Propulsión de las aeronaves Flashcards
Para que avión vuele…
Necesaria fuerza que se oponga a resistencia al avance del aire - Fuerza de empuje / avance / thrust
Se opone a drag (resistencia avance del aire)
Fuerza de empuje / avance / thrust
-Se opone a resistencia al avance del aire
-Genera suficiente V para generar sustentación
(Recuerda que F de sustentación la proporcionan las alas, y directamente proporcional a superficie alar)
Qué se opone a la F de sustentación?
PEso del avión (weight)
F de sustentación también se llama lift
Quien genera la F de empuje / avance / thrust?
Propulsión del avión
Quien genera la F dse sustentación?
Los planos (pero la fuerza de avance proporciona suficiente V para que se genere sustentación)
Cómo genera un motor empuje?
Coge una masa de aire y la acelera (F = m x a)
Leyes asociadas a propulsión
- 2ª ley de Newton: PAra una masa constante de aire, se genera más fuerza cuanto más varíe la V
- 3ª ley de Newton: A toda fuerza aplicada en un sentido, se opone otra fuerza de igual dirección y magnitur y distinto sentido (principio de acción reacción)
Según cómo se logre la aceleración de la masa de aire la propulsión puede ser:
- Propulsión con hélice (mucho aire, poca aceleración)
- Propulsión a chorro (Jet): Poca masa, mucha aceleración
Según el mecanismo de producción de la energía necesaria para la propulsióon:
Los motores pueden ser:
- De pistón o alternativos (convencionales)
- De turbina (reactores)
Motores de turbina, generalidades
Son motores que entregan la potencia que generan a un eje central, al que a su vez pueden ir acoplados otros mecanismos (hélices, ventiladores o ejes rotores)
Clasificación de motores turbina
- Turbo-jet o turborreactor
- Turboventilador o turbofan
- Torbuhélice o turbopropulsor
- Turboeje o turboshaft
Turbo jet o turborreactor, generalidades
- Motor que equipaban primeros aviones de turbina
- 3 etapas: Compresión - combustión de la mezcla aire combustible - Expansión a través de la turbina
Turbo jet o turborreactor, funcionamiento
Compresor mete aire comprimido y a gran T en la cámara de combustión, donde se mezcla con combustible y se produce la combustión. Los gases generados se expanden hacia la turbina, donde pierden presión y aumentan la V, transmitiendo E a los alabes, que mueven la turbina - eje - compresor - se reinicia el ciclo
Turbo-fan o turbo ventilador. Generalidades
Motor de turbina que equipan mayoría de aeronaves comerciales en servicio actualmente
Motor de turbina con ventilador sensiblemente más grande que el compresor antes de el mismo
Turbo-fan o turbo ventilador, funcionamiento
El ventilador comprime parcialmente parte del aire, que se desvía por fuera del motor hasta que se mezcla con los gases que salen por la tobera de la turbina.
Este aire se llama flujo secundario, es comprimido sólo parcialmente por el ventilador, el que le imprime presión y V
Flujo secundario contribuye a refrigerar motor / reducir ruido
El turbofan en comparación con turbojet…
Es una mejora del turbojet
Es más eficiente, ya que sólo parte del aire pasa a la cámara de combustión
Relación entre flujos en turbofan
La relación entre flujo secundario y flujo primario se llama relación de derivación, y en la mayoría de los casos es de 4 a 7
En los motores turbofan, para que….. (funcionamiento)
Para mejorar su eficacia, y poder sobredimensionar los fans, no todas las etapas del motor pueden girar a la misma V
Esto se consigue con un sistema de eje múltiple formado por 2-3 ejes concéntricos
Sistema de eje múltiple en turbofan
- Eje LP - baja V - 1 Fan / 5 turbina
- Eje MP - V media - 8 Compresor / 1 Turbina
- Eje Hp - V alta - 6 Compresor / 1 Turbina
Turbohélice o…..
Turbo propulsor
Turbohélice, generalidades
La potencia que genera se utiliza para mover una hélice, acoplada a su eje previo paso por una caja de engranajes desmultiplicadores
Turbohélice, de la potencia generada….
Un 90% se usa para mover la hélice
Turbohélice, dónde se utiliza
Aeronaves de tamaño mediano o pequeño, de no más de 500-600km/h
Turbohélice, giro de la hélice
Limitado a 2500-3000 rpm, a más V el aire en las palas genera turbulencias y se pierde eficacia
Turboeje o…
Turboshaft
Turboeje, generalidades
Motor de turbina, la potencia que genera se entrega a través de un eje que opera un mecanismo externo (no hélice).
El eje (toma de fuerza) puede acoplarse directamente a la turbina del motor (principal) o a una turbina libre que se encuentra en la salida de la corriente de gases de la turbina principal
Para qué se usa normalmente un turboeje? Cómo?
Para propulsar helicópteros. Turbina primaria mueve compresor y turbina libre mueve el rotor (tras pasar por caja de engranajes)
En caso de no haber turbina libre, y que por tanto el eje que mueve el rotor esté unido a la turbina primaria, tieneq ue existir algún sistema de embrague
Posición de los motores y dificultades asociadas
- Debajo de las alas: proximidad a depósitos de combustible
- En los laterales o encima del fuselaje: Dificultad de acceso
Los motores van rodeados por…
- Capot, carenado o góndola
- Normalmente redondo, excepto en algún modelo como el B737 donde está achatado por su parte inferior
Los motores, en caso de ir en las alas….
Sujetos a las mismas a través del Pylon mediante sujección delantera y trasera
A qué se refiere la clasificación de motores en piston/alternativo y turbina (reactor)?
Al mecanismo de energía utilizado para la propulsión
A qué se refiere la clasificación de los motores en propulsión por hélice o propulsión a chorro (jet)?
En el mecanismo utilizado para acelerar la masa de aire
