este motor están dispuestos en dos bancos en línea, normalmente inclinados entre 60 y 90 grados entre sí y accionan un cigüeñal común. La gran mayoría de los motores V están refrigerados por agua. El diseño en V proporciona una relación potencia-peso más alta que un motor en línea, al mismo tiempo que proporciona un área frontal pequeña. Quizás el ejemplo más famoso de este diseño sea el legendario motor Rolls-Royce Merlin , un motor V12 de 60° de 27 litros (1649 en 3 ) utilizado, entre otros, en los Spitfire que desempeñaron un papel importante en la Batalla de Inglaterra .

Motor opuesto horizontalmente

Un motor aeronáutico ULPower UL260i horizontalmente opuesto refrigerado por aire

Un motor horizontalmente opuesto, también llamado motor plano o bóxer, tiene dos bancos de cilindros en lados opuestos de un cárter ubicado centralmente. El motor está refrigerado por aire o por líquido, pero predominan las versiones refrigeradas por aire. Los motores opuestos se montan con el cigüeñal horizontal en los aviones , pero pueden montarse con el cigüeñal vertical en los helicópteros . Debido a la disposición de los cilindros, las fuerzas recíprocas tienden a cancelarse, lo que da como resultado un motor que funciona sin problemas. Los motores de tipo opuesto tienen altas relaciones potencia-peso porque tienen un cárter liviano y comparativamente pequeño. Además, la disposición compacta de los cilindros reduce el área frontal del motor y permite una instalación aerodinámica que minimiza la resistencia aerodinámica. Estos motores siempre tienen un número par de cilindros, ya que un cilindro en un lado del cárter se "opone" a un cilindro en el otro lado.

Los motores de pistones opuestos, de cuatro y seis cilindros, refrigerados por aire, son, con diferencia, los motores más comunes utilizados en pequeños aviones de aviación general que requieren hasta 400 caballos de fuerza (300 kW) por motor. Los aviones que requieren más de 400 caballos de fuerza (300 kW) por motor suelen estar propulsados ​​por motores de turbina .

motor de configuración H

Un motor de configuración H es esencialmente un par de motores horizontalmente opuestos colocados juntos, con los dos cigüeñales engranados juntos.

motor radial

Un motor Pratt & Whitney R-2800

Este tipo de motor tiene una o más filas de cilindros dispuestos alrededor de un cárter ubicado centralmente . Cada fila generalmente tiene un número impar de cilindros para producir un funcionamiento suave. Un motor radial tiene solo un recorrido de cigüeñal por fila y un cárter relativamente pequeño, lo que resulta en una relación potencia-peso favorable . Debido a que la disposición de los cilindros expone al aire una gran cantidad de las superficies que irradian calor del motor y tiende a cancelar las fuerzas recíprocas, los radiales tienden a enfriarse uniformemente y funcionar sin problemas. Los cilindros inferiores, que se encuentran debajo del cárter, pueden acumular aceite cuando el motor ha estado parado durante un período prolongado. Si este aceite no se elimina de los cilindros antes de arrancar el motor, pueden producirse daños graves debido al bloqueo hidrostático .

La mayoría de los motores radiales tienen los cilindros dispuestos uniformemente alrededor del cigüeñal, aunque algunos de los primeros motores, a veces llamados motores semirradiales o de configuración de ventilador, tenían una disposición desigual. El motor más conocido de este tipo es el motor Anzani, que se instaló en el Bleriot XI utilizado en el primer vuelo a través del Canal de la Mancha en 1909. Esta disposición tenía el inconveniente de necesitar un pesado contrapeso para el cigüeñal, pero se utilizó para evitar las bujías se engrasan.

En los diseños de aviones militares, la gran zona frontal del motor actuaba como una capa adicional de blindaje para el piloto. Además, los motores refrigerados por aire, sin radiadores vulnerables, son ligeramente menos propensos a sufrir daños en combate y, en ocasiones, seguirían funcionando incluso con uno o más cilindros disparados. Sin embargo, la gran área frontal también resultó en un avión con un área frontal aumentada aerodinámicamente ineficiente .

motor rotativo

Motor de avión rotativo Le Rhone 9C

Los motores rotativos tienen los cilindros en un círculo alrededor del cárter, como en un motor radial (ver arriba), pero el cigüeñal está fijado a la estructura del avión y la hélice está fijada a la caja del motor, de modo que el cárter y los cilindros giran. La ventaja de esta disposición es que se mantiene un flujo satisfactorio de aire de refrigeración incluso a bajas velocidades, conservando la ventaja de peso y la simplicidad de un motor convencional refrigerado por aire sin uno de sus principales inconvenientes. El primer motor rotativo práctico fue el Gnome Omega diseñado por los hermanos Seguin y volado por primera vez en 1909. Su relativa confiabilidad y buena relación potencia-peso cambiaron dramáticamente la aviación. [13] Antes de la Primera Guerra Mundial, la mayoría de los récords de velocidad se obtuvieron utilizando aviones con motor Gnome, y en los primeros años de la guerra, los motores rotativos dominaban los tipos de aviones para los que la velocidad y la agilidad eran primordiales. Para aumentar la potencia, se construyeron motores con dos filas de cilindros.

Sin embargo, los efectos giroscópicos del pesado motor giratorio producían problemas de manejo en los aviones y los motores también consumían grandes cantidades de aceite ya que utilizaban lubricación a pérdida total, siendo el aceite mezclado con el combustible y expulsado con los gases de escape. Se utilizó aceite de ricino para lubricación, ya que no es soluble en gasolina y los vapores resultantes provocaban náuseas a los pilotos. Los diseñadores de motores siempre habían sido conscientes de las muchas limitaciones del motor rotativo, por lo que cuando los motores de estilo estático se volvieron más confiables y ofrecieron mejores pesos específicos y consumo de combustible, los días del motor rotativo estaban contados.

motor Wankel

Planta motriz de un planeador con motor de lanzamiento automático Schleicher ASH 26e , retirado del planeador y montado en un banco de pruebas para mantenimiento en Alexander Schleicher GmbH & Co en Poppenhausen, Alemania . En sentido antihorario desde arriba a la izquierda: cubo de la hélice, mástil con guía de correa, radiador, motor Wankel, cubierta del silenciador.

El Wankel es un tipo de motor rotativo. El motor Wankel tiene aproximadamente la mitad del peso y el tamaño de un motor de pistón de ciclo de cuatro tiempos tradicional de igual potencia y mucho menor en complejidad. En una aplicación aeronáutica, la relación potencia-peso es muy importante, lo que hace que el motor Wankel sea una buena opción. Debido a que el motor generalmente se construye con una carcasa de aluminio y un rotor de acero, y el aluminio se expande más que el acero cuando se calienta, un motor Wankel no se atasca cuando se sobrecalienta, a diferencia de un motor de pistón. Este es un factor de seguridad importante para el uso aeronáutico. Un desarrollo considerable de estos diseños comenzó después de la Segunda Guerra Mundial , pero en ese momento la industria aeronáutica favorecía el uso de motores de turbina . Se creía que los motores turborreactores o turbohélices podían propulsar todos los aviones, desde los diseños más grandes hasta los más pequeños. El motor Wankel no encontró muchas aplicaciones en aviones, pero Mazda lo utilizó en una popular línea de autos deportivos . La compañía francesa Citroën había desarrollado el helicóptero RE-2  [fr] propulsado por Wankel en la década de 1970. [14]

En los tiempos modernos, el motor Wankel se ha utilizado en planeadores a motor donde la compacidad, el peso ligero y la suavidad son de vital importancia. [15]

La ahora desaparecida empresa MidWest, con sede en Staverton, diseñó y produjo motores aeronáuticos de uno y dos rotores, la serie MidWest AE . Estos motores se desarrollaron a partir del motor de la motocicleta Norton Classic . La versión de doble rotor se instaló en los ARV Super2 y en el Rutan Quickie . El motor de un solo rotor se instaló en un planeador a motor Chevvron y en los planeadores a motor Schleicher ASH . Después de la desaparición de MidWest, todos los derechos se vendieron a Diamond of Austria, quienes desde entonces han desarrollado una versión MkII del motor.

Como alternativa rentable a los motores de avión certificados, algunos motores Wankel, retirados de los automóviles y convertidos para uso en aviación, se han instalado en aviones experimentales de fabricación propia . Las unidades Mazda con potencias que van desde 100 caballos de fuerza (75 kW) a 300 caballos de fuerza (220 kW) pueden ser una fracción del costo de los motores tradicionales. Estas conversiones tuvieron lugar por primera vez a principios de los años 1970; [ cita necesaria ] y al 10 de diciembre de 2006, la Junta Nacional de Seguridad en el Transporte tiene sólo siete informes de incidentes que involucran aeronaves con motores Mazda, y ninguno de ellos es una falla debido a fallas de diseño o fabricación.

Ciclos de combustión

El ciclo de combustión más común para los motores aeronáuticos es el de cuatro tiempos con encendido por chispa. El encendido por chispa de dos tiempos también se ha utilizado para motores pequeños, mientras que el motor diésel de encendido por compresión rara vez se utiliza.

A partir de la década de 1930 se intentó producir un motor diésel práctico para aviones . En general, los motores diésel son más fiables y mucho más adecuados para funcionar durante largos períodos de tiempo a niveles de potencia medios. Las aleaciones ligeras de la década de 1930 no estaban a la altura de la tarea de manejar las relaciones de compresión mucho más altas de los motores diésel, por lo que generalmente tenían relaciones potencia-peso pobres y eran poco comunes por esa razón, aunque el motor radial Clerget 14F Diesel (1939 ) tiene la misma relación potencia-peso que un radial de gasolina. Las mejoras en la tecnología diésel en los automóviles (que conducen a relaciones potencia-peso mucho mejores), la mucho mejor eficiencia de combustible del diésel y la elevada tributación relativa del AVGAS en comparación con el Jet A1 en Europa han visto un resurgimiento del interés en el uso de diésel para aviones. . Thielert Aircraft Engines convirtió motores automotrices Mercedes Diesel, los certificó para uso en aviones y se convirtió en proveedor OEM de Diamond Aviation para su gemelo ligero. Los problemas financieros han afectado a Thielert, por lo que la filial de Diamond, Austro Engine, desarrolló el nuevo turbodiésel AE300 , también basado en un motor Mercedes. [16] Los nuevos motores diésel de la competencia pueden aportar eficiencia de combustible y emisiones libres de plomo a los aviones pequeños, lo que representa el mayor cambio en los motores de aviones ligeros en décadas.

Turbinas de potencia

turbohélice

Vista en corte de un motor turbohélice Garrett TPE-331 que muestra la caja de cambios en la parte delantera del motor

Si bien los aviones de combate militares requieren velocidades muy altas, muchos aviones civiles no. Sin embargo, los diseñadores de aviones civiles querían beneficiarse de la alta potencia y el bajo mantenimiento que ofrecía un motor de turbina de gas . Así nació la idea de acoplar un motor de turbina a una hélice tradicional. Debido a que las turbinas de gas giran de manera óptima a alta velocidad, un turbohélice cuenta con una caja de cambios para reducir la velocidad del eje para que las puntas de la hélice no alcancen velocidades supersónicas. A menudo, las turbinas que impulsan la hélice están separadas del resto de los componentes giratorios para que puedan girar a su mejor velocidad (lo que se conoce como motor de turbina libre). Un turbohélice es muy eficiente cuando se opera dentro del ámbito de velocidades de crucero para las que fue diseñado, que normalmente es de 200 a 400 mph (320 a 640 km/h).

turboeje

Un motor turboeje Allison Modelo 250 común a muchos tipos de helicópteros

Los motores turboeje se utilizan principalmente en helicópteros y unidades de potencia auxiliares . Un motor de turboeje es similar a un turbohélice en principio, pero en un turbohélice la hélice está sostenida por el motor y el motor está atornillado a la estructura del avión : en un turboeje, el motor no proporciona ningún soporte físico directo a los rotores del helicóptero. El rotor está conectado a una transmisión atornillada a la estructura del avión y el motor turboeje impulsa la transmisión. Algunos consideran que la distinción es escasa, ya que en algunos casos las compañías aeronáuticas fabrican motores turbohélice y turboeje basados ​​en el mismo diseño.

Energia electrica

Desde la década de 1960 se han diseñado varios aviones de propulsión eléctrica, como el QinetiQ Zephyr . [17] [18] Algunos se utilizan como drones militares . [19] En Francia , a finales de 2007, voló un avión ligero convencional propulsado por un motor eléctrico de 18 kW que utilizaba baterías de polímero de litio, cubriendo más de 50 kilómetros (31 millas), siendo el primer avión eléctrico en recibir un certificado de aeronavegabilidad . [17]

El 18 de mayo de 2020, el Pipistrel E-811 fue el primer motor de avión eléctrico al que EASA concedió un certificado de tipo para su uso en la aviación general . El E-811 alimenta el Pipistrel Velis Electro . [20] [12]

Se han realizado experimentos limitados con propulsión eléctrica solar , en particular los aviones tripulados Solar Challenger y Solar Impulse y el avión no tripulado Pathfinder de la NASA .

Muchas grandes empresas, como Siemens, están desarrollando motores eléctricos de alto rendimiento para uso aeronáutico, además, SAE muestra nuevos desarrollos en elementos como motores eléctricos con núcleo de cobre puro con una mayor eficiencia. Axter Aerospace, Madrid, España, ofrece a la venta un sistema híbrido como respaldo de emergencia y para mayor potencia en el despegue. [21]

Los pequeños vehículos aéreos no tripulados multicópteros casi siempre funcionan con motores eléctricos.

Motores de reacción

Los motores de reacción generan el empuje para propulsar un avión expulsando los gases de escape a alta velocidad desde el motor, la reacción resultante de las fuerzas que impulsan el avión hacia adelante. Los motores de propulsión a reacción más comunes son los turborreactores, turbofan y cohetes. También han volado otros tipos como pulsejets , ramjets , scramjets y motores de detonación por impulsos . En los motores a reacción, el oxígeno necesario para la combustión del combustible proviene del aire, mientras que los cohetes transportan oxígeno de alguna forma como parte de la carga de combustible, lo que permite su uso en el espacio.

Turbinas de chorro

Turborreactor

Un motor turborreactor General Electric J85 -GE-17A. Este corte muestra claramente las 8 etapas del compresor axial en la parte delantera (lado izquierdo de la imagen), las cámaras de combustión en el medio y las dos etapas de las turbinas en la parte trasera del motor.

Un turborreactor es un tipo de motor de turbina de gas que se desarrolló originalmente para los cazas militares durante la Segunda Guerra Mundial . Un turborreactor es la más simple de todas las turbinas de gas para aviones. Consiste en un compresor para aspirar aire y comprimirlo, una sección de combustión donde se agrega y enciende el combustible, una o más turbinas que extraen energía de los gases de escape en expansión para impulsar el compresor y una boquilla de escape que acelera la salida de los gases de escape. la parte trasera del motor para crear empuje. Cuando se introdujeron los turborreactores, la velocidad máxima de los aviones de combate equipados con ellos era al menos 100 millas por hora más rápida que la de los aviones de pistón de la competencia. En los años posteriores a la guerra, los inconvenientes del turborreactor se fueron haciendo evidentes. Por debajo de Mach 2, los turborreactores consumen muy poco combustible y generan enormes cantidades de ruido. Los primeros diseños también responden muy lentamente a los cambios de potencia, un hecho que mató a muchos pilotos experimentados cuando intentaron la transición a los aviones a reacción. Estos inconvenientes condujeron finalmente a la caída del turborreactor puro, y sólo unos pocos tipos siguen en producción. El último avión de línea que utilizó turborreactores fue el Concorde , cuya velocidad Mach 2 permitía que el motor fuera muy eficiente.

turboventilador

Un corte de un motor turbofan CFM56-3

Un motor turbofan es muy parecido a un turborreactor, pero con un ventilador agrandado en la parte delantera que proporciona empuje de manera muy similar a una hélice con conductos , lo que resulta en una mejor eficiencia del combustible . Aunque el ventilador genera empuje como una hélice, el conducto circundante lo libera de muchas de las restricciones que limitan el rendimiento de la hélice. Esta operación es una forma más eficiente de proporcionar empuje que simplemente usar la boquilla de chorro únicamente, y los turbofan son más eficientes que las hélices en el rango transónico de velocidades de los aviones y pueden operar en el ámbito supersónico . Un turboventilador normalmente tiene etapas de turbina adicionales para hacer girar el ventilador. Los turbofan estuvieron entre los primeros motores en utilizar múltiples carretes (ejes concéntricos que pueden girar libremente a su propia velocidad) para permitir que el motor reaccione más rápidamente a los cambios en los requisitos de potencia. Los turboventiladores se dividen a grandes rasgos en categorías de derivación baja y derivación alta. El aire de derivación fluye a través del ventilador, pero alrededor del núcleo del jet, sin mezclarse con el combustible ni quemarse. La relación entre este aire y la cantidad de aire que fluye a través del núcleo del motor es la relación de derivación. Los motores de derivación baja se prefieren para aplicaciones militares como los cazas debido a su alta relación empuje-peso, mientras que los motores de derivación alta se prefieren para uso civil por su buena eficiencia de combustible y bajo nivel de ruido. Los turbofan de alto bypass suelen ser más eficientes cuando el avión viaja a entre 500 y 550 millas por hora (800 a 890 kilómetros por hora), la velocidad de crucero de la mayoría de los aviones de pasajeros grandes. Los turbofan de baja derivación pueden alcanzar velocidades supersónicas, aunque normalmente sólo cuando están equipados con postquemadores .

Motor de tecnología avanzada

El término motor de tecnología avanzada se refiere a la generación moderna de motores a reacción. [22] El principio es que un motor de turbina funcionará más eficientemente si los distintos conjuntos de turbinas pueden girar a sus velocidades óptimas individuales, en lugar de a la misma velocidad. El motor de auténtica tecnología avanzada tiene un carrete triple, lo que significa que en lugar de tener un único eje motriz, hay tres, para que los tres juegos de palas puedan girar a diferentes velocidades. Un estado provisional es un motor de doble carrete, que permite sólo dos velocidades diferentes para las turbinas.

Jets de pulso

Los pulsejets son dispositivos mecánicamente simples que, en un ciclo repetitivo, aspiran aire a través de una válvula sin retorno en la parte delantera del motor hacia una cámara de combustión y lo encienden. La combustión expulsa los gases de escape por la parte trasera del motor. Produce energía como una serie de pulsos en lugar de una salida constante, de ahí el nombre. La única aplicación de este tipo de motor fue la bomba voladora no tripulada alemana V1 de la Segunda Guerra Mundial . Aunque los mismos motores también se utilizaron experimentalmente para sucedáneos de aviones de combate, el ruido extremadamente fuerte generado por los motores provocó daños mecánicos en la estructura del avión que fueron suficientes para hacer que la idea fuera inviable.

Chorro a presión Gluhareff

El chorro a presión de Gluhareff (o chorro de punta) es un tipo de motor a reacción que, al igual que un chorro de pulso sin válvulas, no tiene partes móviles. Al no tener partes móviles, el motor funciona teniendo un tubo enrollado en la cámara de combustión que sobrecalienta el combustible (propano) antes de inyectarlo en la entrada de aire-combustible. En la cámara de combustión, la mezcla de combustible y aire se enciende y arde, creando empuje cuando sale por el tubo de escape. La inducción y compresión de la mezcla de combustible y aire se realiza mediante la presión del propano a medida que se inyecta, junto con las ondas sonoras creadas por la combustión que actúan sobre las chimeneas de admisión. Estaba pensado como central eléctrica para helicópteros personales y aviones compactos como los Ultralights.

Cohete

Un XLR99

Algunos aviones han utilizado motores de cohetes para el empuje principal o el control de actitud, en particular el Bell X-1 y el North American X-15 . Los motores de cohetes no se utilizan en la mayoría de los aviones porque la eficiencia energética y del propulsor es muy pobre, pero se han empleado para breves ráfagas de velocidad y despegues. Cuando la eficiencia del combustible/propulsor es una preocupación menor, los motores de cohetes pueden ser útiles porque producen cantidades muy grandes de empuje y pesan muy poco.

Motor de turbina de cohete

Un motor de turbina de cohete es una combinación de dos tipos de motores de propulsión: un cohete de propulsor líquido y un motor de turbina a reacción. Su relación potencia-peso es un poco mayor que la de un motor a reacción normal y funciona a mayores altitudes. [23]

Motores a reacción preenfriados

Para velocidades de vuelo supersónicas muy altas/hipersónicas bajas, la inserción de un sistema de refrigeración en el conducto de aire de un motor a reacción de hidrógeno permite una mayor inyección de combustible a alta velocidad y evita la necesidad de que el conducto esté hecho de materiales refractarios o enfriados activamente. Esto mejora enormemente la relación empuje/peso del motor a alta velocidad.

Se cree que este diseño de motor podría permitir un rendimiento suficiente para un vuelo antípoda a Mach 5, o incluso permitir que un vehículo de una sola etapa en órbita sea práctico. El motor cohete híbrido SABRE que respira aire es un motor preenfriado que se encuentra en desarrollo.

Híbrido de pistón y turbofan

En el Salón Aeronáutico ILA de Berlín de abril de 2018 , el instituto de investigación de:Bauhaus Luftfahrt con sede en Múnich presentó un motor de ciclo compuesto de alta eficiencia para 2050, que combina un turbofan con engranajes con un núcleo de motor de pistón . El ventilador de 16 aspas y 2,87 m de diámetro ofrece una relación de derivación ultraalta de 33,7 , impulsado por una turbina de baja presión con engranajes, pero el accionamiento del compresor de alta presión proviene de un motor de pistón con dos bancos de 10 pistones sin turbina de alta presión. , aumentando la eficiencia con combustión isocórica - isobárica no estacionaria para presiones y temperaturas máximas más altas. El motor de 49,7 kN (11.200 lb) podría propulsar un avión regional de 50 asientos . [24]

Su TSFC de crucero sería de 11,5 g/kN/s (0,406 lb/lbf/hr) para una eficiencia general del motor del 48,2%, para una temperatura del quemador de 1700 K (1430 °C), una relación de presión general de 38 y un pico presión de 30 MPa (300 bar). [25] Aunque el peso del motor aumenta un 30%, el consumo de combustible de los aviones se reduce un 15%. [26] Patrocinado por la Comisión Europea en el marco del proyecto Marco 7 LEMCOTEC , Bauhaus Luftfahrt, MTU Aero Engines y GKN Aerospace presentaron el concepto en 2015, elevando la relación de presión general del motor a más de 100 para una reducción del consumo de combustible del 15,2% en comparación con los motores de 2025. [27]

Numeración de posiciones del motor

Las palancas de empuje de un Boeing 727 de tres motores , cada una con el número de motor respectivo.

En aviones multimotor, las posiciones de los motores están numeradas de izquierda a derecha desde el punto de vista del piloto que mira hacia adelante, así por ejemplo en un avión de cuatro motores como el Boeing 747 , el motor número 1 está en el lado izquierdo. más alejado del fuselaje, mientras que el motor No. 3 está en el lado derecho más cercano al fuselaje. [28]

En el caso del bimotor English Electric Lightning , que tiene dos motores a reacción montados en el fuselaje uno encima del otro, el motor nº 1 está debajo y delante del motor nº 2, que está encima y detrás. [29]

En el Cessna 337 Skymaster , un avión bimotor push-pull , el motor número 1 es el que está en la parte delantera del fuselaje, mientras que el motor número 2 está detrás de la cabina.

Combustible

Los motores alternativos (de pistón) de los aviones suelen estar diseñados para funcionar con gasolina de aviación . Avgas tiene un octanaje más alto que la gasolina para automóviles para permitir relaciones de compresión , producción de potencia y eficiencia más altas a mayores altitudes. Actualmente el Avgas más común es el 100LL. Esto se refiere al octanaje (100 octanos) y al contenido de plomo (LL = bajo contenido de plomo, en relación con los niveles históricos de plomo en Avgas antes de la regulación). [ cita necesaria ]

Las refinerías mezclan Avgas con tetraetilo de plomo (TEL) para lograr estos altos índices de octanaje, una práctica que los gobiernos ya no permiten para la gasolina destinada a vehículos de carretera. La disminución del suministro de TEL y la posibilidad de que una legislación medioambiental prohíba su uso han convertido la búsqueda de combustibles sustitutos para los aviones de aviación general en una prioridad para las organizaciones de pilotos. [30]

Los motores de turbina y los motores diésel de aviones queman diversos grados de combustible para aviones . El combustible para aviones es un derivado del petróleo relativamente menos volátil basado en queroseno , pero certificado según estrictos estándares de aviación, con aditivos adicionales. [ cita necesaria ]

Los modelos de aviones suelen utilizar motores nitro (también conocidos como "motores incandescentes" debido al uso de una bujía incandescente ) impulsados ​​por combustible incandescente , una mezcla de metanol , nitrometano y lubricante. También se encuentran disponibles en el mercado modelos de aviones [31] y helicópteros propulsados ​​eléctricamente . Los pequeños vehículos aéreos no tripulados multicópteros casi siempre funcionan con electricidad, [32] [33] pero se están desarrollando diseños más grandes que funcionan con gasolina. [34] [35] [36]

Ver también

Notas

  1. ^ Los primeros automóviles del mundo producidos en serie con sobrealimentadores llegaron antes que los aviones. Se trataba de Mercedes 6/25/40 CV y ​​Mercedes 10/40/65 CV, ambos modelos introducidos en 1921 y utilizaban sobrealimentadores Roots. GN Georgano , ed. (mil novecientos ochenta y dos). La nueva enciclopedia de automóviles desde 1885 hasta la actualidad (3ª ed.). Nueva York: Dutton. págs.415. ISBN 978-0-525-93254-3.

Referencias

  1. ^ Wragg, David W. (1973). Un diccionario de aviación (primera ed.). Águila pescadora. pag. 215.ISBN _ 9780850451634.
  2. ^ "China lanza un fabricante estatal de motores de aviones". CCTV América. 29 de agosto de 2016.
  3. ^ ab "GE avanza hacia los motores turbohélice y se enfrenta a Pratt". Wall Street Journal. 16 de noviembre de 2015.
  4. ^ a B C Ian McNeil, ed. (1990). Enciclopedia de Historia de la Tecnología . Londres: Routledge. págs. 315–21. ISBN 978-0-203-19211-5.
  5. ^ Gibbs-Smith, Charles Harvard (1970). Aviación: un recorrido histórico desde sus orígenes hasta el final de la Segunda Guerra Mundial. Londres: Oficina de papelería de Su Majestad . ISBN 9780112900139.
  6. ^ Gibbs-Smith, Charles Harvard (1960). El avión: un estudio histórico de sus orígenes y desarrollo. Londres: Oficina de papelería de Su Majestad .
  7. ^ Invierno, Frank H. (diciembre de 1980). "¿Ventilador con conductos o el primer avión a reacción del mundo? Se reexamina la afirmación de Coanda". La Revista Aeronáutica . Real Sociedad Aeronáutica. 84 .
  8. ^ Antonio, Dan; Cicoș, George; Buiu, Ioan-Vasile; Bartoc, Alexandru; Sutic, Robert (2010). Henri Coandă y su trabajo técnico durante 1906-1918 (en rumano). Bucarest: Editura Anima. ISBN 978-973-7729-61-3.
  9. ^ Guttman, Jon (2009). SPAD XIII contra Fokker D VII: Frente Occidental 1918 (1ª ed.). Oxford: águila pescadora. págs. 24-25. ISBN 978-1-84603-432-9.
  10. ^ Powell, Hickman (junio de 1941). "Él aprovechó un tornado..." Ciencia popular .
  11. ^ Anderson, John D (2002). El avión: una historia de su tecnología. Reston, VA, EE.UU.: Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica. págs. 252–53. ISBN 978-1-56347-525-2.
  12. ^ ab Calderwood, Dave (9 de julio de 2020). "Pipistrel ofrece motor eléctrico certificado tipo". Publicación Seager. Revista FLYER . Consultado el 18 de agosto de 2020 .
  13. ^ Gibbs-Smith, CH (2003). Aviación . Londres: NMSO. pag. 175.ISBN _ 1-9007-4752-9.
  14. ^ Boulay, Pierre (1998). Guías Larivière (ed.). Les hélicoptères français (en francés). ISBN 978-2-907051-17-0.
  15. ^ "Información ASH 26 E". DE: Alexander Schleicher. Archivado desde el original el 8 de octubre de 2006 . Consultado el 24 de noviembre de 2006 .
  16. ^ "Los gemelos diamantes renacidos". Revista voladora. Archivado desde el original el 18 de junio de 2014 . Consultado el 14 de junio de 2010 .
  17. ^ ab Estreno mundial: primer vuelo de un avión con motor eléctrico, Association pour la Promotion des Aéronefs à Motorisation Électrique, 23 de diciembre de 2007, archivado desde el original el 10 de enero de 2008.
  18. ^ Turborreactor superconductor, Physorg.com , archivado desde el original el 23 de febrero de 2008.
  19. ^ Voyeur, Litemachines, archivado desde el original el 31 de diciembre de 2009.
  20. ^ "TCDS para motor E811, modelo 268MVLC" (PDF) . Agencia de Seguridad Aérea de la Unión Europea . 18 de mayo de 2020 . Consultado el 18 de agosto de 2020 .
  21. ^ Axter aeroespacial
  22. ^ Wragg, David W. (1973). Un diccionario de aviación (primera ed.). Águila pescadora. pag. 4.ISBN _ 9780850451634.
  23. ^ "Análisis del efecto de los factores sobre la eficiencia de la turbina de cohete líquido" por Zu, Guojun; Zhang, Revista Yuanjun de Tecnología de Propulsión no. 6, pág. 38-43, 58.[1]
  24. ^ David Kaminski-Morrow (24 de abril de 2018). "El concepto híbrido de pistón y ventilador con engranajes podría reducir drásticamente el consumo de combustible". Vueloglobal .
  25. ^ "Ficha técnica del concepto de motor de ciclo compuesto" (PDF) . Bauhaus Luftfahrt.
  26. ^ "El concepto de motor de ciclo compuesto". Bauhaus Luftfahrt.
  27. ^ Sascha Káiser; et al. (Julio de 2015). "Un concepto de motor de ciclo compuesto con relación hecto-presión". Conferencia AIAA de Propulsión y Energía . doi :10.2514/6.2015-4028. ISBN 978-1-62410-321-6.
  28. ^ Asociación Nacional de Aeronaves Comerciales (1952). Skyways para empresas. vol. 11. Publicaciones de Henry. pag. 52.
  29. ^ "English Electric Lightning F53 (53-671) - Centrales eléctricas". Museo de Aviación de Gatwick . Archivado desde el original el 12 de junio de 2018 . Consultado el 9 de junio de 2018 .
  30. ^ "Earl Lawrence de la EAA, elegido secretario del Comité Internacional de Combustible de Aviación" (Presione soltar). Archivado desde el original el 3 de marzo de 2013.
  31. ^ "Aviones eléctricos - RTF". www.nitroplanes.com .
  32. ^ "Amazon.com: Tienda de drones fotográficos: Guía de compra: Electrónica". Amazonas .
  33. ^ "Cuadcópteros RC". www.nitroplanes.com .
  34. ^ "¡Sí! El cuadricóptero híbrido de gasolina y eléctrico cuenta con cifras impresionantes". www.gizmag.com . 27 de mayo de 2015.
  35. ^ "Goliat: un cuadricóptero de gasolina". La-tecnologia.io .
  36. ^ "El cuadricóptero de levantamiento pesado levanta cargas de 50 libras. Es un HULK (HLQ) impulsado por gasolina: grifo industrial". www.industrytap.com . 2013-03-11.

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