Por Avión Revue — 9 de Enero de 2009

pregunta de Antonio José García

Chupar, comprimir, quemar y expulsar: así funciona básicamente un reactor

El funcionamiento básico de un reactor es similar al del motor de cualquier coche: se absorbe aire, se comprime, se mezcla con combustible, se quema y se expulsa. La forma en que esto se hace, sin embargo, es muy diferente.

La admisión del aire es casi lo único similar: el vehículo, al moverse hacia delante, fuerza al aire a entrar al motor. En el caso de un reactor, en ese momento el aire empieza a ser comprimido por medio de diferentes etapas de turbinas que además lo aceleran antes de llegar a las cámaras de combustión, donde se mezcla con el combustible. Allí, la combustión es continua, como en una caldera. La misma temperatura existente en la zona garantiza esto.

Sin embargo, tanto para el encendido inicial del motor como para asegurar que ésta se mantenga -por ejemplo cuando se vuela entre nubes o en una tormenta o bajo ciertas condiciones- existe un sistema de ignición continua que puede ser seleccionado por los pilotos. Una vez quemados combustible y aire, los gases resultantes vuelven a ser comprimidos y acelerados antes de llegar a la tobera de salida. Allí se mezclan con el aire frío lo que ayuda a disminuir el ruido generado por el chorro de gases.

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9 comentarios

#1 — killerrex

Hola!

Siento ser el aeronáutico corrector pero hay un par de errores:

1- Cuando el aire entra en el motor de reacción lo que se encuentra es un compresor (como una turbina, pero los álabes son opuestos y algo más grandes)

2- Cuando sale de la cámara de combustión se encuentra la turbina donde se expande hasta presion ambiente con lo que se acelera.

Como nota curiosa, los motores grandes llevan varias etapas de compresores y turbinas conectadas de forma que el primer compresor gira solidario con la última turbina y el último compresor lo hace con la primera turbina. Esto exige que los ejes que los unen sean una serie de tubos concéntricos extremadamente precisos.

3- El aire frío se sangra de las etapas de compresión y se inyecta en las turbinas (normalmente en los álabes) ya que son estos los que soportan mayores temperaturas, pero no sirve para reducir el ruido. Para esto lo que se hace es que la primera etapa de compresor se hace muy grande (un turbofan) y gran parte del flujo de aire se acelera sin pasar por el motor logrando mover más masa de aire a menos velocidad (el ruido depende sobre todo de la velocidad de salida)

Siento el ladrillo...

#2 — Juan Carlos

El aire no entra al motor porque el vehículo se mueva. Los motores también funcionan con el avión parado o en el banco de pruebas (lo mismo que los coches).

Curiosamente el dibujo del motor s¡ que dice correctamente lo de chupar, comprimir, etc...

Y ya puestos, creo que ayudaría quitar el esquema de un motor militar con afterburner, dado que no lo mencionáis en el texto.

Echadle un vistazo a http://www.rolls-royce.com/education/schools/how_things_work/gasturbine/quickguide.htm

#3 — jose

killerex siento rectificarte a ti xD, pero estamos hablando de un reactor, no de un turbofan, asiesque no tienes flujo de derivacion para evitar tanta sonoridad. quien lleve puesto el bixo del reactor no le importara mucho la sonoridad.

para refrigerar las palas de turbina lo que suelen hacer en la mayoria de casos es hacerles microagujeros a la pala y hacerla hueca, en la raíz de la misma, por su interior, le inyectan aire de las primeras etapas del compresor para que no haya tanto contraste de temperatura, y este aire inyectado sale por los agujeros escurriendose hacia detrás formandose una finisima capa de aire "fresco" dentro de lo que cabe y asi protegiendo la pala, ya que al principio de la turbina de un reactor pueden estar alcanzndo los 1800ºC.

#4 — killerrex

Jose, no me rectificas, explicas con detalle lo que yo he dejado mal explicado (problemas de postear demasiado tarde): lo de mezclar flujos para reducir ruido (y optimizar el motor en realidad) se hace en un turbofan... lo malo es que tal y como lo puse parece que le pegas al reactor un "turbofan", me refería a que estaba hablando de un turbofan.

El aire sangrado de las etapas de compresión se hace también en otros puntos pero al inyectar en los álabes evita además que se desprenda la capa límite en las últimas etapas de la turbina... además de evitar que se funda, claro.

#5 — Spooner

El articulo habla de un turborreactor puro, voy a explicar algunos sistemas incrementadores de empuje de un turborreactor.

-el sistema de ignición continua que puede ser seleccionado por los pilotos también llamado "postcombustión" consiste en inyectar combustible después de la turbina en la tobera de salida, mucho oxigeno todavía no se ha quemado, aumenta la velocidad de salida de los gases y por lo tanto el empuje, hasta valores del 60%, muy practico para actuaciones que necesiten un gran empuje, pero esto es un lastre si no se necesita, por eso cada motor tiene que estar diseñado para cada fin.

-hay otro sistema incrementador de empuje llamado "inyección de agua", se utiliza solo en despegue los días de elevada temperatura o en lugares donde la altura respecto al nivel del mar es considerable. Se inyecta agua o agua-metanol normalmente antes del compresor para aumentar la densidad del aire para conseguir un aumento del 30% del empuje normal.


Cabe destacar también los dosados (masa de combustible que entra en el motor respecto a masa de aire) de un turborreactor son: 1parte de keroseno por cada 60 de aire, respecto a los motores alternativos de automoción que pueden llegar a 1 parte de gasolina o gas-oil por cada 15 partes de aire.


Un saludo a mis compañeros de la I.T.A de aeromotores

#6 — jose

killeres tienes razon jeje ;), respecto a lo que dice Spooner la inyeccion de agua con metanol también la he visto, a parte de en las primeras etapas del compresor, en la cámara de combustión asi también se le puede añadir mas combustible para aumentar el empuje.

si estoy equivocado creo que sera en el agua con metanol pero no se irá mucho ya que me acuerdo que en las cámaras de combustión se le añade un tipo de agua para aumentar también la parte de combustible en la mezcla.

saludos a todos, malegro de que poco a poco vayamos activando esta página con comentarios y poco a poco aprender más con los conocimientos de cada uno. por cierto, porque sabeis cosas sobre aeronáutica, yo las se porque estoy estudiando mantenimento aeromecánico en el complejo de cheste (vlc).

#7 — Spooner

yo estoy terminando ingenieria tecnica aeronautica de la especialidad de Aeromotores en Leon.

jose, estoy contigo en lo de aprender cosas nuevas de cada uno, hay cosas que no vienen en los libros, sobretodo en este campo, por eso las curiosidades son bien recibidas...xD

#8 — Val

El aire de refrigeración de la turbina de alta potencia siempre se coge en las ultimas etapas del compresor (si se cogiera de las primeras entonces la presión sería muy baja y el aire entraría en vez de salir).
Para proteger los álabes de la turbina a veces se recubren además de un cerámico avanzado no frágil (hay algún chanchullo para conseguirlo) aparte del monocristal típico.
Supongo que con ignición continua os referís a que el motor inyecta continuamente combustible, no que genera chispas continuamente ¿no?

#9 — SGP

Lo que se hace con el aire, más que acelerarlo, es comprimirlo... primero con la propia toma de aire (difusor) luego con el compresor (axial o centrífugo)