Turbofan
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Los motores de aviación tipo turbofan, son la nueva generación de motores a reacción que reemplazo a los motores turbojet. Se caracterizan por tener un ventilador (fan) en la parte frontal del motor desde el cual el aire se divide en dos tipos: Aire de bypass y aire primario. Este tipo de motores tiene las ventajas de consumir menos combustible (aerokerosene JPA1) lo cual resulta más económico para el operador, contaminan menos el aire y reducen la contaminación sonora.
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[editar] Clasificación
- Turbofan de Bajo índice de derivación (Bypass). Poseen desde 1 hasta 3 ventiladores en la parte frontal por medio de los cuales se produce parte del empuje de la aeronave. Se caracterizan por tener un porcentaje de flujo de bypass con respecto al flujo total que entra al motor de un 10 a un 65%.
- Turbofan de Alto índice de derivación (Bypass).Estos motores representan una generación más moderna, en la cual la mayor parte del empuje del motor proviene de un solo gran ventilador situado en la parte delantera del motor cuyo movimiento proviene de un eje conectado directamente a una serie de turbinas independientes de las demás. Esto trae como resultado un menor consumo de combustible a velocidades de entre 650km/h y 900km/h que son las velocidades en las cuales se realizan muchos de los vuelos comerciales de más de 30 minutos de duración.
[editar] Componentes
- Fan: Situado al frente del motor. La propulsión comienza en él. A través de él, circula el flujo de aire que se divide en dos corrientes: la principal o bypass air que es mayor a un 65% del total para los motores turbofan de alto bypass y es entre el 10% y 65% para los motores turbofan de bajo bypass. La corriente secundaria llamada primary air, que se trata del porcentaje restante representa la cantidad de aire que entra a los compresores y a la cámara de combustión. 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. Aunque tiene muchas ventajas como una disminución el el ruido, la contaminación, el consumo especifico de combustible y el rendimiento; 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 aunque actualmente todavía quedan muchos casos de aeronaves comerciales utilizando motores de bajo bypass (como el JT8D)
- Compresores: El flujo de aire secundario pasa a través de diversas etapas de compresores que giran en el mismo sentido del fan. Comúnmente se poseen compresores de alta y de baja presión en distintos ejes. A través de estos compresores se consigue un aumento significativo de 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 incendia la mezcla, alcanzándose una temperatura superior a los 1100 ºC.
- Turbinas: El aire caliente que sale de la cámara, pasa a través de los alabes de varias turbinas, haciendo girar diversos ejes. En los motores turbofan de bajo bypass se mueven con un mismo eje, el compresor de baja presión junto con el fan; mientras que para los turbofan de alto bypass se posee 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, es expulsado a través del escape en la parte posterior del motor. Las estrechas paredes de este escape fuerzan al aire a acelerarse. El peso del aire, combinado con esta aceleración produce parte del empuje total del motor dependiendo que tipo de turbofan sé este analizando teniendo como regla general el hecho de que un aumento en el bypass trae como consecuencia una menor participación de la tobera de escape en el empuje total del motor.
