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Diseño Y Operación De Motores De Aeronaves De Turbina De Gas

Publicado en Enero 3, 2023 por Peter Rogers

Los motores de jet de turbina de gas convencionales, como el turbofán, han existido durante años. Ellos electrican casi todos los aviones comerciales y son extremadamente confiables. Cada vez que aborda una aeronave comercial, esta tecnología proporciona una capacidad segura y efectiva para llevarlo a su destino.

Un motor de turbina de gas varía mucho en el diseño del motor en su automóvil. El aire ingresa a la parte delantera del motor a través de la sección del ventilador, que funciona en el eje N1 o de baja presión. En grandes motores de derivación, que son los más efectivos, 4 veces el aire que continúa en el centro del motor, o más, se dirige alrededor del empuje generador del motor. Luego, el aire que entra al centro del motor llega a la sección del compresor. Aquí, el aire se comprime en etapas a medida que continúa hacia atrás. Dado que el aire no le gusta fluir de áreas de baja presión a alta presión, los motores de turbina dependen del efecto en cascada. El compresor, que se ejecuta en el eje N2 o el eje de alta presión, contiene etapas de las cuchillas del rotor. Estas cuchillas del rotor son pequeñas perfiones de titanio que irradian en el eje. Al igual que el ala de un avión que se mueve a través del aire, estas cuchillas están posicionadas para hacer un área de baja presión en la parte superior y mayor presión debajo.

Teniendo en cuenta que estas cuchillas están en ángulo hacia adelante, el área de baja presión está hacia adelante en el motor y las caras de alta presión hacia atrás. Entre cada par de cuchillas rotativas de rotor, hay un anillo de cuchillas estacionarias llamadas Banes del estator. Estas son cuchillas en forma de perfil de titanio en forma de titanio colocadas opuestas a las cuchillas del rotor. A medida que el área de alta presión detrás de las cuchillas del rotor pasa el área de baja presión antes de las palas del estator, el aire fluye de alta presión a baja presión. Esto se puede continuar a través de la sección del compresor hasta que la tensión aumente considerablemente mayor que la presión externa.

Cuando el aire sale de la sección del compresor del motor de la turbina, ingresa al área de combustión. Como consecuencia del aumento de la presión, el aire está a una temperatura más alta. Se inyecta combustible en este aire calentado y se agrega una chispa para encender la mezcla. Durante la combustión, el aire se calienta rápidamente y se expande aún más. Esto aumenta la presión en la cámara de combustión fuerza el aire hacia atrás durante la turbina del compresor de alta presión. Aquí, la energía en el aire en expansión se usa para girar la turbina que transfiere energía a través del eje N2 para alimentar el compresor en la parte delantera del motor. Después de pasar por el compresor, el aire continúa hacia la turbina de potencia. Aquí es donde la mayoría de la energía en el aire transfiere a lo largo del eje N1 al ventilador que produce la mayoría del empuje de los motores. El aire restante sale de la parte trasera del motor y proporciona el motor alrededor del veinte por ciento de su empuje total.

El motor de turbina de gas básicamente usa la misma ingesta, compresión, energía y ciclos de escape que su motor automotriz de cuatro tiempos. Los motores de turbina simplemente varían en funcionamiento desde un motor de cuatro tiempos. La simplicidad del motor le ha permitido seguir siendo el motor esencial de la aviación comercial.