Al abordar un vuelo de línea aérea, es posible que no pase mucho tiempo pensando en los motores. Pero son la única razón por la que 700.000 libras de aluminio y pasajeros pueden atravesar el aire a un 80% de la velocidad del sonido.
Los básicos.
Los motores de chorro, que también se llaman turbinas de gas, trabajan aspirando el aire en el frente del motor usando un ventilador. A partir de ahí, el motor comprime el aire, mezcla combustible con él, enciende la mezcla de combustible/aire, y lo dispara por la parte posterior del motor, creando empuje.
Partes de un motor de chorro
Hay 4 tipos principales de motores de turbina, pero para este ejemplo, vamos a utilizar el turbofan, que es el tipo más común de motor de turbina que se encuentra hoy en día en los aviones de línea aérea.
El ventilador
La primera parte del turbofan es el ventilador. Es también la parte que puedes ver cuando estás mirando el frente de un jet.
El ventilador, que casi siempre está hecho de cuchillas de titanio, aspira enormes cantidades de aire en el motor.
El aire se mueve a través de dos partes del motor. Una parte del aire se dirige al núcleo del motor, donde ocurrirá la combustión. El resto del aire, llamado «aire de derivación», se mueve alrededor del exterior del núcleo del motor a través de un conducto. Este aire de derivación crea un empuje adicional, enfría el motor y hacen que el motor sea más silencioso cubriendo el aire de escape que sale del motor. En los turbohélices modernos, el aire de derivación produce la mayoría del empuje de un motor.
El compresor
El compresor está situado en la primera parte del núcleo del motor. Y, como probablemente has adivinado, comprime el aire.
El compresor, que se denomina un «compresor de flujo axial», utiliza una serie de álabes de hélice en forma de perfil aerodinámico para acelerar y comprimir el aire. Se llama flujo axial, porque el aire pasa a través del motor en una dirección paralela al eje del motor (en contraposición con el flujo centrífugo).
A medida que el aire se mueve a través del compresor, cada conjunto de cuchillas es ligeramente más pequeño, añadiendo más energía y compresión al aire.
Entre cada conjunto de álabes del compresor, hay álabes en forma de perfil aerodinámico no movibles llamados «estatores». Estos estatores (que también se denominan paletas), aumentan la presión del aire convirtiendo la energía rotacional en presión estática. Los estatores también preparan el aire para entrar en el siguiente conjunto de cuchillas giratorias. En otras palabras, «enderezan» el flujo de aire.
Cuando se combinan, un par de hojas giratorias y estacionarias se llama etapa.
El Combustor
El combustor es donde el fuego ocurre. A medida que el aire sale del compresor y entra en el combustor, se mezcla con combustible y se enciende.
Suena simple, pero en realidad es un proceso muy complejo. Esto se debe a que el combustor necesita mantener una combustión estable de mezcla de combustible / aire, mientras que el aire se mueve a través del combustor a una velocidad extremadamente rápida.
El casco contiene todas las partes del combustor, y dentro de él, el difusor es la primera parte que funciona.
El difusor ralentiza el aire del compresor, facilitando su encendido. La cúpula y el remolino añaden turbulencia al aire para que pueda mezclarse más fácilmente con el combustible. Y el inyector de combustible, como probablemente adivinó, rocía combustible en el aire, creando una mezcla de combustible / aire que se puede encender.
A partir de ahí, el revestimiento es donde ocurre la combustión real. El revestimiento tiene varias entradas, permitiendo que el aire entre en múltiples puntos de la zona de combustión.
La última parte principal es el encendedor, que es muy similar a las bujías en un carro o avión de pistón-motor. Una vez que el encendedor enciende el fuego, es autosostenible, y el encendedor se apaga (aunque a menudo se utiliza como respaldo en mal tiempo y condiciones de hielo).
La turbina
Una vez que el aire pasa a través del combustor, fluye a través de la turbina. La turbina es una serie de palas en forma de perfil aerodinámico que son muy similares a las palas en el compresor. A medida que el aire caliente y de alta velocidad fluye sobre las palas de la turbina, extraen energía del aire, giran la turbina en un círculo y giran el eje del motor al que están conectados.
Este es el mismo eje al que están conectados el ventilador y el compresor, por lo que girando la turbina, el ventilador y el compresor en la parte delantera del motor continúan aspirando más aire que pronto se mezclará con combustible y se quemará.
La boquilla
El último paso del proceso sucede en la boquilla. La boquilla es esencialmente el conducto de escape del motor, y es donde el aire de alta velocidad se dispara hacia atrás.
Esta es también la parte donde la tercera ley de Sir Isaac Newton entra en juego: para cada acción, hay una reacción igual y opuesta. Simplemente, forzando el aire hacia fuera, la parte posterior del motor en la velocidad alta, el aeroplano es empujado hacia adelante.
En algunos motores, también hay un mezclador en la boquilla de escape. Esto simplemente mezcla algo del aire de desvío que fluye alrededor del motor con el aire caliente, quemado, haciendo el motor más reservado.
Poniéndolo todo junto
Los motores a reacción producen cantidades increíbles de empuje al aspirar aire, comprimirlo, encenderlo y agotarlo por la parte de atrás. Y lo hacen eficiente en el consumo de combustible
Así que la próxima vez que suba a bordo de un avión de pasajeros, ya sea el piloto o esté montado en la cabina como pasajero, tome un segundo para agradecer a los ingenieros que hicieron posible que su jet vaya a través del cielo en el 80% de la velocidad del sonido.
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