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Motor turbofan utilizado en los B 747.

Los motores de aviación tipo turbofan, son una generación de motores a reacción que reemplazó a los motores turbojet. Caracterizados por disponer un ventilador o fan en la parte frontal del motor, el aire entrante se divide en dos caminos: aire de bypass o secundario y aire primario. Tienen varias ventajas: consumen menos combustible,^[1] lo que los hace más económicos, producen menor contaminación y reducen el ruido ambiental.

Suele interesar mantener grados de bypas altos ya que disminuyen el ruido, la contaminación, el consumo especifico de combustible y aumenta el rendimiento. Sin embargo, un aumento en el bypass reduce el empuje especifico a velocidades cercanas o superiores a las del sonido, por lo que para aeronaves militares supersónicas se utilizan motores turbofan de bajo bypass.

[editar] Clasificación

• Turbofan de bajo índice de derivación: Posee entre uno y tres ventiladores en la parte frontal que producen parte del empuje de la aeronave. Su indice de bypass (desviación del flujo secundario de fluído) tiene un valor entre el diez y sesenta y cinco por ciento del flujo primario, que es igual al cociente entre las áreas de paso. Es normal que exista un carenado a lo largo de todo el conducto del flujo secundario hasta la tobera del motor. En la actualidad se utilizan mucho en aviacion militar y en algunas aeronaves comerciales como el A340, el MD 83 y el fokker 100.
• Turbofan de alto índice de derivación: Estos motores representan una generación más moderna; la mayor parte del empuje motor proviene de un único ventilador situado en la parte delantera del motor y movido por un eje conectado a la última etapa de la turbina del motor. Al utilizarse sólo un gran ventilador para producir empuje se origina un menor consumo específico de combustible y un menor ruido.^[2] Lo que le hace muy útil para velocidades de crucero entre 600 y 900 km/h. Algunas aeronaves comerciales siguen utilizando motores de bajo bypass (como el JT8D).
• Propfan, unducted fan y turbofan de indice de ultra-elevado de derivacion (ultra high bypass turbofan): Son la generacion de motores turbofan que se está experimentando. El Propfan resulta básicamente una mezcla entre un turbofan y un turbohélice, siendo muy parecido al unducted fan que es un turbofan sin el carenado externo y con mayor indice de derivacion. El turbofan con indice de derivacion ultra-elevado es un proyecto similar con indices de derivacion mayores de 20 lo que permitirá menor consumo específico de combustible y gran reduccion de gases contaminantes.

[editar] Componentes

Diagrama de funcionamiento del turbofan. Sistema de baja presión en verde. Sistema de alta presión en púrpura

• Fan: situado al frente del motor.^[3] Es dónde se inicia la propulsión. Le atraviesa un flujo de aire que se divide en dos corrientes: la primaria y la secundaria o bypass air.^[4] La corriente primaria^[5] entra a través de los compresores a la cámara de combustión.^[6]

• Compresores: el flujo de aire secundario pasa a través de diversas etapas de compresores que giran en el mismo sentido del fan. Se suelen utilizar compresores de alta y de baja presión en distintos ejes. La función de estos compresores es aumentar de modo significativo la presión y la temperatura del aire.

• Cámara de combustión: una vez realizada la etapa de compresión, el aire sale con una presión treinta veces superior de la que tenía en la entrada y a una temperatura próxima a los 600 ºC. Se hace pasar este aire a la cámara de combustión, donde se mezcla con el combustible y se quema la mezcla, alcanzándose una temperatura superior a los 1100 ºC.

• Turbinas: el aire caliente que sale de la cámara, pasa a través de los álabes de varias turbinas, haciendo girar diversos ejes. En los motores de bajo bypass el compresor de baja presión y el fan se mueven mediante un mismo eje; mientras que en los de alto bypass se dispone de un eje para cada componente: fan, compresor de baja presión y compresor de alta presión.

• Escape: una vez el aire caliente ha pasado a través de las turbinas, sale por una tobera por la parte posterior del motor. Las estrechas paredes de la tobera fuerzan al aire a acelerarse. El peso del aire, combinado con esta aceleración produce parte del empuje total.^[7] En general, un aumento en el bypass trae como consecuencia una menor participación de la tobera de escape en el empuje total del motor.

[editar] Notas

1. ↑ El combustible que consumen es aero-keroseno o JPA1.
2. ↑ El ruido es consecuencia del efecto envolvente que produce el aire frio del flujo secundario sobre el aire caliente del flujo primario
3. ↑ Aunque en ocasiones también puede colocarse en la parte trasera
4. ↑ En los motores turbofan de alto bypass es mayor que un 65% del total. Para los motores turbofan de bajo bypass se sitúa entre el 10% y 65%
5. ↑ El porcentaje restante de aire
6. ↑ Normalmente se consideran los motores turbofan más eficientes a medida que poseen un mayor grado de bypass, llegando este de ser hasta del 95% en algunos motores de ultima generación
7. ↑ La parte del empuje motor producido depende del tipo de turbofan

[editar] Véase también

• Motor de aeronave
• Motor de aviación
• Turbocompresor
• Turborreactor
• Estatorreactor

[editar] Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Turbofan.Commons
• Página de la NASA sobre motores turbofan