¿Cómo funciona un turborreactor turbafan, turbohelice y postcombustión

Summary

El video explica el funcionamiento de un turborreactor, destacando la importancia de la tercera ley de Newton en el movimiento de los aviones a reacción. Se analiza cómo el aire comprimido entra en la cámara de combustión, se calienta y se expande para generar un chorro de alta velocidad. También se mencionan las partes del motor, como el compresor, la turbina y el ventilador. Además, se exploran variaciones como motores turbofan y turbohélice, utilizados en aviación comercial y militar. El video concluye con la explicación de la postcombustión y sus implicaciones en términos de empuje y consumo de combustible.

Takeaways

• ✈️ El avión a reacción se mueve siguiendo la tercera ley de Newton: la acción y reacción, como un globo cuando lo soltamos.
• 🔥 El motor de reacción busca producir un chorro de alta velocidad en la salida para generar más empuje.
• ⚙️ Para lograr esto, se utiliza una cámara de combustión que quema combustible, expandiendo el aire y aumentando su velocidad.
• 🌀 Las aspas del compresor comprimen el aire, elevando su temperatura y presión antes de la combustión.
• 🔩 El compresor y la turbina están conectados por un eje. La energía de los gases en la turbina hace girar el compresor.
• 🚀 La salida del motor es más estrecha para aumentar la velocidad del escape, lo que genera un mayor empuje.
• 💡 El ciclo de funcionamiento del motor se llama ciclo Brayton, similar al ciclo de un motor a pistón.
• 🌪️ Los motores turbofan, usados en aviones comerciales, utilizan grandes ventiladores para aumentar el empuje con mayor eficiencia y menos ruido.
• ⚡ La postcombustión se usa en aviones militares para aumentar el empuje, aunque es muy ineficiente en términos de consumo de combustible.
• 🛩️ Los motores turbohélice mueven una hélice que produce la mayor parte del empuje, utilizando la energía de una turbina de gas.

Q & A

¿Cuál es el principio físico que permite que un avión a reacción avance?

El avión a reacción avanza por la tercera ley de Newton, que establece que para cada acción hay una reacción de igual magnitud y dirección opuesta. En este caso, el chorro de alta velocidad del motor genera una fuerza de empuje hacia adelante.

¿Qué es lo que se busca con los motores a reacción?

El objetivo de los motores a reacción es producir un chorro de alta velocidad a la salida. Cuanto mayor sea la velocidad del chorro, mayor será la fuerza de empuje generada.

¿Cómo se logra que el aire se expanda en un motor a reacción?

Para que el aire se expanda y cree un chorro de alta velocidad, se utiliza una cámara de combustión donde se quema combustible. Esto calienta el aire y lo expande, generando el chorro de alta velocidad.

¿Cuál es la función del compresor en un motor a reacción?

El compresor eleva la presión y la temperatura del aire antes de que entre en la cámara de combustión. Lo hace utilizando una serie de álabes que añaden energía al aire, preparándolo para la combustión.

¿Cómo se transmite la energía entre el compresor y la turbina?

El compresor y la turbina están conectados mediante un eje. La turbina absorbe la energía del flujo de aire caliente que sale de la cámara de combustión y esa energía se utiliza para hacer girar el compresor.

¿Qué diferencia a los motores turbofan de otros motores a reacción?

Los motores turbofan incorporan un ventilador (fan) de gran tamaño en el eje de baja presión. Este ventilador desvía una gran cantidad de aire y proporciona un empuje adicional, además de mejorar la eficiencia del motor, haciéndolo más económico y silencioso.

¿Qué es la postcombustión y en qué tipo de aviones se usa comúnmente?

La postcombustión es un proceso donde se inyecta combustible extra en la tobera de escape para aumentar la presión y el empuje. Es común en aviones militares, ya que permite aumentar el empuje significativamente en situaciones críticas, aunque a costa de un alto consumo de combustible.

¿Cuál es la principal ventaja de un motor turbofan en comparación con otros motores?

La principal ventaja del turbofan es que produce un empuje significativo con un menor consumo de combustible, haciéndolo más eficiente para la aviación comercial. Además, es más silencioso debido a que el aire frío desviado se mezcla con el aire caliente, reduciendo el ruido.

¿Cómo afecta la velocidad del chorro de salida al ruido generado por el motor?

El ruido producido por un motor a reacción depende en gran medida de la velocidad del chorro de salida. En los motores turbofan, la mezcla del aire frío desviado con el aire caliente permite mantener la velocidad del chorro dentro de límites aceptables, reduciendo así el ruido.

¿Qué diferencia a un motor turborreactor de un turbohélice?

Un motor turbohélice utiliza la energía de la turbina para mover una hélice en lugar de generar empuje directamente con los gases de escape. Aproximadamente el 90% del empuje proviene de la hélice, mientras que el 10% proviene de los gases de escape, lo que lo hace más eficiente para velocidades más bajas.