TECNOLOGÍA - AERONÁUTICA: Propulsión e instrumentación - 6ª parte
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Tecnología

AERONÁUTICA

Propulsión e instrumentación - 6ª parte


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El motor de reacción (continuación)

El motor turbofán o turboventilador

letra capitular El turbofan o turboventilador, también llamado turborreactor de doble flujo, no es más que una variante del motor turbohélice, en el cual a la hélice se le añaden más palas y se reduce de tamaño para que quepa dentro del propio cilindro del motor.

En este tipo de motor se comprime solo una parte del aire entrante y el flujo restante se desvía hacia el final de la turbina a través de una carcasa exterior, donde se mezcla con los gases calientes que son expelidos por la propia turbina, para finalmente salir ambos por la tobera.

Vista del ventilador de un motor turbofan, ubicado dentro del cilindro del motor
Vista del ventilador de un motor turbofan, ubicado dentro del cilindro del motor

En algunos motores de doble flujo el aire que circula por el exterior no se vuelve a mezclar dentro del reactor, sino que es expelido directamente al exterior. Se trata de una variante en la que cinco de cada seis partes del aire entrante salen directamente tras la compresión en la primera etapa del compresor, la otra sexta atraviesa todo el bloque del reactor.

Este motor necesita velocidades diferentes de rotación en cada parte de alta y baja presión, lo que se logra combinando dos turbinas y dos compresores en dos ejes concéntricos denominados rodetes gemelos.

Se clasifican en bajo o alto índice de derivación, según acoplen uno o más ventiladores y del porcentaje de derivación del flujo. Los de alto índice de derivación (que poseen un único ventilador en la parte frontal) constituyen la generación más moderna, utilizados sobre todo en aviación comercial por su mayor rendimiento y bajo ruido.

Ilustración de un motor turbofan de alto índice de derivación
Ilustración de un motor turbofan de alto índice de derivación

El motor de doble flujo es más eficiente y aporte un mayor empuje durante el despegue y ascenso que otros reactores, a la vez que el aire que circula por el exterior sirve de refrigeración. Además, se reduce el nivel de ruido.

Estos motores han sido ampliamente adoptados por los aviones comerciales, mientras que los motores clásicos de reacción son montados principalmente en los aviones militares caza y aviones de transporte supersónicos, como el mítico Concorde.

El estatorreactor

A este motor se le ha denominado incluso con el calificativo de "tubería voladora", ya que está abierto en ambos extremos y en él no existe compresor ni turbina. Para que funcione un estatorreactor es necesario que la velocidad inicial del avión sea suficientemente alta (superior a 300 km/h), y que la "tubería" y la tobera tengan un diseño determinado, de tal forma que el aire entre a baja velocidad y alta presión en la sección de combustión.

Este motor aprovecha el efecto ariete o de presión dinámica que produce el aire al entrar en el reactor cuando el avión vuela a gran velocidad. Este efecto comprime parcialmente el aire, pero puede ser suficiente para que el reactor trabaje sin necesidad del compresor ni la turbina. No obstante, para que el estatorreactor comience a trabajar, es necesario que el avión sea propulsado por otros medios hasta alcanzar la velocidad mínima de funcionamiento de este reactor, y por tanto de la velocidad del aire entrante.

El pulsorreactor

Un pulsorreactor se asemeja a un estatorreactor, pero en este caso la combustión no es continua, sino intermitente o pulsante, por efecto de una serie de válvulas que se encuentran situadas delante de la propia sección de combustión.

La combustión se inicia cuando el aire entra a través de las válvulas, cerrándose éstas al aumentar la presión, de tal forma que los gases no pueden regresar hacia la entrada siendo expulsados por la tobera, produciendo un empuje. Al escapar los gases se reduce la presión y las válvulas pueden abrirse de nuevo para recibir aire de nuevo y repetir el ciclo.

Los pulsorreactores también pueden funcionar sin válvulas, como en el llamado reactor de ondas, en donde el ciclo depende de las ondas de presión que se manifiestan hacia delante y hacia atrás en un reactor con el diseño y dimensiones adecuadas.

Una característica del pulsorreactor es su capacidad de proporcionar empuje en ausencia de velocidad, al contrario de lo que sucede con el estatorreactor. Por ello, puede ser arrancado con el avión detenido y despegar por sí mismo. Su lado negativo es la velocidad máxima que puede alcanzar, que no llega a los 1000 km/h. Además, su faja eficiencia, excesivo ruido y vibraciones mecánicas restringen su uso a aeronaves o ingenios propulsados no pilotados.

El pulsorreactor más famoso es el que utilizaba el misil alemán V-1, que funcionaba a un ritmo de 40 ciclos por segundo. Hizo su primer vuelo en 1942, hacia el final de la Segunda Guerra Mundial.

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