ESCUELA DE ESPECIALISTAS ESPECIALISTAS DEL AIRE
LEÓN
HISTORIA D E L A PR OP UL SI ÓN A RE AC CI ÓN
En Agosto de 1939, se descubrió al mundo la existencia de aviones propulsado propulsados s por motores de de reacción, desde esta fecha hasta la actualidad tanto las turbinas de gas como los aviones a reacción han sido ampliamente aceptados, llegando en algunos casos como la propulsión a reacción a ser el medio mas comunmente usado para la propulsión de aviones. Aunque hasta el año arriba indicado, no voló el prim primer er avi avión a reacc eacció ión n no quiere ere decir esto que la propulsión por reacción no se conociera con ante ríoridad, ya que la propulsión a reacción y las turbinas de gas se encuenencuen-tran tran entre las más antiguas concepciones concepciones mecánicas existentes, como dato cu-rloso diremos que en los comienzos de la Era Cristiana, Hero (filósofo (filósofo griego) griego) dise iseñó un apa aparat rato que consi nsistí stía en una una esf esfera era hue hueca montada sobre dos so portes, sobre los cuales giraba, al salir vapor por dos tubos diametralmente opuestos (principio acción-reacción), acción-reacción), En los años posteriores fueron descubriéndose otros aparatos con mayor o menor realización práctica hasta que el 16 de enero de 1930 Prank Whittle, patentó el primer reactor, su construcción no se realizó hasta el año 1937• A partir de este momento la construcción de motores de reacción y turbinas ñas de gas se extendió a diversas compañías situadas en distintos países,los cuales construyeron distintos modelos de motores de reacción.El primer avión del mundo que voló con un motor de reacción lo hizo con uno que pesaba 365 -kg, y proporcionaba un empuje de 500 kg alcanzando los 700 km/h*
Desde esta fecha hasta nuestros días el motor de reacción se ha ido imponiendo según ha ido evolucionando, de tal manera que en la actualidad es -el que se usa prácticamente en todos los aviones del mundo que necesitan gran des fuerzas propulsoras. Esta imposición ha podido ser materializada, debido a las ventajas que tiene comparándole comparándole con los motores de émbolo. ESTUDIO COMPARATIVO DEL MOTOR DE REACCIÓN CON EL MOTOR DE EMBOLO A continuación describimos las ventajas e inconvenientes del motor de -reacción sobre el motor de émbolo« 1- Según se fueron aumentando la potencia de las plantas motrices se vio que la complicación y el peso de éstas se hacía muy grande, esto viene deter minado por el pará paráme metr tro o pote potenc ncia ia/p /pes eso, o, o bien bien pair paira a los los moto motore res s de reacción -por empuje/peso. En el caso de los motores de émbo émbolo lo, , los los valo valore res s máxi máximo mos s que que se lograron obtener fueron próximos a 2, por lo cual un motor que desarrolla ra una potencia de 2000 CV pesaba alrededor de 1000 kg. En cambio en los motores de reacción con pesos similares al descrito se puede obtener potencias superiores a 10.000 CV,con lo cual el valor de este parámetro tomará valores superiores a 10. Este parámetro tiene gran importancia en Aviación, ya que -cuanto mayor sea el valor de él, menor será la parte proporcional que le corresponde al motor del peso total del avión, por lo cual mayor parte nos que que dará para la carga útil u otros menesteres-
2 - Al ir alimentando la potencia de los motores de émbo émbolo lo, , mayo mayore res s fuer fueron on xas áreas áreas frontal frontales es de éstos éstos por lo cual éstas se hicieron predominantes es tando directamente expuestas al aire, lo cual nos supone una resi resist sten enci cia a al avan vance pro proporci orcio onal nal al cuadr adrado ado de la velo veloci cida dad d de vuel vuelo o y a la supe superf rfic icie ie -exp -expue uest sta. a. Para Para poder der det determi rminar nar la imp import ortanc ancia de esta resi esiste stenci ncia considera remos un parámetro que nos relaciona la potencia y superficie frontal del mo tor, potencia/superficie. Una vez hecho este estudio,se puede observar que -en el caso de los motores de reacción toma valores muy superiores a los de -émbolo, razón por la que la fuerza propulsora efectuada será mayor. L
En algunos motores de émbolo, tales como los de estrella, estrella, el valor de -este este parámetro se puede mejorar, haciendo motores motores de varias estrellas, pero esto tiene el inconveniente de aumentar el peso del motor con lo que disminuimos disminuimos el valor del parámetro parámetro anterior y aumentaremos la posibilidad de ave-tías al aumentar la complejidad mecánica. 3- En el motor de émbolo el elemento propulsor es la hélice la cual tiene buenos rendimientos hasta velocidades que se aproximan a los 700 km/h. pero cuando se va aproximando a valores de 900 Km/h baja el rendim rendimien iento to de una manera manera brusca, brusca, al aparecer aparecer fenómeno fenómenos s de comp compre resi sibi bili lida dad d y onda ondas s de choq choque ue, , por por lo cual cual con con estos motores no podemos volar a velocidades superiores a los 900 km/h. No ocurre lo mismo en los aviones dota dotado dos s de moto motore res s de reac— reac— ción ción, , ya que que la velo veloci cida dad d que se puede lograr con estos es muy superior a es ta y solo vendrá determinada por la resistencia mecánica de los elementos de éste. 4-,- Otra ventaja considerable de los motores de reacción sobre los motores de émbolo es la posibilidad que tienen de volar a alturas muy superiores (te cho del avión). Esto es debido a que los motores de émbolo al volar a gran— des alturas y haber disminuido la densidad del aire, por lo cual, con el volumen aspirado no es suficiente para proporcionarnos la potencia necesaria -para propulsar al avión. Esto se puede corregir parcialmente con motores sobrealimentados
o sobr sobrec ecom ompr prim imid idos os, , pero pero debi debido do a la comp comple leji jida dad d y aumento de peso que nos llevaría a que el funcionamiento de ellos se adaptase a las dis tintas alturas, es por lo cual, estos motores no suelen rebasar los 7000 mts El motor de reacción aunque se encuentra con estos prob proble lema mas, s, debi debido do que que para para aspi aspira rar r el aire aire, , tien tiene e un gran compresor, la altura a que puede volar, es mayor superando los aviones actuales los 10.000 mts. En este pequeño estudio comparativo no todo son ventajas del motor de reac reacci ción ón, , ya que que en es te, te, el rend rendim imie ient nto o tota total l es bajo, lo que nos conduce a un consumo de combustible alto, sobre todo cuando vuela a baja altura, este gasto se puede amino rar rar volan lando a gran grand des alt alturas, ras,d dond onde tenemos tenemos una mejora mejora de rendimie rendimiento nto y una dismin disminuci ución ón de resistencia aerodinámica. Aunque no sea una desventaja propia mente dicha, para la construcción de los motores de reacción actuales, se ne cesita una alta tecnología mecánica, que no todos los países poseen, esto es debido a las grandes temperaturas que deben soportar algunos elementos c
DIVISIÓN DE LOS MOTORES DE REACCIÓN Segú Según n el proc proces eso o de func funcio iona nami mien ento to, , clas clases es de combustible combustible y esquema de diseño diseño, , ios motores motores se pueden divi dividi dir r en dive divers rsos os tipo tipos• s• En el cuadr cuadro o 1 se -dá -dá su clasificación junto con el esquema de cada uno. Como se observa los motores de reacción, se dividen en 2 grupos principales, autónomos o cohetes y
no autónomos o aerorreactores. En los cohetes,-debido a que que llev llevan an cons consig igo o el oxid oxidan ante te y el comb combus usti tibl ble e que que reaccionan en -la combustión, no necesita de elementos externos por lo cual se denominan au tónomos. En los aerorreactores el oxidante que interviene en la comb ombust ustión ión -es el aire atmosférico, por lo cual su funcionamiento se limita a los ambien tes en ios cuales se disponga de suficiente aire atmosférico. Los motores de reacción no autónomos (aeror (aerorrea reacto ctores res) ) son los más exten exten didos didos actual actualmen mente te y los que nos interesan en este estudio, dentro de su divi sión de aerorreactores sin compresor y con compresor, nos nos limi limita tare remo mos s al estudi estudio o de los los aero aerorr rrea eact ctor ores es con con compresor y las concretamente a los turbo- -reactores, dand ando al fina final l una unas ideas deas sobre obre los tur turbobo-hél hélices ices y aerorreactores de doble flujo (turbofan) de gran uso en la actualidad que estudiaremos en -cur -curso sos s más más elevados. COMPONENTES FUNDAMENTALES DE LOS TURBORREACTORES Aunque Aunque los turbor turborrea reacto ctores res actual actuales es son bastan bastante te complejos, hay una serie de elementos que son comunes a todos los motores, estos elementos pueden tener distintas medidas y hasta en algunos casos variar su form forma, a, pero pero su mi sión sión es idén idénti tica ca en todo todos, s, al ser ser órgano órganos s princi principal pales es e indisp indispens ensabl ables es del motero motero Estos Estos componentes según el orden de colocación en el motor (de adelan te a atrás son:
-Difusores — Comp Compre reso sore res s - Cámara de combustión - Turbinas - Toberas Su misión y funcionamiento específico, se verá en Capítulos posteriores FUNCIONAMIENTO BÁSICO DEL TURBORREACTOR SIMPLE El turborreactor es un motor de combustión, en el cual convertimos la energía cinética que llevan los gases al salir a alta alta velocida velocidad d a la atmósfer atmósfera a y en en traba trabajo jo útil que empleamos en el desplazamiento del avión. En el apartado anterior, hemos visto los elementos principales del tur borreactor y en los capítulos posteriores veremos su función específica y demás demás características, ahora vamos a dar una pequeña idea del funcionamiento elemental del motor. El aire que incide en el motor en vuelo se comprime en el difusor per diendo parte de la velocidad y a través de éste pasa al compresor, donde se comprime a varias atmósferas gracias al trabajo que sacamos en la turbina; el fluido una vez comprimido, llega a las cámaras de combustión donde se le aporta calor a presión casi constante (disminuye algo debido a las pérdidas) Esta aportación es debida a la combinación del combustible con el aire. Debido a la quema del combustible en la cámara de combustión, la temperatu ra
de los gases a la salida de la cámara habrá aumentado considerablemente alcanzando valores de 900º C. ó superiores que vienen determinados por la re sistencia térmica de los materiales de la turbina. Los gases que salen de la cámara con una energía elevada entran en la -turbina, donde donde se expansionan produciendo trabajo, que se gasta en el acciona mien miento to del del comp compre reso sor r y de los los órga órgano nos s auxi auxili liar ares es del del motor motor. . De aquí el gas gas pasa pasa a la tobera tobera de salid salida a dond donde e sigue expansionándose, la presión disminuye y la velocidad continua aumentando alcanzando a la salida del motor unas con diciones estáticas al nivel del mar de 550 a 650 m/s. y en vuelos, valores más elevados. Esta alta velocidad de salida de los gases es la que nos produce La fuerza que empleamos en la propulsión del avión.
FUNDAMENTOS DE MOTORES DE REACCIÓN ALGUNAS DEFINICIONES.
1, PRESIÓN La presión es la fuerza por unidad de superficie• Esta es igual en todas direcciones cuando el gas está limitado o confinado. La presión se origina por la realización de un trabajo. 2. PRESIÓN PRESIÓN ATMOSF ATMOSFÉRICA ÉRICA..- Es la presión presión de la atmósfera, atmósfera, resultante del peso del aire que envuelve a la Tierra y la acción de la fuerza de la grave dado
3. PRESIÓN PRESIÓN DIFERE DIFERENCIA NCIAL.L.- Es la la diferenci diferencia a de presión presión entre dos puntos sepa rados dentro del mismo sistema, debida a algunos procesos mecánicos ó químicos. 4. PRESIÓN DINÁMICA.DINÁMICA.- Es el aumento aumento de presión presión que se produce en la ad misión del motor originado por su velocidad hacia adelante. Puede
también producirse una presión dinámica negativa originada por la reduc ción de la velocidad. 5. PRESIÓN DE IMPACTO.- Es la fuerza producida por el peso de una masa en - movimiento (peso x velocidad). 6. ADIABÁTICA.- Es el calificativo que se da a cualquier proceso de va riación del "estado de un gas" cuando ni se le añade ni es de qui— tar el calor. rodean 7. AMBIENTE a) ATMOSFER ATMOSFERA.A.- Capa Capa de aire aire que que envuel envuelve ve la Tierra. Tierra. Cons Const ta del 78% 78% del nitró itróge geno no, , 21% 21% de oxíg oxígen eno o y 1% de gases inertes. b) TROPOSFE TROPOSFERA.RA.- Es la part parte e de la atmós atmósfer fera a compren comprendida dida entre la superficie de la Tierra y 11.000 metros de altura aproximadamente. aproximadamente. 10. ESTRATOSFER ESTRATOSFERA.A.- Es la parte parte de la la atmósfera atmósfera terrestre que empieza a los 11.000 metros de altura y continua hasta donde no hay atmós c) TECHO TECHO DE SERVICI SERVICIOS.OS.- La La altitud altitud a la la que puede puede subir un avión a razón de 300 metros por minuto,
d) TECHO TECHO ABSOLUTO ABSOLUTO..- La altitu altitud d a partir partir de la la cual el avión no: puede subir más. DENSIDAD .- Es el peso por cada unidad de volumen. El volumen de
aire en un motor durante la unidad de tiempo a una velocidad da da es constante. 14. ESTATICO.- En reposo. I. EMPUJE 1.1. QUE ES EMPUJE El empuje es simplemente la reacción de una fuerza desequili brada. Esto se ded deduce uce de la segunda y tercera ley del movimiento, de Newton. La teroera ley del movimiento de Newton estableces "A toda accion ión» acompaña una reacción de igual valor valor y sentido contrario". contrario". Un ejemplo común común de esta ley lo tenemos en un hombre que salta desdo un bote al muelle.
klLLU
Aoción del hombre bote
Acción del
Aplicando esta ley al motor de reacción, tenemos que: ACCIÓN
REACCION Fuerza de las presiones de empuje
ión n Producció
La segunda ley de Newton establece lo siguientes "La acción acción de una fuerza que actúa sobre un cuerpo cuerpo es igual al producto de la ma eración que le produce". La fuérza puede, pues, expresarse como masa por aceleracion (F=m.a)• COMO SE DESARROLLA EL EMPUJE El empuje en un motor de reacción se produce por medio del bustible y el aire que se acelera a través del motor; el valor del empuje depende de la cantidad de aire y combustible que se acelera. Be Be una deduccion de la segunda ley del movimiento, de Newton. Fuerza = masa x aceleración, o sea, F Masa - cantidad de materia (no peso) «
É5
La gravedad (g) - aceleración producida por la gravedad, que -es - es igual a 9.98 metros metros por segundo cad cada a segundo (m/seg2) • Este fac tor se considera constante, si bien esto no es completamente cierto Hay 6.370 km. desde el oentro de la Ti Tier erra ra a la su supe perf rfic icie ie de la mi mism sma a y, por ta tant nto, o, comparando esta distancia con las altitudes que oonooemos, no tiene materialmente variación el factor 9,8 m/seg2. -De aquí que se considere constante.
2.000
g
¿000
Gravedad
de la tuno
__.
Infinito
Altura en Km.
Fig* 1ª. 1ª . Gráfico de la fuerza fuerza de la gravedad. mayor mayor altura altura de funcio funcionami namiento ento muy pequeña pequeña comparada comparada con las cantidades cantidades de la Figura 1ª• "g" se puede considerar constante. Loa qu científicos científicos nos dicen que en la es tratosfera tratosfera no hay un vaoío perfecto. pero es cien veces mayor que e el que se pudiese haoer en un laboral
L a
Figura 1* indica la fuerza de la gra dad de la luna. En un cierto punto de la estratosfera estratosfera la luna nos fuerza de la luna es solamente atraería hacia la quinta ella. parte de la fuerza d r
En caída libre. un objeto cae a 9.8 metros por segundo cada se gundo y su velocidad aumenta en esa misma cantidad cada segundo. La Figura 2ª muestra el efecto de las cond co ndic icio ione nes s at atmo mosf sfér éric icas as so sobr bre e la ve velo loci cida dad d de un objeto en caída libre. La disminución de la velocidad de caída libre de un cohete desde el punto en que en tra en la atmósfera al punto de impacto es el resultado de la resis tencia al avance que produce la atmósfera sobre el cohete. Podemos. por tanto, escribir la siguiente expresión: Masa
dividido por la fuerza de la gravedad
e El siguiente termino a discutir en la segunda ley del movimien to de Newton es "aceleración". La aoeleración es la variación da locidad a través del motor. Tomando la velocidad de los gases a la salida, expresada por Vs y restándole la velocidad del aire a la en trada del motor, expresado por Ve. podemos oonocer el
cambio cidad del gas Vc.
de
velo
La fórmula sería: \
V
V
e
V
o*
\
Esta no es la verdadera aceleración; la aceleración es una re
potencia momentanea otenci
velocida La velocidad empieza a
A
Z. ѣSW*NCIA Al MAHCC TMOSFE
Fig* 2*. Efecto de la atmósfera en la velocidad lación y la variación de velocidad que se ha IMPACTO VELOCIDAD MAXIMA
indicad indicado o en la formula formula anterior anterior es solamente solamente el cambio cambio y no la relaoión. En esta fórmula -hemos expresado la variación de velocidad en metros por segundo; (m/seg), mientras que en la relación Viene expresada en metros por segundo cada segundo (m/seg2). Este hecho, sin embargo, no impide -que se us use e la va vari riac ació ión n de vel velocidad expresada en metros por segun-do en la fórmula del empuje» pues la masa de aire estará expresada en kilogramos por segundo y así se introduce
el factor adicional -tiempo. El resultado de todo esto es la siguiente fórmula para calcu— lar el empuje: F
a
W
e
(v
e Vj,
S
en la que F W a
e
empuje del motor en libras. (kilogramos en el sistema me trico). flujo de aire a través de motor en libras/seg* (Kg/seg* en el sistema métrico)* 3 2,2
aceleración de la gravedad en pies/seg2 m/seg2 m/seg2 en el sistema sistema métrico.
9, 8
V Velocidad de los gases de escape en pies/seg. (m/seg en el sistema métrico) V Velocidad del avió avión n con respecto al aire en pies/seg. (m/seg* en el sistema métrico). f
e
.
Milla - 5.280 pies pies* *
MPH x 1,46 (constante)= Pies/seg Km/h* : 3.6
5.280 : 3.600"
1,46. J
H'
m/seg*
1 Libra = 0,4536 Kg. Queda otro factor a considerar en el cálculo de empuj empuje e y es el combu combus s tibl tible. e. El com combust bustib ible le que que es un factor contribuyente para la producción del empuje, debe calc calcul ular arse se de de la mism misma a mane manera ra que que la mas masa a de aire aire. . La fórmula completa queda entonces como sigue :
Fn (empuje neto) - ------- (V~ - V a) 4 -~-~ Vs en la que(Wf » consumo de combustible ©n lib/segj^Kg/seg. en el sistema sistema mé trico* Es práctica corriente no tener en cuenta el consumo de combustible c
empuje, porque paso del aire que penetra a través del motor puede suponerse que es equiva gases una va gundo (Wa) es el mayor factor que la origina. r Hay pueden afectar este peso de la masa de aire y son. 1 * Temperatura del aire ambiente: cuanto mayor es la temperatura menor es el flujo de aire, porque el calor hace aumentar la separacion. de las partículas, disminuyendo el peso. Presión atmosféricas cuanto mayor es la presión mayor es el flujo de aire aire resu result ltan ante te. . 3. Alt Altur ura: a: cua cuant nto o mayo mayor r
T
es la altura menor es la presión del aire y por tanto menor es el flujo del aire 4* Velocidad de avance del avión: cuanto mayor es la velocidad del avión mayor presión dinámica se crea, y, por tanto, mayor es el flujo del aire, 5* Humedad; el tanto por ciento de vapor de agua en el aire en un mo mento determinado se compara con su estado de saturación completa Como el vapor de agua es mas ligero que el aire, cuanto mayor es la humedad, menor es el peso del aire, 6* Rendimiento de los conductos del avión. 7* R.P.M. del motor. 8. Rendimiento del compresor del motor. El empu mpuje máx máximo imo desar esarr rolla ollad do es el está estáti tic co. Cuando el avión empieza a moverse y aumenta su velo veloci cida dad d el empu empuje je del del moto motor r dism dismin inuy uye e debi debido do a la res resiste istenc ncia ia que la atmó atmósf sfer era a ofre ofrece ce al avan avance ce del del avión, conocida como resistencia al avance. Esta declaración está hecha considerando que no hay presión dinámica en este punto y por tanto no hay aumento de presión en la admisión del motor producida por la velocidad del avance del avión.
Cuando la velocidad del avión es suficiente para presionar o almacenar bastante aire en la admisión del motor para que las presiones en ellas sean iguales a la presión exterior, entonces tenemos lo que se conoce como recupe recupera raci ción ón de pres presió ión n de un cien ciento to por por cien cien* * Este Este punto del ciento por cien depende de la instalación del motor hablando aproximadamente la succión pro ducida por el compresor, arrastrando cada partícula de aire, crea una pre— sión negativa en la admisión del motor; la pres presió ión n en los condu onduct ctos os del del motor otor es men menor que la existencia en el exterior de dichos conductos. La Fig.-3 demuestra esta acción» En esta presión negativa creada en los conductos de admi admisi sión ón, , y el -avalan -avalanzam zamien iento to del del aire aire exter exterior ior para llenar esta área de baja presión. -la que crea una una succ succió ión n en dich dichos os cond conduc ucto tos, s, suficie suficiente nte para para arra arrast stra rar r a un homb hombre re a trav través és de ello ellos, s, particularmente cuando
el motor esta funcionando a grandes velocidades. Por esta misma acción* es necesario conservar las pistas de rodaje y de aparcamiento libres de materias extr extrañ añas as, , como como pied piedra ras, s, tuer tuerca cas, s, torn tornil illo los, s, álam álam bres de frenar, etc. Pudiera dejarse estas materias en rampas y pis de rodaje y después ser reco tor. resul tando ave compresor y de la turbina Corrien te de aire ex terior que lle na el área de
Area de baja presión debida a. la succion de! compresor
baja — presión
Figura 3ª.
Efecto de depresión en la admision del motor. Aproximadamente, por encima de las 300 a 330 M/H de velocidad -del avión, entramos en la parte conocida como efecto de presión posi_ tivo, en cuyo punto la presión en el interior del conducto de admisi sión aumenta por la presión dinámica debida a la velocidad de avance hasta que esa presión es mayor que la existente en el exterior del'conducto. En este punto el empuje empieza de aumentar y cuan nuevo to mayor es la presión dinámica mayor es el aumento de empuje Fig,4ª indica la relación relación del empuje empuje con la VELOcidad de vuelo en form fo rma a gráf gráfic ica. a. W
n ¥ r
Empuje neto Presión
Veloci dad cero
dinámica
100% velocidad del motor
to de mayor entr diferencia
vs y ve.
300-360 MPH
Figura 4ª. Gráfico de la relación del empuje a la velocidad del aire.
(F £1 s) empuje
ex es realme nte ción se da siempre
o empuje estático -los motores de reac-
Generalmente el flujo del aire proporciona el 99 % del em empuj puje e aoelera aoeleración ción debida al flujo flujo de combu co mbust stibl ible e es aprox aproxima imada damen mente te % En un motor motor que funciona con postquemador se aumenta el fl * combustible y de esta manera proporciona aproximadamente del %> del empuje. 1.3. CUANDO SE DESARROLLA EL EMPUJE El co con njunto es est tator y ro rot tor (co com mpreso sor r) crea terrible*) diferencias de presión en el motor y son estas diferencias las que producen el empuje. El compresor y la Turbina son inversos en la pro producción del ara-puj -puje: el comp mpr res eso or pro rod duc uce e una compresión que proporciona empuje ha cia adelante y la turbina9 pr prod oduc ucie iend ndo o un una a ex expa pans nsió ión, n, pr prop opor orci cion ona a em puje hacia atrás. La Figura 5* muestra las dos áreas opuestas en la producción — del empuje de un motor de reacción, fie han empleado diagramas conven cionales para demostrar
el de desa sarr rrol ollo lo de del l em empu puje je, , La ac acci ción ón de del l co com m pr pres esor or crea una fuerza pequeña en la admisión y alta en la sali sa lida da, , si sien endo do la di dire recc cció ión n ha haci cia a at atrá rás. s. De ac acue uerd rdo o con la tercera ley del movimiento de Newton esta fuerza es de igual valor y sentido contrario, siendo esta reacción expresada oomo empuje e indicada en la Fig 5ª con un valor de 20.000 libras.
Presión (Accion) (Accion) Reacción (Empuje) '-;;of?
acción del Compresor
20.000 Ibs
Sección de combustión 10.000 libras r.
+
«Sección de la turbina y de escape
10.000 Ib s. s.
Lj-Z.C-oibj.-»!
I
18.000 lbs.
fig.5ª La seooión de combustión aumenta esta fuerza de
presión de la -misma manera y se añaden otras 10.000 libras de empuje hacia adelant nte e en el ejemplo anterior, teniendo teniendo un total de 30.000 libras de empuje. empuje. Sin embargo ahora debemos considerar la aooion de la parte parte po pos s te teri rior or de del l mo moto tor. r. A tr trav avés és de la tu turb rbin ina a empieza la expansión de loa gases y continúa en la sección de escape o salida. De la alta pre sión a la entrada de la turbina a la más baja de la sección de escape se orea una fuerza hacia adelante como indica indica la Fig.5ª y una reacción resultante hacia atrás. La mayor parte de este empuje hacia atrás se produce en la turbina (18.000 libras) y una cantidad más pe
quena (2.000 (2.000 libras) en la sección sección de escape. escape. Este total de 20.000 20.000 libras libras de empuje empuje hacia hacia atrás atrás debe debe resta restarse rse de las 10.000 libras de empuje hacia adel adelan ante te prod produc ucid ido o por por las las secc seccio ione nes s del del comp compre reso sor r y combustión, resultan do que un motor en este caso produce una una fuerz uerza a de pro propul pulsió sión hacia ade— de— lante de 10.000 libras libras de empuje. empuje. Considerando desde el punto de vista de la propulsión, el empuje hacia atrás es perjudicial. Sin embargo, la ac ción de expansión de la turbina es necesaria para arrastrar el compresor y proveer de aire al motor. tión y en otros sitios, pero son iguale se compensan unas lateral.
omb un em pu je
La tobera de escape no es el origen del empuje, es solamente la conducción del empuje producido por el motor con una restricción que, de paso aso, crea presiones dife difere renc ncia iale les. s. Como Como se ha descri descrito to y demost demostrad rado o en la figur gura 5ª, sen est estas difer ferenc encias ias de pre presió sión las las que proporcionan empuje.-Po -Por ejemplo un compresor no comp compri rimi mirá rá a meno menos s que que sea sea cont contra ra una una cont contrapr rapres esió ión. n. Serl Serla a lo mism mismo o que que inte intent ntar ar hinc hincha har r un neum neumát átic ico o que que tuvi tuvier era a un gran gran aguj agujer ero; o; por por tant tanto, o, la tobe tobera ra crea crea la contr contrapr apres esión ión que que de paso paso prod produ uce empu mp uje. je . II. CICLOS BÁSICOS DE LOS MOTORES DE EMBOLO Y DE
REACCIÓN. La figo 6*, indica gráficamente la relación entre los ciclos del motor de émbolo y el de reacción con el volumen y la presión que son los factores controlables de la potencia producida. Siguiendo sobre el gráfico la curva correspondiente al ciclo ciclo Otto Otto del del moto motor r de émbo émbolo lo, , vemo vemos s que que cuan cuando do el émbolo empieza su tiempo de compr mpresión el volumen dism dismin inuy uye e y la pres presió ión n aume aument nta; a; cuan cuando do se prod produc uce e la -chispa para la combustión, debe notarse que los gases se expanden en un -espacio reducido y ocurre un aumento de presión enorme. El émbolo es forzado a bajar y la presión disminuye cuando el volumen aumenta. El tiempo de escape obliga a salir a los gases quemados y con la admisión arras arrastra tran n do aire aire fresco fresco al interi interior or empiez empieza a nuevam nuevament ente e el ciclo. El ciclo Brayton del motor de reacción, la acción del compresor, de la misma manera, reduce el volumen y aumenta la presión; el aumento de — presión sin embargo, no es tan grande como el que ocurre en el ciclo Otto Cuando ocurre la combustión, la expansión de los gases produce un aumento del volumen con una ligera caída de la presin. Cuando los gases pasan por la turbina del motor sucede una gran caída de presin. La presión c tinúa descendiendo en pequeña proporción cuando los gases pasan por la sección de escape con aumento aumento de volumen. El área de este círculo es la figur
cuanto
maypres Ahora vemos el último desarrollo de los motores de reacción como se refleja en el gráfico de la fig.6ª. Debido a los perfeccionamientos logra dos en los , resultando en la linea de la compresión una mayor dismi: volumen y un mayor aumento de la presion. Con la combustión s ta una ligera caída de presión con el gran aumento de volumen compresores modernos, se obtienen mayores relaciones de compre sión
Brayton en la turbina
exp en
o
y en la sección de escape. Vemos, sin embargo, que las mejo mejor ras conse onse guida uidas s por por los los inge ingeni nier eros os en todo odo el moto motor* r* dan dan por por resu result ltad ado o un ana ana yor yor aument aumento o del área área como se indica indica en el gráfico gráfico y, por tanto, tanto, una -ma -mayor yor pote poten ncia. ia. Esta áre área contin tinuará uará aument menta ando ndo con con los los nuevos perfecc iona ionami mien ento tos s y estu estudi dios os. .
Vi
PUrtro
Musxro
VOLUMEN
SUP£fiiQ«
h
ti
MOTOR DE EMBOLO , CICLO OTTO (4 TIEMPOS)
1 MOTOr DE REACCIÓN, CICLO BRAYTON (PRESION (PRESIO N CONSTANTE) I
MODERNO MOTOR DE REACCION
POST QUEMADOR
TOOAS LAS LINCAS fí£<3fi£SAM AL PUNTO 0£ PARTIQA £N LOS CICLOS OC LA £tGU*At /NO/CAMPO LA ACCSON 0£ LA NATURALEZA NATURALEZA QUC AL #£F#lG£fiAR LOS GAS£S ú£ £SCAP£ LCS NAC£N VQLV£R A SU VOLUM&A* NOXMAL £N LA AOtAISt¿N
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D I F U S O R E S
DIFUSORES Los difusores de entrada de los motores de reacción realizan las funciones siguientes: 1.Conducir el fluido a la entrada del compresor con el mínimo de -pérdidas posibles.2.En vuelo,los difusores de entrada sirven para transforman parte de la presión dinámica en presión estática.- 3.Garantizar 3.Garantizar un campo de ye lOcidades apropiado a la entrada del compresor•4. Oponer la mínima resistencia al avance del motor. La misión de los difusores es más importante según aumenta la velocidad de vuelo, a número de Mach elevados. esta importancia se acentúa de tal manera que dependiendo de la velocidad de vuelo, así Es su división principal» DIFUSORES SE ENTRADA SUBSÓNICOS Este tipo de difusores se emplea para los aviones que vuelan a velocida— des des subs subsón ónic icas as o bien bien a velocidades supersónicas bajas• Los difusores subsónicos los podemos clasificar en 3 grupos: Convergentes Divergentes ó DivergentesConvergentes. Según queramos que aumente o disminuya la velocidad y presión én su recorrido por el difusor. El rendimiento de estos difusores viene determinado por por las las pér pérdida didas s que que hayamo hay amos s tenido ten ido en la corrie cor rient nte, e, por lo cual para obtener altos rendimientos, tendremos que procurar que éstas pérdidas sean
mínimas. Las pérdidas en el difusor de entrada son causadas por el rozamiento del aire en las paredes y por la formación de torbellinos, Las pérdidas debidas al rozamiento no las podemos evitar, ya que son debidas al roce del aire en las -paredes, éstas son mayores cuanto mayor es la velocidad. Las pérdidas debidas a remolinos o torbellinos podemos reducirlas teniendo un difusor limpio de obstáculos (remaches embutidos) y de limpieza, con lo cual, reduciremos al máximo las pérdidas. En las turborreactores actuales estos rendim rendimien ientos tos tienen tienen valore valores s entre entre 0,94 0,94 y 0,98. DIFUSO DIF USORE RES S SUPERS SUPERSÓNI ÓNICO COS S > 1.4 mach. mac h. y A vel velocid ocidad ades es supersónicas Xas pérdidas habidas en difusor se ven aumenta das por la creación crea ción de ondas onda s de choque, choque, éstas pérdidas son suficientemente peqqueñas para números de Mach comprendidos entre 1 y 1,6 .por lo cual podemos emplear y de hecho lo hacemos, difusores subsónicos aunque las velocidades de — vuelo sean supersónicas. Sin embargo según va aumentando la velocidad las pérdidas se hacen tan acusadas que es necesario un tipo de difusor que guie el fluido al compresor -con menos pérdidas. Estos tipos de difusores son los supersónicos que se dividen en: Difusores de compresión externa,
Difusores de compresión interna, Difusores mixtos. Los difusores de compresión externa hacen la compresión en el exterior por mediación de una o varias ondas de choque oblicuas, esta forma de compresión -también tiene pérdidas, pero éstas se ven disminuidas al realizarse la compresión compresión mediante mediante sucesivos saltos, no tan bruscos como si fuera de una vez (difusor subsónico). Para la materialización de esta compresión colocamos un cono central en el centro del difusor (Avión F-104) • Esto Estos s difu difuso sore res s que que son son de fáci fácil l real realiz izac ació ión n tienen la desventaja de alta resistencia exterior, la cual aumenta cuando el difusor está diseñado para altas velocidades. Los Los difus ifusor ores es de compr ompres esió ión n int interna erna hace acen la compresión en el interior rae diante diante una onda de cho choque que en el luga ugar prec preci iso y aprop propia iad do. Aun Aun oponiendo mucha menos resistencia al avance, su uso no se ha generalizado ya que su funcionamiento es muy irregular, cuando el avión vuela a velocidades dist distin inta tas s para para la que fué diseña dis eñado do el difus difusor or. . Esta anomalía se puede corregir mediante una regulación apropiada apropiada de cier ta sección critica del difusor, pero debido a su difícil materialización, hoy en día son pocos los aviones que usan este tipo de difusor (Avión Concorde), -aunque su uso se generalizará para aviones de alto número de Mach, según gú n pase as en los anos anos y se se vaya vaya cons consigu iguien iendo do la la materialización de su regulación. ' Los difusores mixtos, como su nombre indica, son
una combinación de los dos, por lo cual tendrán una parte de compresión externa y otra interna*
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empuje adicional se puede necesitar en determinadas circunstan postquemador en muchos de los cias. Esto se consigue nuevos res- como medio de aumentar el empuje. Con el funcionamiento del postque mador sucede un segundo aumento de presion, con un aumento de volumen—
siguiendo la combustión y a traves de la sección de escape. ■
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puede
6ª.
área del diagrama se ha aumenta
considerablemente» con el consiguiente aumento del empuje. Esta gundo fuego también aumenta grandemente al combustible,por consu consu Supuesto. Supuest o.
I II. NUMERO NUMERO DE MACH Un mach es una velocidad igual a la del sonido» El numero numero de Mach Mach puede hallarse tomando la la velocidad velocidad real (de cualquier cosa) y dividíen dola por la velocidad del sonido existente a la temperatura absoluta. Velocidad real Velocidad del sonido a
temp .
absoluta
Numero de Mach.
*S
Cons Consid ider erar arem emos os prim primer eram amen ente te lo que que son son los los grad grados os absolutos o Kel vin La temperatura por sí misma es un Índi Índice ce..-La Lass lect lectur uras as Fare Farenh nhei eitt -y la Cent Centíg ígra rada da está estánn basadas en los puntos da congelación y de ebullición del agua. Las lecturas absolutas de grados Kelvin están basadas en la congelación de la energía (gas, sólidos otro estado) o, en otra» palabras, el punto en el cual cesa la actividad molecular. Esta puede entonces definirse como limite inferior. Esta es la referencia mejor pe re el punto de congelación congelación y ebullición ebullición del agua al tratar da la teoría de la reacción. La Termodinámica (estudio de la energía calorífica) uti liza lo» grados absolutos para mayor exactitud. La escala Kélvin utiliza el grado de la misma dimensión que el Centígrado, para pasar de la temperatura centígrada a la absoluta, añadir 2739. La formula siguiente proporciona el factor de la velocidad del so nido en el aire para aplicarlo en la fórmula anterior para determinar el número de Mach.
V
8
l En la uta V
loci locidad
en el aire y T = temperatura
Kelvin
-48º De aquí resulta C Vs
1224 Km/fc* a 16»C0 y V
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10B0 KinAl
tanto un numero de Mách de 0,98 significa el 98% de la velo sonido a una temperatura dada IV. MEDIDAS DEL MOTOR DE REACCIÓN En los motores de reacción se mide su empuje en libras o Kilogra-DO su potencia. El ibuetioo tor da reacoión as un interna capas de producir trabajo* pero como no se mueva nada .\ < \
el motor está en mar o ha en un banco de pruebas o en un avión aparcado, no se produce trabajo útil, y, por tanto, QO^ay potencia. Esto queda demostrado por el hecho de que la potencia expresa la capacidad para produoir trabajo por unidad de tiempot Potonoia
tiempo La unidad de potencia empleada comunmente es el caballo de de gund KP)• Por definición un HP son 550 pies-libras 76,04 Kg/seg* » 1>014 CV» mientras que 1 CV de reacción en'marcha sobre un banco de prueba ebas produce, sin embargo» una fuerza que puede medirse y que se expresa en libras o en kilogramos de empuje. SI empu mpuje es una una fuerz erza y pue puede tra transfo nsfor rmar marse en oabafuerza es aplioada a mover una mafia en una fórmula pera HP* es
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or hora Í1ÍPH ho r a or hora m TOP
•^£H¿e»lKgL5.M2 3fc .75 (Kgm Cuando la velocidad del avión auxaenta* también aumenta la oia oia de empu empuje je porq porque ue sigu sigue e desarrollando la misma fuer¿a, pero ocurre ahora en un más corto espado de tiempo.
p ote es to
PRINCIPIOS BEL POSTQÜEHAK)H.- El postquemador es ol método método utili utili para aumentar aumentar el empuje» empuje» Su Su principal empleo se realiza cuando """ pe o aumento ae velocidad rí curante un od no es conveniente por el gran aumento de consume de comb combus usti tibl ble e y la cons consig igui uien ente te di dismin mi nuci uc ión de la autonomía del avían. *i*
Veamos primeramente las áreas de empuje hacia adelante producidas por un motor equipado con un poetquesn&dor» La explicación de la acción de I¿ , reoion y direooiones de la reacción en las áreas 1 y 2 de la Figura 7*? son las mismas que las primeramente indicadas en la sección 1*3•
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ACCIÓN
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REACCIÓNEMPUJE ÁREA 1
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REACCIÓ N
ÁREA B ÁREA 5
Figura 7 a » Áreas del empuje desarrollado en un motor^equipado con postquema p ostquemador dor..
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Figura 7&A Empuje en función de la velocidad del aire Vñ. La diferencia, en valor real de di?^\$ncia de presión, entre las áreas 3 y 4 que proporoiona el empuje hacia adelante no es tan grande como el que se indios en la Figura entre las áreas 1 y 2, pero el empu mpuje real del motor es mucho mayor en porcentaje el existente entre -las áreas 3 y 4, porque no hay ninguna fuerza ner tiva. En el área 1 y 2 esta fuerza que resta empuje es la necesaria para accionar el com presor y es muy grande, sien siendo do apro aproxi xima mada dame ment nte e el sese sesent nta a por por cien ciento to de la energía total desarrollada. directamente relaciona con la calda de temperatura que los gases turbina* La caída de temperattira que* por tanto, ocurre permite que mayor temperatura por la adición de -más combustible, sin llegar a alcanzar la máxima temperatura permisible, y, así** aumenta el empuje producido por el postquemador* Aquí po, demo demos s ver ver que que un moto motor r que que teng tenga a dos dos o tres tres turbinas sustrae más potencia de los gasee que uno de una sola turbina turbina, , ¿produ ¿producie ciendo ndo una me yor caída dé temp temper erat atti tira ra y, por por tant tanto/ o/ perm permit ite e u$a u$a mayo mayor r producción s empu
l a t u r b i n a *
la relación de aumento del empuje es igual al empu empuje de la Figura sin En lajfigura, je lajfigura, je total más el post alimento y dividido por el quemador• quemador•
El consumo de combustible específico del empuje (libras de combustible, por hora, por libra de empuje: Libras de combustible por hofca Empuje crece cuando la relación de aumento aumenta, puesto que se añade energía — a los gases de escape a una presión relativamente baja. Cuando este - -gas -gas con con gran gran temperatura y baja presión se haya expandido completa — mente, la pérdida de temperatura es grande y representa una gran — cantidad de energía no util utiliz izad ada. a. El rend rendim imie ient nto o térm térmic ico o es, es, por por tan* tan* to, bajo y el consumo'específico consumo'específico grande« La longitud del posquemador es la necesaria para aseg asegur urar ar una una -comb -combus usti tión ón esta establ ble» e» El área área de sali salida da para para el funcio funcionam namien iento to del post— post— quem quemad ador or mant mantie iene ne la expansión adecuada de los gases para el motor. Esta — salida, por supuesta, debe ser mayor que en un motor normal, pues -de -de otra manera la elevada temperatura destruiría el motor. Veamos ahora el factor del empuje en relación con la velocidad pro— pia del avión Va (Fig. 7*A). El postquemador no depende del empuje prop propor orci cion onad ado o al avió avión, n, func funcio io na solamente con, el empuje total que nosotros establecemos como fuerza to tal hacia adelante, producida por la aceleración de una masa
de aire a través del motor. Antes de que este empuje total total pueda aplicar aplicarse se a la propul propul sión, sión, hay que restar restar el valor del esfuerzo de admisión de aire al motor. — Cuan Cuando do el avión está en tierra no se requiere este procedimiento y todo el empuje es UTILIZABLE para lá propulsión» Cuando el avión está en movimiento, la masa de aire que entra en el -motor debe impulsarse para que adquiera aprox aproxim imada adamen mente te la veloc velocid idad ad del — avió avión. n. Esta Esta acci acción ón absorbe energía y el empuje neto disponible para la propulsión es entonces el empuje total menos este factor que se llama momento inicial. Esta descripción está hecha en forma de diagrama en la figura 76A, /Empuje en función de la velocidad propia Vg/o ■.
El empuje frío se define como el empuje desarrollado sin sin func funcio iona nar r -el -el póst póstqu quem em^d ^dor or. . El empuje Caliente es el empuje desarrollado con el funcionamiento del postquemador o ■
Por ejemplo, utilizando la figura 8*, supongamos que un motor instalado en un avión que está en tierra puede producir 5°000 libras de empuje frío y 7*000 libras de empuje con aumentoQ au me nt
do por empuje total, o sea, 7°000/5<>000 «= 1,4 Ahora supongamos que el avión está volando a 65O nudos y al nivel — del mar. A esta esta velocidad velocidad se obtendrá obtendrá el mismo empuje neto máximo en frío. Sin embargo, el "motor debe producir 11.000 libras de empuje total para proporcionar al avión 5«000 libras de propulsión. Las 60000 libras de di ferencia entre el empuje total y el neto a esta velocidad es la fuerza necesaria para la admisión del aire en el motoro Entonces 86'pone en funcionamiento el postquemador a 65O nudos, - -que actuará aumentando las 11.000 libras de empuje total, que ahora llega rían a ser 1,4 (rel (relac ació ión n de aume aument nto) o) veces eces 11.0 11.000 00, , o sea 15*000 15*000 libras libras ■ de empuje. empuje. Como el moment momento o inicia inicial l no ha variado, las 6.000 libras con- -
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2oOOO libras.
Por lo tanto,Relación de aumento
5*000 42,00 0 5.00 0
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- 1,4. La relación determinada a velocisad cero* siendo el momento inicial
ción, puede calcularse el aumento a mayores dades• Aumento • Empuje total x total x Belaoion de alimento -
determinada
Empuje total. A 650 nudos de velooidad propia« A ume nto 4400.
11.000 x 1,4
11 .0 00
15 .4 O O
1 1.0 00
Empuje neto total - Empuje neto + Aumento Aumento * 5.000 4> 4- 4.4OO 9.4OO. Fig. 8*. Relaciones de aumento.
sumidas cuando el FEIO son todavía validan v "' -i se eleva a 15*400 menos 6.000 » 9»400 libras de empuje r.eio r.eio "'.^-^i pare "'.^-^i pare ^ropul aumento per el nmeior^:_iX3~:t0 aex ,. -1 rc^vcrae^dor-so ha elevado de 2»C00 libras a 4*400 y la r^i&eí.&s **' -; **' -;
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depende de motor es la temperatura de los gasas qae i«&lc¡r¿ ¿..; la turbia > rcu¿-primeramente cu¿-primeramente se ha dicho. Puesto que muchos de los suateri en 2S todos los postquemadores tienen las mis&as cualidades oia el calor* la temperatura máxima en el pc^tcue^iváor :;¿bü tenroe: tósl-s,' próxima a la de la resistencia-. Excediendo e r gri sí u ot:?oe postquemador o <*
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fielaoion de aumento sa,^ún la temueratura d;. .lida er-. la turbina. La Figura 9 B índica gr:afijamente esta relación do aumento según la temperatura de los gases a la máxi xima ma sali salida da de la tiatia-bi bina na* * A la temp temper erat atu u ra má podemos llamarle el teoho y a la temperatura de los gases -que dejan la turbina, el suelo. La distancia entra el BUG te— oho es una medida BUGU y el te— de ouanto combustible puede quemarse en cX r re mador y, por consiguiente, los grados de aumente* temperatura da Con el motor funcionando a una admisión dada- ) :-: temperatura de descarga de la turbina depende del grado de expansión a través de ella. Una gran com expansión produce- •.:/-, ¿^?:,.. descanso de le temperatura de los gases expansión rola y5 por consiguiente? puede quemarse más 5 \ n-* o bustible para el aumento que si se hubiese tivamente pequeña* Por lo tanto, un motor con fxpensión en la turbina tendrá una mayor capacidad de reí.aoior. de aumento que otro que tenga una expansión pequeña. Las relaciones de aumente varían des de un valor bajo de aproximadamente l ,25 hasta alrededor de 1,65? m medido edido a velocidad cero. 4* -^ ^y*=. \ t+'i f>
V- ÍA ÍA
El montaje del postquemador requiere una adecuada atención, pues -de otra manera pueden ocurrir serias averías. El correcto apreatado de los tornillos es extremadamente extremadamente importante por las grandes temperaturas temperaturas existentes y la velocidad de los gases de escape. Un mal montaje montaje o apre" tado puede puede producir producir una distorsión distorsión del metal debida al calor, puesto — qué el metal sufrirá de esta forma expansiones de una manera irregular, y puede ocasionar averías o fallos del conjunto conjunto. . El mon mon taje inadecuado de uno de los elementos puede también producir torbellinos en el flujo de los gases de escape, originando gunos motores un fenómeno conocido como .e salen a CHILLIDO, un penetrante RUIDO, debido a un gran ocasionar mal flujo de los gases de escape que salen a velocidad >njunto debido a las extremadamente grandes o vibración que producen e*á el motor VI. PRINCIPIOS DEL COMPRESOR mayor factor contribuyent contribuyent mane .10 de extraor dinarias cantidades de aire en muy poco tiempo«, En loe actuales motores de gran potencia se requieren dos princ les les condiciones, gran rendimiento y gran relación de compresión del compresor* El rendimiento del compresor se define como la parte j
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de energía suministrada al mismo aue se transforma en trabajo útilo Eh este ut l aa el trabajo útil es la producción de presiono Se pueden tipos de ¿ómpresores en las turbinas de gas 9 el centrífugo y él axil (o axial)fi \
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REFSft|9íÜlAs Para una descripción de las características y diagr mas de de los dos tipos tipos de compresores, compresores, consultar consultar el Manual de la*Fuerza -Aérea -Aérea 5059*1, PLASTAS DE POTENCIA DE LA PROPULSIÓN A REACCIÓN Secció Sección n VI, página» I8j "19,: 20 y 21, ó MECÁNICO DE MOTORES DK REACClOfT, D AVIÓN, volumenA2, partes II y III, página? de la 6 a la 18 inclusive, ■H ■.
I
Con objeto de su estudio, los rendimientos del compresor áe dividen en dos oategoríass 6,1o COMPRESOR C El compresor centrifugo proporciona un rendimiento aproximadamente del 70 al 80 £¡ mientras que el compresor axil proporciona del -78 al 81 $, 4*1 AL
6.1. COMPRÜSOR commeiGMí J
El compresor axil, con las nuevas mejoras, proporciona del 84 al -88 $ de rendimiento o Es de notar que últimamente se ha desechado el
compresor centrifugo en los motores de gran potencia, La razón de ello es que la relación del compresor centrifugo está limitada por el efecto de las pulsaciones de presión, que son ondas de choque o movimiento irregular del aire a -trav través és del del comp compre reso sor. r. Cuan Cuando do ocur ocurre re este este fenó fenóme meno no, , el x»en x»en&i &ira raie ient nto o del del -comp compre reso sor r desc descie iend nde e rápi rápida dame ment nte* e* La acción del aire a tpfltréf diíi compre eoi* axil disminuye enormemente este efecto, y, por lo táftto, fión los — que principalmente se utilizan en la actualidad* Este efecto podría disminuirse en el compresor centrifugó utilizan do escalonamientos mú&tiples, pero no seria práctico por el aumento de peso y de tamaño 0 Como ya se ha dicho, las mejoras introducidas en el compresor axil han aumentado su rendimiento del 5 al 6 $ sobre el convencional anteriormente usado« Este aumento de rendimiento representa -jm gran avance y puede verse en la fig* 10, Veamos lo que representa. El ahorro en el eje de potencia suministrada al compresor es de- -
ahorro de bi be suministrarse, puesto que, ser el rendimiento del oompresor el 85 %$ neoesita menos potenoia de turbina* Esto da lugar a una eoonomfa en el trabajo o aumento de la tonomía. como se deseaba* Puede también verse en la Fig* 10 que a régimen 3 lento no ir hqy mucha di ferenoia entre las curvas del rendimiento de los dos compresores porque ée HORR tos no han .sido ___I 30.000 Ht> proyectados nte para sus
mas B.P.M.
para gran rendimiento a bajas velocidades , si sol REmotor 61MEN UNTO Figura Curva El oompresor es el -único elemento del10. quedel
puede tener perfectas condiciones de admisión; las cámaras de oombustión. turbina y tobera tienen -su admisión acondicionada al elemento precedente, -con perdidas de calor que ocurren a lo largo de - -ellas, por lo que el compresor produce el mayor efeoto en los restantes elementos. Se esto se deduce que. mejorando el rendimiento del compresor, automáticamente mejora el rendimiento de los demás elementos sin haoer una sola varia— oión de ellos* Las elevadas relaciones de compresión son la segunda condición de los motores actuales. La relación de comp compre resi sión ón se dete determ rmin ina a divi dividi dien endo do la pres presió ión n de salida por la presión de entrada del oompresor. La reía oión de compresión del compresor convencional varía de 3 a 6. mientras que los nuevos compresores axiales tienen de 8 a 12. Beoordar que un mo tor de reaooion es una maquina tár tármioa ioa y. por tan tanto, a mayo ayor presió sión ma yor es el trabajo. El oompresor axial debe utilizarse como base del estudio de este Capítulo. La relación de oompresion dinámica se define como Presión total en la admisión del motor Presión ambiente Esta relaoión de compresión dinámica mantiene elevado el rendimien to del oompresor cuando funciona a gran altura* El mayor porcentaje de la elevación total de presión en un oompresor sucede en los últimos es, oalonamientoa• L
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a Figura 11* indi oa este hecho de una ma ñera general* La mayor elevaci ón de presión en los últimos escalone s j$e compre sión es el resttfrt ado del princip io de ml$ipli oa oión en oada eWoalón . ~" Es
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11*.Elevación de presión en el compre
necesar io dar -un vistaso a la descri£ oión y funcion amiento -de las toberas convergentes y diverge ntes an tes de tratar de la oom presión * Las seccion es
>ra se indican en la Fig* 12*» parte convergente de la tobera de la Fig*12* la velocidad del flujo aumenta a medida que entra en el estrechamiento del cuello•-De acuerdo con las leyes de lá Fí Físi sica ca, , ou ouan ando do au aume ment nta a la ve velo loci cida dad d de un gas o fluido en movimiento, la presión y la temperatura disminuyen. Cuando el fluio pasa por una sección divergente de la tobera, 2a velocidad disminuye, y» oomo ésta oae, la presión y la temperatura aumen tan Aplicando pió al compresor encontré encontré MWto&rr e nos que las paletas guías CO/yH£#GfH de la admisión dirigen el aire haoia el rotor casi radial-mente para facilitar la coa presión* Veamos esquemática mente la ac acci ción ón de del l co comp mpres reso or sobre el aire que entra* (Fig.13). Como puede verse en la Fig.13*> les alabes del rotor y del estator producen un aumento aumento de presión presión en ca una
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Secciones de da esoalonamieoto; aproxima Fig.12* demente sube la presión un 5G i en cada escalón del íotor y un 50 í en cada
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Fig.13** Aooión del ♦ '•MI
pr esor esor axi axil l en la la entr entrad ada a del del aire*
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EBtos aumentos de presión son debidos a los conductos divergentes que forman los alabes* Este principio proporoio e#Au ¥£¿ / - S PRtt.ox na una subida -de la la presió tor y un aumen aumento de la veloci PEQUEÑA VELDCiOA¡>'6M PktSíÓM dad por la L4 0tF£R£NClA £M7*£ 14* re pulsión W PUES/OVES PRQPOACtQtlALAWttZA Ü£ dentro del $U$7EHfACIOtt estator* De A acuerdo con las leyes físicas* cuando hay un — aumento de velo oidad se produc uce e una disminución de la preOC ÓAO ÓAO
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Fig. 14».Compreso
r comparado con un perfil aero dinámi
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sióíi. En este caso, el aumento de presión no se pierde con el aumento de talocidad que sucede debido a la repulsión en el estator, porque la fuer sa que impulsa al mecanismo bajo estas condiciones, contradice las leyes í^teicas en cuanto a velocidad y presión se refiere, ya que están están basad basadas as fcjn fcjn cond condic icio ione nes s está estáti tica cas. s. Esto Esto nos nos lleva a la sección del compresor don-fte' ee producen las ondas de contrapresión o batimiento. Un conocimiento 4el BAT BATIMI IMIENT ENTO es extr extre emad madament mente e imp import ortant ante porq orque se enc encuen uentra tran y fre— ípuentemente,es un factor que,no entendido y con una mala acción del indi vidu iduo ant ante él,pue él,puede de ocasio ocasionar nar posibl posibleme emente nte grande grandes s avería averías s en el conjunto. nto. Un compresor axil funciona mejor a unas rDp.m. p.m.fi fija jas. s.Lo Los s camb cambio ios s de -ésta -éstas s tien tiende den n a prod produc ucir ir BATM BATMIS ISNT NTOS OS y un comp compre reso sor r axil axil no tend tendrá rá esta estabi bi lida lidad d con los cambios de r.p.rru El compresor axil tiene buen rendimiento dentro de un cier cierto to grad grado o de ines inesta tabi bili lida dad. d. Las Las mejo mejora ras s en los los proyectos tienden a dar mas estabilidad y rendimiento,con camb cambio ios s en los los ángu ángulo los s de los los ala alabes, bes, espe espeso sor r de los los bord bordes es de entr entrad ada a y sali salida da, ,e.c. e.c. en algun lgunos os tip tipos de motores la ex- -pulsión de aire por ciertos puntos,es uno de los nuevos perfeccionamiento ntos,con el empleo de compresores dobles que funcionan independientemente. Para la descripción en cualquier motor de flujo axil (paralelo al -«je)j 1° podemos comparar con un perfil aerodinámico. Como puede verse en la fig.14,un aumento del ángulo de ataque del -perfil en B produce una destrucción de
las líneas de flujo que proporcio nan la fuerza de sustentación por la diferencia de presiones,y como re sultado de los remolinos de la masa de aire el perfil ENTRA EN PERDIDA. En el caso de haber excesivas presiones en las cámaras de combustión podría ocurrir que estas presiones pasasen al compresor y se descargase, pasando hacia adelante a través de los alabes ahogados, o sea,los alabes que han sido ahogados por el movimiento hacia adelante de la excesiva presión de las cámaras de combustión que destruye el flujo normal del ai re admitido y produce remolinos de la misma manera que en el perfil B de la fig«14« El efecto de esto es restringir el flujo de aire en la parte no perturbada de los alabes y con esto aumenta e" flujo a través de ellos para hacer retroceder las excesivas presiones* Si continua la causa de esta situación, que originalmente creó creó excesi excesivas vas presio presiones nes en las cáma cámaras ras de combu combust stión ión, , se produce un continuo vaivén hacia atrás y hacia adelante de los BATIMIENTOS una posible entrada en PERDIDA completa. Cuan do ocurre la pérdida, la subida de presión estática cae, la subida total de presión en el rotor cate, y según van aumentando estas pérdidas, des— ciende el rendimie miento comple pletamen mente. Las excesiv sivas presiones presiones en las cama ras de combustión pueden originarse por por varia varias s causas causas, , como como son: son: mal mal fun ciona cionamie mient nto o o mal mal ajuste de los eleme emento ntos de control de combus bustibl ible o 4ntó«ouadp uso de los mandos de la cabina por el operador. operador. Cada tipo de motor motor tiene tiene su propi propio o sistem sistema a de combustible y procedimientos operativos, los cuales deben
ser entendidos y el operador o mecánico debe seguir los procedimientos adecuados. Un operador asi preparado puede inme inmedi diat atam amen ente te nota notar r los los sist sistem emas as del del BATI BATIMI MIEN ENTO TO por por medio de los instrumentos del m tor al oir el sonido del moto motor r y por por tant tanto o reac reacci cion onar ar adec adecua uada dame ment nte e para para evit evitar ar que el motor entre en una PERDIDA COMPLETA. Por otra parte, un operador que no conozca su equipo p procedimientos procedimientos puede dejar muy fácilmente que el motor entre en una PERDIDA COMPLETA. COMPLETA. Por otra part parte, e, un operador que no conozca su equipo o procedimientos puede dejar muy fácilmente que el motor entre en pérdidas con posifebles averías serias. Cuando entra en pérdida completa, el flujo de aire se deshace completamente y la temperatura se eleva más allá de su límite de resistencia^ por lo que resultarán averías o destrucción del metal. -Al ocurrir este tipo de acción, el área más crítica son los alabes de la turbina por las enormes fuerzas, bajo las que trabaja, normalmente mucho menoces, cuando la temperatura no es controlable, como en una PERDIDA, y actúa sobre el metal de los alabes*
l párrafo anterior se ba hecho a e mención relativa teooión de los BATIMIENTOS por el operador por medio de los in»~ * h *
*r.
la
trunientos del motor ó sintiéndolo u oyéndole su soni BATIMIENTOS suaves» sucede una fluctuación de la aguja indicadora de la temperatura de los gases de escape, el indicar de r*p»m* fluctuare de la misma manera también como el paso de combustible y su presión; • la exte ex tens nsió ión, n,de de la fl fluo uotu tuao aoió ión n de depe pend nde e de del l BATIMIENTO* En los casos suaves puede detectarse solamente en uno de los instrumentos o puede -haber dificultad en ello y también puede detectarse al sentir las tre~ pidaciones del avión. Muchos BATIMIENTOS, aun los ¿uaves» pueden sen— tirse por el operador al sentarse en la cabina» puesto que al ser trana ©itidos por la estructura del avión se deja% sentir en el asiento* En el caso de ser muy violento» es audible en forma de vibraciones* Hay que reoordar que los instrumentos del de l mo moto tor r ti tien enen en un una a ci cier erta ta fl fluc uctu tuac ació ión n normal que no debe confundirse oon las indicaciones del B£ TIMIENTO. Esto es mas evidente en los indicadores de presión del
combustible. £1 manual adecuado para cada motor y kvión tiene las figuras correspondientes• En una PERDIDA el indicador de los gases de escape se CLAVA casi instantáneamente y las r.p.m. descienden a medifla que las excesivas excesivas presiones pasan a través del compresor y chocan con el aire entrante* El sonido del motor en una pérdida completa puede» acaso como mejor comparación, decirse que es un ruido de choque» difícil de describir .or medio de palabras» pero prácticamente imposible de confundir su significado después de haberlo comprobado una El análisis de las averías de los BATIMIENTOS» particularmente los suaves» prueba oon frecuencia que son de lasA más difíciles de loq§ lizar. Sin emba em barg rgo» o» su co corr rrec ecci ción ón es ex extr trem emad adam amen ente te impo im port rtan ante te» » pu pues es -deja -dejand ndo o qu que e co cont ntin inúe úen n pue pueden fácilmente producir una pérdida completa resultados posiblemente desastrosos» particularmente para el piloto si se produoe en vuelo* Para ver la importancia del análisis del BATIMIENTO de un motor -
antes de que llegue a operar»veamos la curva representativa del compre sor (Pig.15»). ~
BATIMIENTO 0 LINEA MÁXIMA Di'i lUNCtONAM/£N TO Di¿ COMPRESOR
H A H G Í N P A R A L A A C i L Í R A C l O N LI N E A Y
y
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D E F U
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DISMINUCIÓN DEL ÁREA DE ¿A TOBERA
( A
f LINEA &
'ARFA Di IA TOBERA
^ 5
5
FLUJO DE LA MASA DE AIRE AIRE 55
Fig. 13 * Curva esquemática representativa del compresor. A
ABIERTA
> Cada motor debe sufrir una serie de pruebas para determinar la linea de PERDIDAS o curva representativa del del comp compre reso sor, r, como como se llam llama» a» Un vistazo a cómo se real realiz iza a nos nos capa capaci citar tará á para para el mejo mejor r cono conocim cimie ient nto o del del funcionamiento de un motor» Coneste objeto se instala en un mot motor -una una tob tobera era de secci cción vari ariabl able. Para ara cad cada r.p.m. esta tobera variable -debe -debe accio cionar narse para ara producir el retroceso de presión que prorrogue el punto de pérdida a esas r.p.m.j con lo cual trazando el flujo de masa -de -de aire que resulta de ese retroceso de presión, ésta también eleva la relación de compresión. En el párrafo anterior se mantienen constantes las r»p»m» en cada caso, caso, al variar las posiciones de la tobera, anadien do combustible. El punto en el que el área de la tobera se ha disminuido lo suficiente para producir un BATIMIENTO se señala en el diagrama. Después de haber hecho esto para cada cada r.p.m. r.p.m., , puede puede dibuja dibujarse rse la línea línea de BATIMI BATIMIEN EN TOS, TOS, representando la parte en la que concurren PERDIDAS en todo el mar gen de funcionamiento del motor. La línea de funcionamiento real del mo tor debe pasar por debajo de aque aquell lla. a. En cual cualqu quie ier r punt punto o del del func funcio iona na— — mien miento to del del motor donde se encuentra la línea de funcionamiento y la de BATIMI BATIMIENT ENTO O ocurri ocurrirá rá una una pérdi pérdida. da. Esta Esta zona zona limita limitada da entr entre e las las line lineas as de pérd pérdid ida a y de func funcio iona nami mien ento to es el margen para la aceleración» Para el rendimiento del flujo de la masa de aire (W a) y la reía ción de compresión, puede verse que la línea de
funcio funcionam namie iento nto debe debe per per manecer muy cerca de la línea de BATIMIENTOS, La velocidad de aceleración depende de que clase de línea de fun-~ cionamiento puede recorrer a la de BATIMIENTOS. En la línea de aceleración, cuando se añade combustible para ello, las r.p.m. no deben variar insta instantá ntánea neamen mente, te, pues pues transc transcurr urre e un momen momento to mientr mientras as reac reacci cion ona a el mo— mo— tor. tor. Tamb Tambié ién n debe debemo mos s nota notar r que que esta esta línea de aceleración aceleración no debe cortar la línea de pérdida pérdida o se producirá ufa BATIMIENTO, naturalmente» naturalmente» El alineamiento del motor con el conducto de admisión de aire es -un factor importante, ya que erro errore res s en la alin alinea eaci ción ón varí varían an la exte exten— n— sión sión de la presión que permitirá que la línea de aceleración pase por -la línea de Pérdida por la caída de la presióii. En el proyecto del compresor el remedio fundamental contra las per didas es el emplear mas pasos de compresión, cada uno más ligeramente -cargado y, por lo tanto, mas alejado de la pérdida. Sin embargo, exis— ten limitaciones a este procedimiento, como es el paso. Otro procedí mient iento o es empl emplea ear r vari varios os esca escalo lona nami mien ento tos s, esto sto es, escalo escalonam namien ientos tos proyectad proyectados os para para propor proporcio cionar nar la mayor mayor elevación posible de presión y rendimiento en el área de pérdi érdida das. s. Un terce ercer r proced ocedim imie ient nto o es el emp empleo leo -del del principio de multiescalón proyectado, teniendo en cuenta que que el pun to de mayo mayor r rendi rendimi mien ento to de los los compr compres esor ores es tiene lugar a una velocidad por debajo de la normal. Otro factor importante de entretenimiento en
relación con los compresores de los aviones de reacción, que no puede tomarse a la ligera,-es ligera,-es mantener limpias las rampa ampas s y pista istas s de rodaj odaje e de obje objeto tos s extr extrañ años os,,-co como mo tuercas, tornillos, piedras, alambres de frenado, etc. Muchos moto res están equipados con tamices para proteger la admisión del compresor en su funcionamiento en tierra, pero estos tamices no proporcionan una completa protección contra todas las partículas extrañas, partícularmen te los objetos mas pequeños como tuercas y tornillos que pueden ser arrastrados a través de los tamices por la succión del comp compre reso sor. r. Las Las -par -partí tícu cula las s extr extrañ añas as arra arrast stra rada das s por por el motor pueden abollar, rajar, doblar o romper los alabes de un compresor axil. Un alabe roto o uno que falla por una raja aja parti artir rá los los alabes bes jiel rotor tor y estat tator del comp compre reso sor. r. Por tanto, tanto, debe debe darse darse mucha mucha import importanc ancia ia a la limpieza de las rampas y -pis -pistas de rodaje y seguir completamente los adecuados procedimientos de inspección pata ver estos daños en el compresor antes de que puedan resultar averías graves para el equipo.
VII. CÁMARAS DE COMBUSTIÓN Actualment se conoce demasiado acerca de las cámaras e de combustlón9 porque lo que sucede en su Interior es un tanto Incierto y velado. Se sabe que la llama cambia constantemente constantemente y que cuanto cuanto mayor -sea -sea la presión del combustible mejor es el control que se hace de la — llama* La mayor parte de los motores funcionan oon el mismo rendimiento en sus cámaras de combustión que es aproximadamente del 90 al 95 £• £1 factor más importante a tener en cuenta as el método de preparación de de la temperatura y de la llama llama cuando pasa a la turbina* * +'• material trucoion de las cámaras ro puro* gran resistencia calorífica que oontiene ao el peso El y 1 tan delgado como sea posible para también lo bastante fuerte para soportar los esfuerzos de oom presión y extensión a los que está sometido* Hay tres tipos generales de cámaras de combustión* Cada uno ellos lo vamos a examinar separadamente* de dos cilindros semejantes a tu 1«. TIPO VASIJA. Este tipo consta bos. uno (tubo de llamas) dentro del otro (envuelta de la cámara de
combustión). La combustión tiene lugar dentro del tubo de -llamas. El paso de aire a la cámara de combustión se controla -por medio del trazado del tubo -de llamas* Este tipo de cámaras tiene la ventaja de que cada una pu p uede probarse individualmente oon facilidad y de que propor proporcio ciona na mayor fortaleza debido a su oons— truooión circular* Tiene, sin em bargo, una desventaja en que hay una gran perdida de calor debida a la división que oon el aire es neoesari neoesario o hacer hacer
en este tipo. 2«. TIPO ANULARt El área de combustión en este tipo de cámara está ontenlda entre dos bandas circulares de chapa metálica que rodean al motor por la parte donde están las cámara cámaras s de combusti combustión ón en el tipo tipo vasi vas ija. La ventaja de esta cámara es que se obtiene un mayor rendimiento con el paso del aire al no tener que fraccionarlo* y por tanto las pérdidas pérdidas de calor son meno menores que en el tipo vasija. Sin embargo.oo me es todo una sola pieza, su consisten* ola es menor y hay mayor dificultad para desmontarlo* En las pruebas hechas en fábrica todo el elemento se ha utilizado oo o una sola pieza» lo que resulta muy di fícil y caro, pues requiere de 30.000 a 40*000 H.P. para suministrar el aire sufi cíente para simular un funcionamiento* «Al ANULAR ANULAR . El El 3°. VASIJA ANULAB 0 S, tipo semianular de cámaras consta de rios tubos de llamas oomo los del tipo vasija* encerrados dentro il«
de una sola envuelta exterior* Como puede verse• es una combinación del tipo -vasija y del anular para obtener las buenas cualidades de ellos y elimi na nar r lo los s inconvenientes*
£1 resultado de esto es una regulación mejor de la masa de aire que individualmente los tubos de llamas tienen tienen una mayor resistenc resistencia ia la distorsión disto rsión producida por el calor, La fortaleza de cada elemento es también muy buena en este tipo. L a s c á ma r a s d a co m b u s ti ó n , sin -te -tener en ouenta al tipo, ti e ne n que -ver -verif ific icar ar nume numero rosa sass fu n c i o ne s y los - d iv er so s ti po s d e construcción se han proyectado para que cumplan estos re quisitos » 1» Medir correctamente el aire ne oesario para la combustión. 2. Inyectar el combustible. 3* Hacer la mesóla adecuada de ai ai re y oombustible para una buena bustion. 4* Refrigerar los gasas oalie antes de que pasen al diafraOTÉ ._■■
•'»*.
Exa Examina minanndo los probl roblem emaas de las las cám cámaras aras de combus combustió tiónn para para una disc discus usió iónn indi indivi vidu dual al podr podría íamo moss empezar primeramente por la relación ai, re com combustible. le. En el funcionamiento del moto otor de reac reacci ción ón actu actual al puede puede admi admiti tirr apro aproxi xima mada dame ment ntee 94 libras de aire por segundo a la máxima -velocidad del motor, mientras algunos de los últimos modelos tien tienen en un gast gastoo de 150 150 libr libras as de aire aire por por segu segund ndoo que es admitido a la máxima ve looidad. Sin tener en cuenta la cantidad total de aire que pasa al motor, la mayor relación de aire-combustible para la combu? ti'n ea 15/1» independientemente del tipo de motor. calcular el valor p a total de r a un motor dado Gasto de aire en libras/hora libras/hora . PÉllarti¿, -•.>+«i ______________________________________ aire asto de combustible en libras/hora combustible Los valores para gasto de aire y combusta sor, le obtenidos al nivel del mar, con la atmósfera normal (59* F^ IV
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FV 1£ ?Í
— 29*92 pulg. de mercurio |o sea, 15 9 C» y 76" -» de merourxo, en el sistema métrico) a la máxima velocidad del aotor. Para determinar el porcentaje de a're utilizado en la combustión de un motor dado: Relación de combustión aire-oombustibl ai re-oombustiblee (15) inn /. + n -Belación total de aire-combustible para el motor ) « % aire de la combustión Aproximadamente el 20 ;í> del aire se utiliza en la oombust oombustión; ión; el el valori por supuesto, depende del modelo del motor, y se calcula como -antes se ha indicado. En este caso nos queda el 80 % del aire que, aun que no se ha quemado en la combustión, se emplea sin embargo emba rgo como com o transporte de de calor y peora peora refrigeración (dilución). El próximo problema de la cámara de oombustión es el haoer la ade cuada mezcla de aire y comb combus usti tibl ble. e. Para Para ver ver esta esta aoci aoción ón más más clar claram ament ente, e, utilicemos un esquema de una cámara de oombustión como el indioado en la Fig. 16*. El principio a que se refiere esta figura puede apii oarse a cualquier ede aplicar sin tener en cuenta el tipo de cámara. cámara de combustión tipo vasija o vasija anular, pj» ro el principio, en toda su extensión, de mezcla de *>
aire y combustible En la Figura 16», el aire que controla la llama (flecha de trazo discontinuo) debe dirigirse al oentro de ella para controlarla y absor ber energía calorífica. Los puntos por donde entra exactamente el aire
para la refrigeración y para la oombuotióa d© un aodelo de cámara no LUMSQMA O P4l£T4$ i>£ TORZZÍUm
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acción del aire ínmediatamenté alrededor del icyector nos acia ra la >W Y£c TOR combustión* Hay varios proyectos utilizados por diferer tes tes cons constr truc ucto tore res s para obtener el resulta do deseado, pero la Fig.l7B indica en te£ minos generales ésta acción* PAL ir JA <¿k TORBELLINO Gran Gran velo veloci cida dad, d,-de la llama y baja ye looidad de la oorrien te Fig. 17$o Acción de las paletas torbellino en el inyector.
axil de aire a tra vés de las paleta s^ de torbel lino ? o lumbre ra de la oupula del tubo ^^^■"^ w ÜA de llama»), es lo deseado, puesto que es el aire ©1 que prin princ cipa ipalmen lment te-cont e-contri ribu buye ye a la comb combus usti tión ón* * Sin Sin el empleo empleo de cualqu cualquier ier tipo de paleta paletas s el aire aire entrar entraría ía en line?, recta, como se ve en la Fig. 17* (flecha de dos trazos continuos), y en este caso pasaría a través de la cortina -de combustible y solamente se mezclaría ©on una pequeña porción de gotas, dando lugar a una llam llama a alar alarga gada da como como un lápi lápiz. z. Si func funcio iona nase se de esta esta manera, duraría mucho la combustión y habría que alargar la cámara para para acomo comoda darl rla a a est este tipo de llama* Para eliminar esta situación
se utilizan paletas de torbellino que arremolinan el aire que pene a indica en la Figura 17 por la líne de trazos rta la llama discont inuos. manera de sacacorchos, lo que aoorta la llama* Sin esto? artificio artificios,00 s,00 mo las paletas de torbellino, la turbina quedaría en el Keta acción de torbellino del aire llamas cent ce ntro ro de la llama y se estrop estropear earla la rápidamente* cuando penetra alrededor de la oüpu también una rápida y exacta mazóla en la relación aire-co es muy crítica a las alturas donde el flujo de oombustibl presenta presenta él densidad manera ligro de que sé extinga la llama completamente En los sistemas de combustión tipo vasija o vasija anular todas * las cámaras de combustión tienen azi tubo de interconexión• ¿sta unión de las cámaras tiene dos objetos principales: e) Permite Permite el encend encendido ido del del combus combustibl tible e emplean empleando do una sola bujía, puesto que la llama 9e propaga desd de sde e la cámar cámara a or origi igina nal l a to todas das leus de más oasi simultáneamente a través de loe tubos de conexión• formalmente los motores motores llevan bujías en dos de sus cañaras♦ f) Pr Prop opor orci cion ona a un tó tóed edio io de qu qu¿ ¿ au auto tomá máti tica came ment nte e se igualen las pre si sion ones es en to toda datf tf la las s cámaras. En un una a in inst stal alac ació ión n de co comb mbus usti tión ón ti tipo po an anul ular ar, , + 1* N •
por supu supues esto to» » es esta tas s do dos s fu func ncio ione nes s se ll llev evan an a ca cabo bo por la naturaleza de su construcción. En ningún punto de todo el sistema de combustión tiene la llama -contacto directo con cualquier metal* Au Aunque los metales utilizados en el sistema de combustión son de gran resistencia calorífica, no son qa paces de soportar una aplicación directa de la llama i Rodeando completamente al tubo de llamas y entre éste y la oubierta exterior de las -cámaras de combustión, corre una caja de aire refrigerante, coir.c se lia visto en los párrafos anteriores, que protege el metal del contacto di recto de la llama» En el caso de que la llama hiciese contacto directa, ente con el me metal del tubo de llamas, la corriente de aire refrigeran. te en ese punto quedaría desviada o dest de stru ruid ida a* Si no )i )ia ay cor orri rien ente te de ai aire re su sufi fici cien ente te para eliminar el oalor, se producirá una distorsión del metal del tubo de llamas* Cuando éste se dobla lo Suficiente, la capa de aire refrigerante entre el tubo de llamas y la oubierta queda arremolinada arremolinada y la concentración de calor que re alta se manifiesta pri meramente en una MANCHA CALIENTE que apareoe en la cubierta de la cáam ra ; una MANCHA CALIENTE puede describirse como una mancha de oolur rado oscuro o negra que aumenta de tamañ tamaño o desde desde muy pequeñ pequeña a hasta hasta un cen centí tíme metr tro o de diámetro al principio (Fig. 18»).
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Fig*18. Esquema de distorsión de la cámara de D/$TOG&iQH Oe LA ¿LAMA
combustión
En caso de continuar la causa productora de esta MANCHA CALIENTE, -aumentará de tamaño por la concentración de calor, produciendo un pandeo y even eventu tual alme ment nte, e, al quem quemar arse se, , prod produc ucir irá á un orif orific icio io a través de la cu- -bierta externa de la cámara. Teniendo en cuenta las presiones en las calmaras de combustión, una vez que ha aparecido ese orificio, se produce -un esca escape pe de gase gases s con con gran gran pres presió ión n y temp temper erat atur ura, a, que que constituye un peligro de fuego en el compartimiento del motor, or, de aqu aquí, que es import ortante para ara el mecá ecánic nico vigilar la formación de MANCHAS CALIENTES en las cámaras de combustión, en sus primeros momentos, y corregir su origen an— tes de que resulten serias averías. Genera Generalme lmente nte las Mancha Manchas s Calien Calientes tes se prod produc ucen en por por el inyec inyector tor al variar variar la pulver pulveriza izació ción n del combus combustib tible. le.Estas variaciones en la pulverización se pueden producir por por acum acumul ulac ació ión n de carb carbón ón en el extr extrem emo o del del inye inyect ctor or, , que debe limpiarse, o pueden haber se producido deterioros en el inyector al manejarlo o instalarlo. Por ej* ej* ta razó razón n debe debe tener tenerse se cuidad cuidado o en el mane manejo jo de los los inyect inyectore ores s y si están están dañado dañados s deben deben sustit sustituir uirse. se. Si se han notado MANCHAS CALIENTES y se han -corregido sus causas, las cámaras pueden estar dentro de los límites de pandeo y no hace falta reemplazarlas. Pero si no se ha visto y no se ha corregido a tiempo las causas, en tonces puede ser necesario sust sustit itui uir r las las cáma cámara ras s de combu combust stió ión n si el pají pají deo ha pasado IBS límites de tolerancia. Debe tenerse cuidado al manejar las cámaras de
combustión ya que -por esta estar r hech hechas as con meta metal l delgad lgado, o, está están n suje sujeta tas s a abolladuras que pueden perturbar la corriente de' aire de refrigeración durante el funcionamiento; los resultados de esta perturbación ya se han examinado. Durante el proceso de la combustión hemos, hablado de que se igualaba la presión en todas las cámaras por medi medio o de tubo tubos s de cone conexi xión ón; ; ademas ademas, , la igua iguala laci ción ón y la.distribución de esta presión y temperatura es -necesaria antes de que los gases entren en el anillo de los alabes de la tobera, pues si se permitiese cualquier cualquier concentración de presió presión n o de — calo calor r en alguna alguna parte parte de la tober tobera, a, se producirían distorsiones en los -alabes y posiblemente su fallo. Por ello, cada cámara de combustión tie-ne su pieza ieza de trans ransic ició ión n cuyo uyo objet bjeto o es que que la presi resión ón y temperatura de los los gase gases s de escap cape esté igu igualmen lment te distribuida en todo el área de la — tobera. El área de entrada y, salida de cada pieza de transición es aproxim aproxim madamente la mis misma; ma; la igual distribución de la presión y dé la temperatura en lo que, en primer lugar, se ha tratado de conseguir con su pro— yecto; la entrada es redonda y la salida alargada para atacar el anillo de la tobera. En la instalación de combustión tipo anular no hay nece necesi sida dad d de — los tubo tubos s de cone conex xión ión y se emple mplea a un proc proced edim imie ient nto o comp comple leta tame ment nte e dife difere ren n te, te, pero pero por por su trazado se efectúa,la misma igual distribución de la pre sión de los gases. i»
Esta es la misión de la instalación de combustible, incluyend incluyendo o el área de transición: preparar la la igual distribución distribución de la presión y temp^e ratura de los gases gases dé escape a través de los alabes de la tobera. La figu figura ra 19* 19* indi indica ca de una una mane manera ra esqu esquem emát átic ica a est esta dis dist tribu ribuc ción ión -de -de la temp temper erat atur ura. a. La temperatura en el punto A es la de refrigeración de las paredes de los alabes de la tobera, entonces la temperatura se elevará hasta B a través del alabe. alabe. Esta es la distribución de la temperatura temperatura que se requie re para obtener la máxima eficacia contra la distorsión del alabe debida a la temperatura. Sin embargo, la distribución real de la temperatura no es exactamente exactamente la que se requiere en teoría. Como puede puede verse en la figura figura 196, no se obtiene una distribución uniforme en la refrig refriger eraci ación ón — de las las parede paredes s de los alabe alabes, s, sino sino que que hay una gradual concentración én -la parte central del alabe. No obstante, la temperatura en este punto no excede a la que debería tener y por tanto se podrá - -
px pxoduoir un mínimo da distorsión del alabe de la tobera* En loa oaaoe -en que nos enoontramoa oon una oondioion similar a la indicada en la Fi gura 19 oca» EECH EECH1Z 1Z0, 0, serí sería a una una mala mala situ situao aoió ión n por por la exoe exoesi sira ra ooaoen* traoión da oalor en al centro del alabe de la tobara* Sato pxoduoiría -una distorsión del borda da aalida del alaba ojue por otra parte es la -parte ñas óibil. Con la parturbaoión del flujo da gas que ae produoe q© ■o oonaeouanoia de la distorsión del alaba se originan pérdidas en el -rendimiento de la turbina.
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Figura 19» • Esquema de la distribución de temperaturas través de loa alabea de la tobera* ae de la Fig«19 varía considerablemente en EL traaado de laa lf ndioión de funcionamiento• cada momento 7 Las ©aimaras de combustión deben tener también un medio de de expansió expansión n por la gran produoción de calor» pues de otra manera se producirían inmediatamente oombaduras en las cámaras* Para eliminar esta dilatación -se utilicen artificios de distintos tipos que reducen el alargamiento cámara ouahdo ésta se calienta* Estos artificios se aitoan al qui tar e instalar el eleme Hay varias instalaciones de drenaje de cada tipo de sistema de combustión para vaoiar el combustible en el caso de .frustre una tentativa de puesta en marcha del motor* En el caso de que -falle al poner en marcha, el
operador debe esperar un período de tiempo para permitir el drenaje completo del combustible que se introdujo en -la infruotuosa puesta eh marcha, antes de hace hacer r otra otra tent tentat ativ iva a de arra arran n que, que, pues pues de otra otra manera el exceso de combustible que hay produciría una sobre temperatura* Además, el combustible en este caso ae queda en -las partes bajas de las cámaras, por lo que al arrancar se produciría un fuego en contacto directo oon el metal • de lo que resultar resultará á una distorsió disto rsión* n* Tila PHCIPIOS XB LA SBCCIOH TURBIHA La turbina del motor de remoción más poderosa del es la creación hombre como káquina de potencia dadas sus dimensiones Como B¿ ha examinado en la aeooión correspondiente a las cámaras
de combustióny solamente el 20 # del aire de admisión es transformado en gas, y por tanto la mayor parte de ese aire aire es aire aire calien caliente te mezcla mezclado do oo oon n al algo go de ga gas, s, de v lo lo que resulta que lo que llega a la turbina es casi aire oaliente. La velocidad, el calor y la túan sobre la turbina* Las temperaturas de la turbina _ senté factor límite. presión del aire y del gas ao
tit yen el pre
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pues desciende a través de la turbina* Puesto que los alabes de la tobera efectúan un papel importante importante en este área del motor, veamos primeramente primeramente sus funciones: Comunican velooidad al gas que entra en la turbina» Dan al gas el ángulo adecuado para compensar la ro de la turbina, es decir, velocidad que la rotación de la rueda* de gilón se pone el gas en la misma diré
Existe un área entre los alabes de la tobera y la turbina cuyo ol$-to es permitir que el gas pueda atacar por las dos caras del alabe de la turbina (Plg*20«)* Una semejanza del principio anterior podría dárnosla un individuo que diese un TOB£ ÑA muy corto salto corto y rápido rápido sobre sobre en el sitio que deseara como si hubiese entra do en una larga carrera antes de saltar* Si no fuera por ese espacio, hecha por el los gases -tendrían una tendenoia constructor* a atacar por mal sitio a los alabes de la turbina y producirían En el caso turbulencia, de lo que resultaría de que se una pérdida de rendimiento del empleen mo motor* Si este espacio fuera turbinas de demas de masiad iado o grande grande, , se pr produ oducir cirían ían escalones pérdidas de múltiples en un velocidad, por lo tanto la motor, cada tur regulación de esa separación está bina tiene su dimiento de la turbina* Los diafragmas de la tobera tienen xana dimensión que depende del área (área abierta) que existe entre los alabes* Para demostrar la aoción del anillo de la tobera sobre el rendimien to del motor, utilizaremos primeramente una condición teórica* Suponga* mes que quitamos un alabe de la tobera de tan anillo y colocamos, a espacios iguales, las
anillo de alabes en la to para llevar a cabo lo dioho anteriormente* Como ya se ha visto, los alabes de la to bera desempeñan un importante papel en el ren
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ro/ta/tfA
Fig.20 .Espado entre los alabes de la t bera y la la turbina* Disminución de la velooidad de salida de nto de la • • los gases * temp te mper erat atur ura• a• Au Aume mento nto de la tempe temperat ratur ura a aumento del empuje, puesto que el motor es una máquina térmioa* La aoción que hemos descrito es cierta solamente para un Instante de terminado; sin embargo, al disminuir la velocidad de salida de los gases, disminuye la velocidad de la turbina? entonoes disminuye disminuye también la vel<¿ vel<¿ cidad del compresor y se sufrirá una pérdida en la masa de aire de admisión* De aquí que, para mantener el aumento de empuje que se había gana ganado en el ejemplo anterior, que aumentar la
velocidad de la turbina para brar la pérdida de masa de aire, y la velooidad de la turbina s3l mente puede aumentarse añadiendo más combustible* Esta aoción tiene dos efectos, las excesivas temperaturas resultantes y las r*p*m* Por lo tan-
to, en este ejemplo podemos ver que el área del diafragma de la tobera es muy orítioa, habiendo sido cuidadosamente regulada por el oonetruotor para el mejor rendimiento. Tamos a dar ahora otro ejemplo que no es más largo teóricamente»-pero que puede ocurrir muy fácilmente. Tenemos en un motor particular -un diafragma de tobera del tamaño exaoto para ese motor. Por alguna oau sa» oomo por ejemplo al poner en marcha oon el motor oaliente» perturba oiones en la llama» eto.» los alabes de la tobera tienen una distorsión debida a temperatura^ éxoeaivas (Pig.21*). En la Fig. 2l»t l Distorsión de los alabes de la tobera disminución del área* Disminución del área - au mentó de la velocidad de los gases de escape, Aumento de la Velooidad de los gases de escape - disminuoión de la temperatura* Disminución de la temperatu
disminución del empuje| recordamos de nuevo que el motor -
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La producción de empuje depen pende de la conser conservac vación ión de una relación específica» o equili- brío, entre la presión, la veloFigura 21. Distorsión del ala o i dad y la temperatura. be de la tobera» Cuando uno de estos factores se altera» los otros dos quedan inmediata»**** afectados; la temperatu ratura ra es el faot faotor or crít crític icoo más más impo import rtan ante te paré paré la pro produ ducc cció iónn de empu empuje je Como Como pued puedee vers versee en el ejem ejempl ploo anterior» el evitar la distorsión» más -allá de loe límites permisibles» de los alabea de la tobera es importan te» no solamente para la producción de empuje sino porque de no gir las causas de la distorsión pueden destruiré© los alabes y posiblemente despuse el motor» al pasar los
trosos de loa alabes a través de -la turbina. Debe tenerse mucho cuidado de que» al sustituir diafragmas de tobe ras» sean de las mismas dimensiones o dentro de las tolerancias permisi^ bles para el modelo de motor. En el oaso de poner un anillo de menor ta maño que el que se ha quitado» se produciría una tendencia del motor a AHOGARSE, puesto que cuando el combustible está ardiendo la presión que se crea no puede pasar oon suficiente rapidez a través del diafragma de la tobera» y» oomo retrocede el compresor» se produoe el AHOGiMISNTO del motor. La Figura 22»» indica el camino de los gases a través de los alabes de la tobera y de la turbina, pudiendo apreciarse que los gases que salen de las cámaras de combustión se mueven paralelos al eje del ro tor» como indica B» y entran en el diafragma de la tobera. Cuando los -gases dejan el diafragma de la tobera entran en la turbina» oomo se indios en C» cuyos alabes están curvados para recibir solamente la fuerza necesaria» y los gases salen de la turbina con una dirección contraria» indicada por D. Este cambio de direooión es el que produoe empuje tra el alabe de la turbina. La direooión del gas se endereza a la salí da por medio de los elementos rectores del cono? si no fuera así» la turbulencia de los gases daría lugar a una pérdida de
rendimiento Todas las turbinas tienen una especie de oubierta sobre sus extremidades» que generalmente es un anillo proteotor. Esta oubierta puede -ser tui anillo independiente o parte integrante de los alabes de la turbina. El objeto de esta oubierta es evitar que los gases esoapen por la parte superior de los alabes de la turbina y en su lugar pasen entre
ellos para efectuar la funoión proyectada, evitando de esta manera manera pérdidas de energía o rendimien*-to rendim ien*-to de la turbina* C uando se utiliza para e ste objeto un anillo indepen diente, hay» naturalmente,una PÍAMAGMA OÍ LA OÍ LA TOBERA
oierta fuga de gases sobre las extremidades de los alabes, 3 porque tiene que haber oierta holgura entre la cubierta y los alabes para evitar que es tos rocen con el anillo-cu- bierta fijo* Los alabes de la turbina deben ser más amplios y pesados ouando se utiliza una cubierta separada, puesto AÍASSS OS AÍASSS OS LA LA TUR& NA
que entonces no se sostienen en sus extremos* Este alabe -más pesado disminuye la poten
ola; sin embargo, tiene la ventaja de que no teniendo m£ Fig* 22»• Camino de los gases a sa, como en una cubierta que través de los alabes de la tobe forme p arte integ rante con — ra y de la turbina. las extremidades del alabe, no hay fuerza adicional(centrífuga)sobre el alabe que tienda a separarlo del centro* Algunos modelos de motores emplean,alabes son los que forma parte parte integrante la cubierta* Cada Ca da extremidad del alabe tiene tie ne su parte independiente de cubierta que se fija en una hendidura de la parte de cu- -bierta que corresponde al próximo alabe; ouando todas las partes están están montadas forman una cubierta cubiert a completa* Hay dos ventajas principales en este tipo de cubierta anillo* 1) Actúa oomo un montaje aerodinámico qué haoe que el extremo del alabe tenga tanto rendimiento como su raíz» Como no hay fugas de gas por las extremidades del alabe, se conserva la presión diferencial• 2) Tiene una ventaja estructural, y es que el alabe de la turbina está soportado por los extremos con lo que es posible el utilizar alabes más largos y más estrechos que proporcionan mucho más
rendimiento* La principal desventaja de este tipo de cubierta es la fuerza fuer za adicional (centrífuga) (centrífuga)debida debida a la masa añadida, añadida, al extremo extremo del del alabe alabe que tien tien de a sacarl sac arloo de de su alojamiento (tensión)* Hay tres tipos de turbinas* Cada uno de estos tipos tendrá su cubierta particular! 7*1* TURBINA DE REACCIÓN Los alabes de este tipo de turbina forman un oonduoto convergente* Es la forma de mayor potencia* Consta de un diafragma de la tobera, o -anillo, y a continuación los áhbee giratorios (Figura 23*)* 7*2. TURBINAS SE ACCIÓN Este tipo de turbina tiene una mayor velooidad de entrada que la -de reacción* Su funcionamiento es simplemente por la gran fuerza debida a la velocidad de entrada de los gases que mueven la turbina* La fuerza depende del valor del oambio de velocidad de los gases (Pig* 24»). El aire frío, moviéndose a la misma velooidad que los gases calientes, movería la turbina con la misma velooidad si fuera posible aqe lerar el aire frío*
7.3. TÜHBIBA DE 50 $ DE EEACCIOF O MIXTAS Bs una combinación de los tipos de reacción y acoión. La base
VUQCiOAÚ 4 IA SAL 10A OS LOS ALABES ¿>¿ ¿A 708£*A
Figura 23*• Alabes de la turbina tipo reacción PR0OUC£ £C 6iRO OCIA RUEOA - A6SOMI0A POR U C0MPft£30R
SNP(/J£ 4XlAl~ABSORAtOQ POR LOS COjtMCTtS ÓEL MOTOR AUHEflTO ÜCVMOCrOA VELOCtOAO A LA ENTRADA i A MISMA MIS MA VELOCI VEL OCIDA DAD D A IA SAUOA OUE A ¿A ENTRAOA ENTRAOA
Figura 24*. Alabes de la turbina de acoión. los alabes es del tipo de aooión, oon una oonstruoción ligeramente oon-vergente-divergente, Fig. 25*. El extremo de los alabes es de reaooión. La fuerza centrífuga de los gases los haoe subir según dejan los alabes de la tobera, por lo que produoen una gran presión en los extremos de los alabes de la turbina. Con objeto de contrarrestar esta fuerza pe perjudicial» los alabes de la turbina orean una presión diferencial. Sabemos que los gases pasan -más fácilmente de una alta presión a una baja que de tina baja a tana al* ia. Para evitar esta elevación de la presión en el extremo de los ala r
bes de la turbina, es por lo que se haoe esa combinaoiónt el extremo de EEACCION y la base de ACCIÓN.Este tipo d0\ oombinaoión evitará que el gas procedente de los alabes de la tobera eleve su presión en los -extremos de los alabes de la turbina más allá de oierto C0NVER6ENT punto , y a qu e la é mayore s presiones existe n e n l a part e superio r d e los alabe s d e l a turbina • E n l a Fig * 26» puede verse este principio* Utilizando la Fig. 26», exami nemos primeramente el efeoto sobre el extremo* Como los alabea de la tobera son divergentes» a su salida la velocidad no es demasiado grande. Fig • 2 5* • Base de los alabes de la pero se ha oreado una gran presión. turbina mixta* le esto resulta una mayor presión en los extremos, que va descendiendo haoia el borde de salida del alabe EXTREMO DEl Al A BE
0ASC DEl ALABE
D IVE RG EN TE
ALABES ALABES DE LA TOBERA
AlABES DE ¿A TURBINA Ai ABES Oí LA TURBINA
Al ABES DE l A TOBERA TOBERA
Fig. 26*. Esquema de las acciones en el extremo y en la base del alabe*
de la turbina* La acción sobre la base, como puede verse en la Fig* 26*, es un aumento de velocidad, a la salida de
los alabes de la tobera debido a su forma oonvergente• Existe una máxima velocidad de la que resulta una gran disminución de la presión que no cambia de velocidad a través del -rotor» pero oon menor presión en todo ¿1. la Fig* 27* puede verse esta misma aoción en una un a vi vist sta a lo long ngit itud ud! ! nal nal de del l al alab abe e de la tu turb rbin ina* a* Como ha podido verse en este examen previo» la turbina es una parte muy critica del motor de reaooion por muchas raxones* La absorción de potenoia por la rueda de la turbina a toda velooi dad» en un motor convencional actual» está sn los alrededores de 15*000 H.P* Comparando esta oifra con la potencia total disponible en un motor de émbolos nos daremos una idea de la potenoia de este elemento para sus
dimensiones* Es obvio deoir que la turbina está sujeta a fuerzas terri bles• particularmente sus alabes* Hay dos tipos de fuerzas, o cargas a
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Fig.27». Vista longitudinal esquemática de la
acción de la presión en el alabe de la turbina* bre la turbina; las fuerzas centrífugas que tienden a arrancar el alabe de su encastre en el cubo de la rueda, debidas a las r*p*m* y a las fuer zas de los gases que golpean los alabes* Por problemas mecánicos y obst? culos metalúrgicos hay un valor definitivo definitivo de la temperatura en el área de la turbina* Este factor límite de calor resulta del oxígeno quemado -en el aire disponible* Si se añadiese el suficiente combustible para que mar todo el oxígeno, la temperatura en la turbina se elevaría terroríficamente por encima de la tolerada para evitar su destrucción* Otro factor importante a recordar es que el motor de reacción funciona al máximo de los límites permisibles; esto es una necesidad para -obtener el máximun de rendimiento* Cualquier ajuste inadecuado* incorrec tas operaoiones en la cabina u otra oausa cualquiera que permita tener -un exceso de temperatura o r.p.m. sobre el máximo tolerado produciría d¿ teri terior oros os, , punt puntos os débi débile les s o fall fallos os en algu alguna na part parte; e; esto es especialmente cierto para la turbina por los enormes esfuerzos con los que normalmente trabaja y mucho más teniendo en cuenta las excesivas temp temper erat atur uras as o r.p. r.p. m* Uno Uno de los los más más comu comune nes s caso casos s que contribuyen enormemente a crear si tuaciones peligrosas es el fallo de un operador al dictaminar una PUESTA PUESTA EN MAEC MAECHA HA EN CALI CALIEN ENTE TE* * Aunq Aunque ue pare parezc zca a que que
un moto motor r func funcion iona a sati satisf sfac acto tori ria a mente mente despué después s de una puesta an maroha en caliente no es razón para creer que una avería posterior no ha sido debida a esa oausa, puesto que siempre que los alabes hayan estado sometidos a ciertas elevadas temperatu— ras el material queda permanentemente dañado* Puede ser que el metal metal ha ya quedado solamente solamente debilitado debilitado y después de un periodo de funcionamiento se produce la avería* Deben seguirse exactamente los procedimientos procedimientos de inspección inspección y sustitución sustitución dados dados en las las Orde Ordene nes s Téc Técni nica cas s apl aplic icab ables les a -si -situaciones de esta naturaleza. Deben tenerse en ouenta exactamente las máximas temperaturas de fun oionamiento según se describen en las órd órdenes técnicas correspondien ientes" al modelo específico ico del motor* La puesta a pun punto y ajuste adecuado pafta m el funcionamiento a la temperatura máxima es de la responsabilid responsabilidad ad del. -mecánico* -mecánico* El permitir solamente un ligero aumento de esta temperatura re
duce mucho a la vida de la turbina, Después de este examen es obvio cir que otra cosa crítica es - -el adecuado montaje de la sección de la turbina. Esto es exactamente -cierto para cada sección fíni fínica ca o piez pieza a de un moto motor r de reac reacci ción ón, , ya que que es una una máquina de precisión que soporta grandes esfuerzos y que normal mente funciona a sus máximos límites permisibles. En la sección de la turbina existen elevadas temperaturas, gran* des des esfu esfuer erzo zos s y velo veloci cida dad d de los los gases gases de escape escape. . Para Para asegur asegurar ar que el funci funciona onamie miento nto no prod produz uzca ca dist distor orsi sion ones es, , quem quemad adur uras as o fall fallos os de los los con con ponentes, debe aplicarse a cada uno de éstos el adecuado ajuste ajuste» » Deben Deben llevar llevarse se a cabo cabo las adecua adecuadas das condic condicion iones es técnicas de seguridad para -cada componente con objeto de que permanezca en el sitio que le corres ponde y con su apriete exacto» Al apriete adecuado no puede quitársele importancia para cada par par te del motor» Los componentes de aluminio y especialmente de magnesio son quebradizos quebradizos y por lo tanto sujetos a raspaduras raspaduras o a romperse con -excesivo -excesivo apriete. Los componentes de acero puro, aunque mas duraderos por sus características de manejo, son sin embargo tan delicados como el magnesio en sus características características de apriete, ya que no haciéndolo haciéndolo co rrectamente pueden producirse con facilidad distorsiones, con el cons^ guiente quemado o fallo del metal en esa parte. Con un apriete excesivo de los componentes de acero, también puede producirse una facilidad el deterioro de la ro:.\ a de tornillo»
Deben seguirse cuidadosamente las Ordenes Técnicas aplicables en sus sus proce roced dimie imient ntos os de entr entret eten enim imie ient nto, o, inspe nspecc cci ión, ón, manejo, montaje y -desmontaje de todos los componentes de un motor de reacción. Las razones para comprobar estos ase aserto rtos, han han sido sido comp compl letam etame ente nte lleva levad dos a ca bo en varias secciones de este boceto» r
VIII. FORMACIÓN DE HIELO EN EL MOTOR DE REACCIÓN. F
Los p - ^ipales factores meteorológicos para la formación de hie lo son, contenido de agua, agua, temperatura del aire y tamaño de las goti tas o Debe de haber en el aire una cantidad determinada de humedad y la temperatura debe de estar entre unos valores dados. Las condiciones para la formación de hielo en el mot motor son mas mas críticas con una temperatura del aire exterior entre -10« C. y +5 fl C., y un contenido de agua de 0,1 a 1 gramo por metro cúbico» Un grado de humedad dema demasi siad ado o peque equeño ño par para la form formac ació ión n de hiel hielo o en los los planos, puede, sin embargo, producir hielo en la admisión del motor. La temperatura del aire exterior o ambiente no es un óriterio óriterio par parra la formación de hielo en la instalación de admi admisi sión ón» » El factor ctor lími lími te es la tem tempera perat tura ura en la admisión misma, y depende de la presión diferencial del aire que resulta del efecto de Venturi en la instalación de admisión.
Los motores de flujo axil son mas propensos que los centrífugos --~* ;u. formación de hielo, por la naturaleza de su constitución. La rela relaci ción ón del del aume aument nto o de hiel hielo o en la admi admisi sión ón depende de la can tidad de humedad en el aire y de la cantidad de aire que pasa por la instalación. La formación de hielo en un motor produce una dism dismin inuc ució ión n de la -presión de salida del compresor, puesto puesto que el hielo cierra cierra y por ;í:an~ ;í:an~ to reduce reduce la masa de aire aire, , pero pero se sigu sigue e añad añadie iend ndo o comb combus usti tibl ble e con con el resultado de un aumento de la temperatura de los gases de escape que -puede dar lugar a que el motor se queme, a menos que se corte el combustible. Cuando hay formación de hielo, la primera indi indica caci ción ón para para el pilo pilo to es que que hay hay una una pérd pérdid ida a de empuje, la temperatura de los gases de ejj
pape se eleva por encima del límite de funcionamiento normal y, si la situación continúa, empiezan a disminuir las r.p.m. En esta situación el motor puede arder. La primera reacción del piloto ante tal inoiden te es reducir el combustible inmediatamente, pues puesto to que que redu reduci cien endo do el paso paso de comb combus usti tibl ble e evit evita a que arda, y después buscar una altura más -baja para evitar la zona de formación de hielo. Estos mismos o pare pareci ci dos dos inci incide dent ntes es de la cabi cabina na pued pueden en ser ser el resul resultad tado o de otras otras oondic oondicio io nes de funciona funcionamien miento to o mal mal funci uncion onam amie ient nto? o? la formac rmació ión n de hie hielo en el motor es solamente una de estas posibilidades^ Las Ordenes;Téoni— cas para los procedimientos de funcionamiento para cada modelo de motor y avión prevén tales eventualidades * El tiempo frío aumenta la potencia del motor y, por tanto, es — más difícil notar en vuelo la pérdida de empuje por formación de hielo. La formación de hielo en las partes de la instalación de admi- -sión que no sean los filtros o paletas guías tiene poco efecto en el funcionamiento normal del motor» Sin embargo, al rompeíse, el hielo -en otras partes, como la tapa de accesorios en un motor de flujo axil, puede ocasionar ocasionar averías en los alabes del.compresor o En el otoño y los meses de invierno es más fácil la formación de hielo que en el verano, aunque también en verano es posible encontrar se con condiciones para la formación de hiele»
^
Con obje bjeto de reducir al mínim nimo este tipo de peligro en vuelo, -muchos constructores de motores han colocado instalaciones antihielo en la cara frontal de los últimos modelos para funcionar en todo tiempo. El método más práctico de ANIIHIELO actualmente es sacar una parte ~ del aire a la salida del compresor y llevarla a las áreas frontales -de -del motor para proporcionar el calor suficiente que evite la forma-ció -ción de hielo» De una manera general 9 las las área áreas s frontales de un motor de flujo axil que necesitan instalación ANTTHIELO ANTTHIELO son el morro morro o tapa tapa cubierta cubierta de accesorio accesorios s ' 9 soportes fusel&dos, fusel&dos, tirantes tirantes de la estructura estructura fronta frontal l y guías de la admisión. Para mas información sobre formaoión de hielo, véase OoT. 01^1-469o IX. PRINCIPIOS DE «ANÁLISIS DE AVERIAS DEL MOTOR DE REACCIÓN El obje objetp tp de esta esta lecc lecció ión n es prop propor orci cion onar ar un método de sucesión lógica del pensamiento con acciones específicas para ayudar en el ana lisis de la avería, por aislamiento de una área determinada. Este fáci ácil principio enunciado es aplicable a cualquier área de un motor de reacción, sea la instalación de combustible» instalación de lubricación, estructuras o cualquier otra de las inst instal alac acio ione nes s que que comp compre rend nde e el moto motor« r«No No exis existe te una una spla área o instalación a la que no sea aplica ble este principio» De hec#o 9 si se ha verificado cierto grado de entretenimiento eficiente y efectivo, debe
aplicarse este principio por necesidado Esta aplicación no significa una dificultad? siguiendo oier tos procedimientos veremos que es bastante sencillo* La única compleji ejidad que en todo caso pudiera encontrarse sería el NO aplicar este -principio en el análisis de la avería» Los primitivos motores de reacción y sus instalaciones eran rel¿ tivamente sencillos5 pero, al alimentar los requisitos con objeto de -obtener mas velocidad en el avión y mayor potencia de motor, e&ta sen oillez pronto se desvaneció* Estos avances en la complejidad de las -instalaciones fueron mas pron pronun unci ciad ados os, , acas acaso, o, en la del del comb combus usti tibl ble e -que -que en cualquier otra sección, puesto que la instalación de combustibl ible es el factor de control sobre el func funcio iona nami mien ento to y trab trabaj ajo o del del mo*mo*-.t .tor or. . Se han han ido ido necesitando continuas mejoras pera tener las instalaciones automáticas necesarias y eficientes, tanto para el func funcio iona nami mien en tp norpa norpal l como como bajo bajo condic condicion iones es de comba mbate. te. De ell ello resu esulta lta que la — instala alación de combustible comprende la mayor y más compleja de las
secciones que el mecánico debe analizar* Por ello, ha llegado a ser -una necesidad acostumbrar a] MECÁNICO a o í PENSAR más antes de efectuar 1 entretenimiento que lo que hacía anteriormente. En otras palabras, los días del mecánico ¿o MARTILLO y CORTAFRÍO han pasado. El hombre -que ha sido debidamente enseñado en los aspúctos mecánico y técnico -de las varias instalaciones y que entonces aprende a pensar con lógica las acciones específicas en el análisis de averías es el hombre — que alargará al máximo la vifa del motor y aumentará las horas de vue lo del avión. La La meta, por consiguiente, es tener un mecánico que tenga el entrenamiento necesario para primero determinar y analizar la avería y, una vez que ha llegado a una conclusión lógica, seguir un camino positivo y definido para corregir la avería. Un mecánico formado de esa manera eliminará la perturbación y no aquél que al encontrar una -avería empieza a despedazar todo el motor, esperando que eventualmente eventualmente una de sus sustituciones de piezas corrija la avería. Como ya se ha dicho, el primer requisito para el análisis de cual quier avería es primeramente tener un buen buen conoci conocimie miento nto del funcio funciona— na— mien miento to de los los vari varios os comp compon onen ente tes s de cada cada inst instal alac ació ión n del del moto motor, r, así así co mo de los principios de funcionamiento de cada elemento, saber lo que normalmente hace el motor y lo que pcurrirá cuando funcione mal. Siempre en cada caso el exam examen en del del elem elemen ento to o comp compon onen ente te debe debe rela relaci cion onar arse se directamente con el ;fecto que tiene en el motor y qué
efecto puede — apercibirse sentado en la cabina ante el panel panel de instr instrum ument entos os. . Pe esto esto result resulta a que la lectur lectura a de los instrumentos da una gran cantidad de información para el mecánico y es el primer requisito para cualquier ana lisis efectivo de averías. Puesto que no hay humano que pueda esperar conocer todas las respu spuestas, no es el prpósito dar una respuesta de todas las múltiples — averías que pueden ocurrir en una instalación o en un componente dado. Es también una caracterís rística inherente al motor de reac reacci ción ón prop propor or- -clona -clonar r cara caract cter er-i -ist stic icas as dist distin inta tas s ba.io condiciones de idéntica Una'vez, una avería dada, producirá cierta reacción en los instrumen—-tos, en su sonido o en el combustible5 y en la próxima vez, con la mí¿v vería, la reacción será diferente. Six^mbargo, en ambo ambos s caso casos s la --reac --reació ión n caer caerá á dent dentro ro de cier cierta ta sección, límites o modelo. Puesto que -además sería imposible intentar hacer una lista en forma de catálogo de todo lo concebible que pudiera suceder en un modelo de moto motor r dado dado, , y -si fuer fuera a posi posibl ble e hac hacerlo erlo serí serían an necesarios muchos y grandes volúmene para tratar de una cues cuesti tión ón tan tan exte extens nsa, a, la apro aproxi xima maci ción ón más más lógi lógica ca al problema sería enseñar al mecánico a PENSAR. Esto puede llevarse a cabo abo tomando averías conocidas de un comp omponen onent te dado dado y trata ratan ndo comp comple le— — tamente con el mecánico la- reacción de cada avería sobre el motor. Con tales ejemplos el mecánico desarrolla el procedimiento de llev llevar arla la a -cabo -cabo y razo razona nand ndo o prim primer eram amen ente te si la comp compon onen ente te dada dada pudi pudier era a posi posibl blem emen en te ocasio oca sionar nar la
S
avería particular del motor. El motor y sus instalaciones directamente relaciona relacionadas das con él no pueden pueden aislar aislarse se comple completam tament ente e del resto del avión durante el análisis de las averías. Hay una superposición de ciertas instalaciones del - -avión con el motor. Estas son mas pronun pronuncia ciadas das en las instal instalaci acione ones s — eléc eléctr tric icas as y de combustible del avión. Las funciones y procedimientos de estas instalaciones del avión en todo aquello que pued puede e afec afecta tar r al moto motor r y su func funcio iona nami mien ento to es, es, por por tanto, \ma necesidad para el mecánico del motor.. Uno de los los much muchos os ejem ejempl plos os sobr sobre e esto esto serí sería a QUE QUE EFEC EFECTO TO -TENDRÍA EN EL FUNCIONAMIENTO DEL MCTOR SL CORTE DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA A UN GOLENCIDE DE UN ELEMENTO DE CONTROL DE CCKBUSTIBL an los párrafos anteriores se ha tratado de la importancia y proced ocedimiento de una aproximación definida para el análisis de averías. -Veamos ahora cómo puede aplicarse todo esto de una manera definida. La instalación del combustible la usaremos como ejemplo,-puesto que generalmente es el área mayor para el análisis de averías de un motor de
reacción, a cuatro sencillos aparatos proporcionan fundamentalmente la « aproximación, sin tener en cuenta el modelo de tipo de motor. 1) HACER MABCHAR EL MOTOR EN TODAS LAS POSICIONES DEL INTERRUPTOR -¿SElEOfOR ¿SElEOfOR DEL COMBUSTIBLE COMBUSTIBLE Y ANOTAR LAS REACCIONES DEL MOTOR SN CADA TINA. L%s áreas fundamentales de observación de este aparato son: a) Lecturas de los instrumentos del motor. Temperatura de los gases de escape R.P.MÍ Presión del combustible o paso del combustible Presión de aceite. Amperímetro.
¡i
. c> Sentir el
% *:
e
Sonido o ruido del motor» Una instalación inoperativa*
Sin esta información no es posible obtener un anál anális isis is exac exacto to del del -motor -motor,p ,pue uest sto o que que al func funcio iona nar r el motor bajo todas las condiciones posibles y anotando sus reacciones, tenemos las indicaciones por las que se puede llevar a cabo el aislamiento. 2) DETERMINAR EN QUE INSTALACIÓN ESTA LA AVERIA. ■
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JV JV ■■■■ ■■■■■ ■ Generalmente Generalmente todos todos los motores motores de reacción reacción tienen tienen una una inst instal alac ació ión n principal principal y otra otra de emergencia emergencia, , más una situación bajo la que la instala Ciófl principal está J
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funcionando y la de emergencia está ALERTA o PREPARA DA, Esto es cierto en aviones de caza^ pero generalmente en los aviones *de bombardeo solamente se emplea una instalación principal, 'Las anotaciones del funcionamiento del motor en el apartado 1) 1) hacen jfí^iblf el el apartado 2) ♦ Una yez que podemos determinar por las indicacio hefe-, qtie la avería está en una indicación dada, significa que quedan toda todas s las las demá demás s área áreas s para para cons consid ider erac ació ión n posterior, y la avería queda aislada en un área (es decir, solamente en la instalación prin cipal, puesto que que las las indi indica caci cion ones es de func funcio iona nami mien ento to son son norm normal ales es para -"las demás instalaciones instalacio nes y condiciones)« con diciones)« Una vez que esta área ha sido aislada es posible el apartado 3) para posteriores aislamientos. V w
: 3) ELIMINACIÓN DE LOS ELEMENTOS QUE NO PUEDEN OCASIONAR LA AVERIA. Ahora que el área general o instalación es conocida, se emplean el l apartado 3) para reducir todavía todavía más las posibilidades de causa de la — "averia. CENSANDO y teniendo los diagramas pertinentes, cuando sean necesarios y las Ordenes Técnicas, se determina cual de los componentes de i(la instalación dada pudiera ser posiblemente la causa de la avería. Si -
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guiando el proceso de eliminación pensando el resultado es que un cierto 'niÜmero de partes o componentes, pudieran posiblemente ocasionar la ave— ría y de esta manera se llega al apartado 4) • 4> COMPROBAR LOS ELElVtENTOS RESTANTES POR UN ORDEN LÓGICO
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\#.
•* Habiendo eliminado los componentes o elementos que no pueden ser la causa de la avería, el mecánico está preparado para aplicar acciones - -determinadas en un área área espe especí cífi fica ca más más pequ pequeñ eña. a. El mecá mecáni nico co toma tomará rá las las -posibilidades restantes y, empezando por la más fácil de comprobar, irá .eliminando hasta llegar a una que es la causa real de la avería. Si se siguen estos cuatro apartados en el análisis de la avería — . de una instalación, prescindiendo de la avería particular, el origen de ella puede eliminarse con un mínimo de tiempo de entretenimiento y de — coste de piezas de recambio * Aunque el ejemplo que hemos utilizado es — específicamente para una instalación de combustible, es obvio decir *.{j *.{jue ue el prin princi cipi pio o gene genera ral l 3s apli aplica cabl ble e a toda todas s las las instalaciones del mo— tor# No se ha empleado en el ejemplo ninguna información técnica. La in - + v
formación técnica varía continuamente, por lo que se necesitaría una variación constante en la forma de los análisis de averías. Qon objeto
de elim elimin inar ar esa esa difi dificu cult ltad ad, , sola solame ment nte e se da el prin princi cipi pio o general de revisiones determinadas, la manera de efectuar lo espe especí cífi fico co está está sepa separa rado do, , y la -resp -respon onsa sabi bili lida dad d de los los mecánicos de unirlo a los procedimientos de la ultima Orden Técnica. Para más sencillez, estos cuatro apartados básicos del análisis de ave* rías, pueden ponerse en forma de cuadro para cualquier motor dado o instala* cidn del motor. La idea principal y ventajosa de tenerlo en un cuadro es que mientras contiene la misma información exactamente, se presta a la claridad al primer vistazo. Teniendo los principios operativos de cualquier instala— cidn de un motor dado en forma de cuadro, abarca los cuatro apartados básicos pero, como anteriormente se ha dicho, no puede unirse Ainguna información tdc tdc nica que pueda servir de cauce para el mecánico en el análisis # averías. r
El factor principal que rige completamente el análisis de averías de — cualquier grado es PENSAR ANTES DE HACER, en lo que concierne al mecánico, y para que áste pueda hacerlo así debe recibir el tipo de instrucción que se * ha examinado a travás de toda esta sección.
TOBERAS DE SALIDA Todas das los motores res de reac eacción ión inco ncorpor poran en su diseño una tobera de salí da. La cual tiene como misión convertir parte de la presión que lleva el gas en velo veloci cida dad d y cond conduc ucir ir los los gases ases lo más unifo niform rme ement mente e posible al exterior * Las toberas se caracterizan por el salto de presiones o grado de expansión que se realiza, en ella, este salto de presiones a nivel del mar vale -aproximadamente -aproximadamente *,5 & 2,0^ pero en vuelo <, sobre todo cuando vuela a velocida des supersónicas este salto puede llegar a valores de 20 a 25 * Segán sea este salto podemos hacer la división de las toberas en 3 tipo tipos s que qu e son? son? Subc Subcrí ríti tica cas s Críticas y Superávit i cas <• segar, que el salto de presiones presiones sea menor ? igual o mayor que ex salte necesario para alcanzar la velocidad del sonido* Las Las tobe tobera ras s no se ponen en los motores para, producir empuje, ya que sin ellas también se producirlen sino para otros fines, como sons 1fi Aprove Aprovecha chai i -al -al máximo la energía disponible del gasP- 2S Poder modificar los parámetros -del gas en la cámara de combustión y o orne consecuencia modificar el régimen -del motoro Esta modificación en los parámetro de gas se puede hacer en tierra median te \inos suplemento llamados "ratones" ? cuya misión es disminuir el área de salida, que trae consigo una resi resist sten enci cia a a la salid salida a del del gas^ gas^ que hará hará que que su ba la presión y temperatura tanto a ^a salida de la
turbina como en la o amar a de combustiónr. Otra mane anera de reed reedi ifica ficar r los los parám aráme etro tros es medi ediante ante toberas de sección variable que regulan el área de salida automáticamente^ según las necesidades del motor, mediarte .mas persianas que sen mandadas por el control de superficie de tobera,. Este ultimo tipc de regulación'se emplea en los avio nes con velocidad de vuelo superior a La de„ sonido M 1., por ser en este tipo de motores donde as efectiva esta regulación„ consiguiendo altos empujes con gasto de combustible combustibl e mínimo. Las toberas se dividen segtin su forma geométrica en convergentes y con—■ vergentes-divergentes o Las Las tobe tobera ras s conv conver erge gent ntes es ;se ;se empl emplea ean n para para salt saltos os subcríticos* críticos y supercritiecs? en ellas se alcanzan velocidades de salida iguales o menores -que la del sonido<■. Las Las tobe tobera ras s conv conver erge gent ntes es-d -div iver erge gent ntei eiá á se empl emplea ean n para saltos supercrítico icos y en ellas se alcanzan velocidades superiores a las del sonado. Siempre que las velocidades de vuelo no sean muy altas se emplean toberas eras conver convergen gentes tes simóle simóles s c, debido a su sencillez de construcción, poco peso y r* fácil regulación^ aunque s'u rendimiento para, saltos supercrítioos es meno que en las toberas convergentegdivergenteso si ez lo suficientemente alto c£ mo para usarse en avior.es que vuelen a velocidades supersónicas tEn los aviones cuyas velocidades sean muy altas se usaran toberas conve r gentes-divergentes gentes-divergentes o en las
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cíales la velocidad, de salida es superior a la del sonido<> El empleo de este \ ipo de tobera se hace indispens indispensable able para los cohete cohetes y algunos tipos de motores„ no suándose en los demás debido a su tamaño,peso y difícil regulación para que trabajen en condiciones óptimas de empuje y rendimiento-, Las toberas se construyen de materiales q¿e pueden sopo soport rtar ar alta altas s temp tempera eratu tura ras s 9algunas en su interior tien tienen en ondu ondula laci cion ones es en sent sentid ido o axia axial. l.qu que e sirve sirven n para para absorber las fluctuaciones de la presión en los aviones que lleva levan n -post-c -post-comb ombust ust ion, ion, Las toberas de salida subsónicas como ya se ha dicho son convergentes y normalmente tienen forma cónica., cou pequeños ángulos de conicidad. (10 + 152) que aseguran la uniformidad de la corriente y disminuyen la componente radial de la velocidad del gas aumentando el empuje,. Las Las tob tobera eras de salid lida cor corver vergen gentestes-d diver vergen gentes tes suelen ser construidas de varias varias maneras maneras o una de ellas oodía ser dos troncos de cono unidos por su base menor menor por una una zona de Trans Transici ición ón suave suaveq en forma de arco de circulo, SI área mínima de esta zona se denomina garganta critica y es dond donde e se alca alcanz nza a la veloci velocida dad d del del soni sonido do c, i/
A C C E S O R I O S Los accesorios de los turbinas de gas pueden dividirse en dos cgtego rías loa arrastrados por el por el aire de alta presión,extraído de la parte posterior del compresor,y compresor,y los arrastrados mecánicamente por un árbol de arras^ tre de accesorios y caja de engranajes conectada directamente al árbol del compresor. compresor. ACCESORIOS ACCESOR IOS ARRASTRADOS ARRASTR ADOS POR AIRE DERIVADO.DERIVADO.- Las turbinas turbin as de gas son las úni cas entre los demás motores en las que se dispone directamente de aire en alta presión utilizable para el arrastre de los accesorios por medio de mo_ tores de turbina de aire que funcionan independientemente del motor. El ají re de descarga del compresor a elevada presión y temperatura, se extrae — del motor a través de salidas colocadas generalmente en la carcasa del difu sor, fig» 33 a » La presión,naturalmente, es consecuencia de la compresión realizada por el compresor, y la temperatura es debida al trabajo realizado realizado en el aire durante el proceso de compresión. Dicho aire se canaliza ya que constituye una fuente de potencia para el accionamiento de elementos tales como los, equipos de acondicionamiento de aire, bombas hidráulicas, genera dores y accesorios análogos. Los elementos de presurización de cabina del
FÍg»33*Salidas de la derivación del aire accesorio* del compreaor, para arrastre de accesorios. axil.
Pig«34 i -Ama** mecánico de por el compresor
i
piloto o avión y de calefacción están a veces alitaeAtados por medio de un compre compresor sor,in ,indep depend endien iente te arrast arrastrad rado o por aire aire deriva derivado do para garantizar-aire puro y sin contaminación. * \ ACCESORIOS ARRASTRADOS MECÁNICAMENTE,- El otro método de arrastre de accesorios es por medio de una transmisión mecáni mecánica, ca, engran engranada ada direct directame amente nte al árbol árbol principal principal de unión al compresor y la turbina, fig» 34a» Los ejes de arra arrast stre re y plat platin inas as de acop acopla lami mien ento to de los los acce acceso sori rios os está están n prop propo orcio rcion nado ados por por el constru tructor tor del motor tor y colo coloca cado dos s en lá secc secció ión n fron fronta tal l del del mism mismo o o\ algun lguna as veces a un lado en las proximidades de la parte posterior del com- " presor.
ARRANCADORES . Los motores de turbina de gas se arrancan faciendo girar el com—— presor, en el caso de motores de compresor axil doble, el compresor de alta es generalmente el -finico que se hace girar. Primeramente es nece necesa sa rio acele acelera rar r el comp compre reso sor r hast hasta a que que prop propor orci ciona ona suficiente aire a presión para alimentar la combustión en las cámaras y en segundo lugar, una vez que el combustible ha sido introducido y el motor se ha encendido,-el arrancador debe continuar ayudando al motor por encima de su velocidad de automantenimiento. Los sistemas de arranque pertenecen por lo general, a uno uno de los -sig -sigui uien ente tes: s: «Mot ores eléc tric os -Tur bina s de aire -Tur bina s de gas
ARRANQUE POR MOTOR ELÉCTRICO. Son de alimentación por c 0c. con doble excitación del sistema, inductor, en serie y en paralelo, con la red de corrie corriente nte aplica aplicada, da, esto esto §s, del tipo tipo compo compound und, , configuración que proporciona un alto valor de -pérdida de arranque que se mantiene en valor elevado incluso a alta ve-lo -locidady por efecto de la excitación en deri deriva vaci ción ón» » Como Como la pote potenc ncia ia que que pued puede e obte obtene ners rse e con con tensiones de 28 V. no suelen ser mayores de 12 HP, se utilizan para estos motores tensiones de 110 V. pudiendo de esta forma tener potencias potencias hasta de 60 HP. ARRANQUE POR TURBINA DE AIRE El sistema lo constituye básicamente una turbina movida por la ener gía proporcionada por la expansión del aire procedente de un compresor o de un acumulador de aire a presión con valores de presión de entrada de 2 kg/cm^ aproximadamente. Esta turbina lleva incorporado en su rotor un dispositivo de embrague al rotor compresor-turbina del turborreactor y las r.p.m. que alean zan son mayores que en el caso que que del motor elétrico, elétrico, si bien son meno re r es que los movidos por combustión o turbina de gas* ARRANQUE POR TURBINA DE GAS. El sistema lo constituye un generador de energía formado port - Un compre compresor sor norma normalme lmente nte del del tipo centr centrífu ífugo. go. - Una cámara de combustión única y de flujo
reversible con lo que -se acorta acorta la longitud longi tud del conjunto. - Dos turbinas axiales, una de ella con eje solidario del compresor que mueve y la otra de rotor libre coaxil con el eje de la 1* que es port portad ador ora a del del sist sistem ema a de embr embrag ague ue para para arra arranq nque ue del turborreac tor.
SISTEMAS Y BEGUIADOBES DE COMBUSTIBLE. * +
un sistema de combustible de uh suministrar combustible limpio, libre libre de vapor y a las presionas y caudal convenientes al motor, bajo todas las condiciones de funcionamiento. La fig. 35» ilustra uft sistema clásico de combustible para un motor s postcombustión. 1 - interruptor interruptor de inyoceMn de 090 2- Bomba di combuelible combuelible arrattrada por el motor motor 3*- Traneml ranemlsor sor 4-
LUT
d* «naUscian * presión entre eeootontt di la bombo
A- Aborto C- Cerr Cerro* o*»» Preftíon del oiré sangrado Presión de entrooo entrooo en 10 bombo y retomo y retomo di ello AfTflncttjpf ■///////s
Privón entro freno** do
eecotanoi de lo bombo y momo di ola
c
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Dreno* * oomtatibto Protón de oguo
de ta oombo (oowéuetfcto (oowéuetfcto «n doejtfcor)
Presen de ovitoaliblí donfieodo
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Fl^»35*sirt*m* ** conbmtlbk de un i
y con Inyección
Vdí^tal di cmir^cfl de
SISTEMA BÁSICO DE COMBUSTIBLE. ta que se describe es mas o menos el típico en un doble o
» *iit
BOMBA DE COMBUSTIBLE. La bomba de combustible es un elemento independiente colocado justamen te delante del regu regula lado dor r prin princi cipa pal l de comb combus usti tibl ble. e. El comb combus usti tibl ble e suministra desde los depósitos del avión, conducido a través de los necesarios —filtros, bombas auxiliares y válvulas, hasta la bomba de combustible arras trada por el motor que generalmente es una bomba de alta presión de varios escalones de engranajes rectos y de desplazamiento positivo. El combusti ble es suministrado por la bomba al regulador de combustible» donde se dosifica y envia al motor en las cantidades adec adecua uada das, s, llev llevan ando do el exce exceso so de comb combus usti tibl ble e por por una una bifurcación a la entrada de la bomba. r
SISTEMA AUXILIAR 2$ COMBUSTIBLE.
a las consecuencias9 probablemente serias, de Debi int nter errrup upci ción ón de -caud caudal al el elee comb combus usttib iblle en lo loss avio avione ness monomotores, los aviones de oaza tienen su motor equipado generalmente con sistemas reguladores da combustible que tienen a su vez incorporado un sistema auxiliar o de socorro, a veoes denominado sistema de emergencia» un conmutador eléctrico en la cabina del piloto
permite a este la selección del sistema normal de combustible o del sistema .auxiliar o de emergenciao SISTEMA Y BEGULADOB SE COMBUSTIBLE DE LA CÁMARA BE POSTCOMBUSTIOH. mba y accionada por un motor» envia el
posto toom ombu busstio ionn un unoo de los esca escallon ones es de la motore i pos bomba to ma de combustible que existe,además del correspondiente al sistema del re guiador principal«Una válvula de paso de combustible, montada sobre la ca casa de la *■{*
combustible o bien a la entrada del escalón de la bomba de la cámara de combustión o bien al r guiador de combustible de la cámara de postcombustión» el cual registra 1 carcasa en el difusor y dosifica el combustible de los inye tores o barras de inyección de la cámara de postoombustion postoombustion según el caso* £1 exceso de combustible se hace volver a la bomba. Una válvula de drenaj que está normalmente colocada en el colector de combustible de la cámara de postcombustión, permanecerá cerrada mientras el combustible está fluye combustible fuer del MI* tor se para cuando * *
KEGULADOBES DE COMBUSTIBLE o Estrictamente hablando el piloto de un turborreactor
o de un avión turbohélice no regula su motor» sino que actú actúa a a trav través és de un inte interm rmed edia iari rio> o>-e -el l regu regula lado dor r de combustible. Colocando la palanca de gases del turborreactor en una posición dada, el piloto comunica al regulador de combustible -la cantidad de empuje que desea en porcentaje aproximadamente al empuje to tal.El regu regula lado dor r actú actúa a ento entonc nces es sobr sobre e cier cierta tas s vari variab able les s y proporciona sufi ciente caudal de combustible al motor para obtener el empuje deseado (o po, tencia si el motor es un turbohélice, pero en un grado tal que no permita que el motor funcione excediendo sus límites). CANALIZACIONES DE COMBUSTIBLE E INYECTOBES. de combustión 9 en forma pulverizada El combustible se introduce en la corriente de aire,por la part parte e fron fron tal de las las cáma cámara ras s que es la la mas mas con con veniente veniente para su rápida rápida mezcla con el aire y para su combustión. El
combustible se conduce desde el exterior del motor por medio ma de tuberías a los inyectores montados en las cámaras de combustión
de te
La mayor parte de los tipos de inyectores emplean un sistema de atomiza-r ción por presión, que asegura una fina pulverización de distribución uniforme en toda la zona de caudales de combustible, presentada en BU f unCÍO nmmiento * Los inyectores del tipo de torbellino son normalmente utilizados para proporcionar una alta vel veloc ocid idad ad de llam llama a con con baja baja velo veloci cida dad d axil axil de aire aire» » Frecuentemente se emplean inyectores múltiples para la desca escarg rga a de grand rande es cantidades de combaatible con dist distri ribu buci ción ón unif unifor orme me y para para cons conseg egui uirr-un un míni mínimo mo de v va ariación de caudal de suminist istro ante nte la posib sible obtu obtura raci ción ón de cual cualqu quie iera ra de los los inye inyect ctor ores es* * En los los grandes motores es también fre- -cuente el uso de un sist sistem ema a prim primar ario io y secu secund ndar ario io de inye inyect ctor ores es de oomoom-bustible* a cuyos circuitos se les denomina» a veces* circ circui uito to pilo piloto to y -pri -princ ncip ipal al* * El sist sistem ema a prim primar ario io o p pil ilot oto o prop propor orci cion ona a sufi sufici cien ente te caud caudal al de comb combu ustib stible le
para el funcionamiento con bajo empuje* Para el funcionamiento con alto empuje* el secundario o sistema prinoipal queda conectado y -el combustible comienza a fluir por dos sistemas* primario y secundario -de un inyector de doble orificio.
SISTEMAS m ENGRASE L
El aceite en las turbinas de &as desempeña el doble papel de refrigera cion y engrase de los cojinetes, Un sistema de presión de aceite conduce -directamente el mismo hasta los puntos en que es preciso.como en los cojine inetes del compresor y de la turbina y los cojinetes de los ejes de arrastre de los accesorios en el turborreactor, así como adicionalmente en el -turbohélice, los cojinetes del árbol de la hélice, el engranaje reductor y el indicador de par. El método de engrase utilizado generalmente se denomi na de sistema "calibrado" debido a que cada cojinete tiene su aceite específicamente regulado por un gráfico calibrado que ÍO de aceite para todas las proporciona el caudal pjre ÍO velocidades de funcionamiento, del motor, La fig» 36& representa un sistema clásico de engrase de un motor de — compresor axil doble, siendo muy singular el sistema de engrase de un motor de compresor centrífugo. El aceite se toma del depósito de almacenamiento d e i»
a c e i t e
p o r m e d i o d e u n a b o m
IU TE I WtESiO* ACCITC 0C ENTttAOi A Li BOUtA ACEITE DE «CuPEfUOON TUKmtS 0C *E$P*ACON v* LA CAJA DI no GWATOITO
ba de presión de tipo de engranajes y se pasa a través de un fil tro en 1 alida de la bomba hasta sta la tubería de aceite que lo conduce a los d_i ferentes puntos del motor. El — aceite de re torro se recupera o bien en cada cojinete cojinete o bien bien en puntos colecto— res por medio de bombas de recupe_ ración del tipo de engranajes después de lo — cual pasa a través de un refrigerador adecuado has_ ta el depósito -de almacenamiento Los refrigeradores
A- REFRIGERADO* ¿DE ACEITE (NO 3UUWIS-TTUOO POR EL* CONSTRUCTOR OEL MOTW) 6- KMBA OE PRESIÓN DE ACETO LC- FlTBO DE ACEITE ACEITE 0- VÁLVULA OE DESCAMA 8E PRESO* DE ACEITE E- BOMBAS OE RECUPERACIÓN
pWg#36* Si?rtema de engrase r
de aceite pueáen ser o bien del tipo aire-aceite o bien enu algunos una combinación de radiador aire-aceite y refrigerador combustible Cuando el aceite vuelve a entrar en el depósito de almacenamiento de un degaaifioador para separar la mayor cantidad posible de aire aceite de recuperación* SISTEMAS DE ENCENDIDO. lunqu* todos los motores de combustión se encienden bastante facilmen te en oóndioiones ideales, es preciso considerar que los motores de turbi na de gas funcionan generalmente a grande* alturas, donde las condiciones para un enoendixlo del motor en vuelo, en el caso de que haya sufrido un -apagado, están muy lejos de ser las ideales. Las bajas temperaturas que -correspondan a la gran altura producen una disminución de la volatilidad del combustible, que hace que sea difícil el encendido de la melóla. Es necesario tener no solamente un vpltaje muy alto para hace* saltar una chispa entre la amplia reparación de los los elec electr trod odos os del del ence encend ndid ido, o,sino sino tamb tambié ién n que que se trate de una chispa de gran energía calorífica. El siB" tema de encendido de alta energía del tipo de cond conden ensa sado dor r ha sido sido mas mas o -menos -menos el untv untver eral alim imen ente te aceptado para los motores de turbina de gas debid a que propor ciona al mismo tiempo
EAOvftVQflOf
qvm un -alto voltaje , una oh£i pa excepo ionalm ente calien te que cubre un gran área, por lo que se consig uen excele ntes encend idos de la mezcla , combus tible aire a relati vament
CM4ot*4er
e gr ande s altur as • E l si st em a de e nce nd id o qu e se de sc ri be pu ed e co ns id er ar
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se c l á s i c o p u e s a u n q u e l o s d e m á s p
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u e d e n v a r i a r l i g e r a m e n t e e especi al en lo que respec ta a
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au potenc ia el funcio namien to será esenci alment e análogo. Los aisite mas de encend ido están cara£ teriza dos por su po tencia
y pueden ser, por ejempl o, eleme ntos
de uno, dos o tro julios . Un jul ¿a la unidad de traba
•I» una energía desarrollada en un segundo amperio sobre una resistencia de un ohmio. Es déoir, el julio equivale un wati watioo po porr segu segund ndo. o. Norm Normal alme ment ntee la lass tu turb rbin inas as de gas gas está estánn dota do tada dass de bu bují jías as de ence encend ndid idoo, al algu guna nass vece vecess deno denomi mina nada dass encendedores de chispa. El sistema típico de encendido consta de dos grupos idénticos e in con una fuente coirón de energía, la pendientes de encendido, cienteunde seguridad, cada uno de los grupos La uno de nseguir avión.. Para loss ence lo encend nded edor ores es,, y pu pues esto to qu quee lo loss no noen ende dedo dore ress son son corresponde de encendí idénticos, se oonaiderafá mío batería d solamente uno de ello* (fifit parte del sistema de un filtro de entrada enoendi liminaflión de la», interferencias de radio, el cual es necesario *r*
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que se utiliza la batería del avión como fuente de energía tanto para e? equipo de radio del avión como para el encendido» Conjuntamente con el filtro de entrada, la primera sección del siste ma de encendido se denomina grupo de excite;ción de encendidoy^ Guando se cierra el conmutador de encendido del avión se suministra corriente con-tinua a un motor eléctrico que acciona dos levas» Una de ella^ es una le va de levantamientos múltiples del grupo de excitaciones y la otra es una leva cíe cíe levantamiento levantamiento simple para el circuito compositor de enoenc do» Ambas levas abren y cierran disrruptores que suministran cor corrien riente te intermitente a los transformador transfo rmadores. es. Referiéndose a la fig. 37s la leva de levantamientos múlt múltip iple les s pro pro por porcion ciona a una una corr corri ient ente pul pulsat satoria oria a un transformador de bajá tensión, di¡ poniendo ademas de un condensador que evita el picado de los platinos — disrruptores. El transformador 11 va 24 V de tensión de llegada hasta — cerca do 2000 V en el sistema» Este volt volta aje pasa asa despu spués a travé avés de un rectifigador de selenio que actúa corno una válvula de retorno unidireo cion ciona al que dej deja pasa asa la corri rrient ente al int interio rior de uh condensador de almacenamiento , evitando al mismo tiempo cualquier retorno de corriente. Dich icho condensador almacena a gran cantidad de corriente cada veg que los -platinos uel ruptor so abren. Al mismo tiempo que el condensador de alma cena je ce carga? la leva de levan levantar taramj amjHnt Hnto o simpl simple e Cierra Cierra su conta contacto cto,en ,en— — viando una pulsación directa de corriente a través del arrollamiento arrollamiento pri mari mario o de un tran transf sfor orma mado dor r de alta alta tens tensió ión, n, el cual cual
eleva el voltaje hasta unos 23.000 V. Brte elevado voltaje produce urua chispa de disparo que sj^l ta entre la am-iia sepa separa raci ción ón que que exis existe te entr entre e los los elec electr trod odos os del del ence encennvez iniciada la trayectoria de encendido en el dedor. Una vez encendedor«dis minuye la resistoncia de ella, permitiendo la descarga de mucha mas cantida can tidad d de. energía energía eléctriva almacer.ada en el condensador. ¿1 voltaje reía tivaiu. nte bajo almacenado en el condensador permite la producción de una chispa n;uy caliente, pero que no es suficiente por si sola para saltar la distancia cíe los electrodos del encendedor hasta que no se ha creado una trayectoria previa por medie de una chispa inicial o de disparo. El resultado combinado combinado es el de un intenso punto de calor aue es capaz de cámara ENCENDEDORES. BUHAS. Los electrodos de ios encendedores de las turbinas de has deben ser capaces de gastar una corriente de mjicha mas potencia que la que que debe deben n -sop -soportar Tos Tos elec: rocí rocíos os uc las las bují bujías as convencionales. Aunque ostas co- --rrie -rrient ntes es de alta alta energía pueden producir mas rápida erosión (desgaste)¿ del electrodo cr-i ^ncundedor que la que se produce en las las bujia ujias s de los moto motore res s alte altern rnat ati^ i^os osno no"" ""ti tien ene e ello ello nin ninguna consec secuanci ncia debi ebido al tiempo relativ ativa amen mente corto, durante el cual funciona el sistema de encendido en el motor de turbina de gas, pero no obstante, constituye esto una razón
para no hacer funcionar el sistema de encendido de la turbina de gas mas tiempo del que sea absolutamente necesario» La separación de electro
dos de los encendedores es mayor que la de las bujías clásicas, debido a — que la gran presión de funcionamiento a la que entra en acción el encendedor r
r AÍ.IOM. es mucho mas baja que la correspondían ^ mmmmmm^d.porci.». te al motor alternativo. El ensucia miento que comunmente se presenta en las bujías de los motores alternativos Fig« 38* resulta mínimo en los encendedores,debi do a la alta intensidad de la chispa* La mayor parte de los encendedores son del tipo de separación anidar fig» 38'* aunque ^también se utilice en algunos motores los del tipo de s¿ parición oontraída, fig. 39*• Normalmente los encendedores $%% tipo de -separación anular se proyectan ligeramente dentro del tubo $<$ llama aon objeto de conseguir un encendido efectivo, llamándosele al ¿junas veces en
cendedor de largo alcance. La chispa del encendedor del tipo de separa— ción contraida no sigue muy exactamente la superficie del encendedor de separación, sino que tiende a saltar -en arco arco haci hacia a afu afuera era del tubo de llama Este tipo de encendedor de separación de electrodos contraida no necesita —
proyectarse en el interior del tubo de llamas, por lo que el electr ectro odo func uncio_ na a temperatura mas baja que en el ca so del ence encend nded edor or de tipo tipo de sepa separa ra- -ción -ción anular anu lar. .
SISTEMA DE REFRIGERACIÓN BEL MOTOR El intenso oalor desarrollado al quemarse el combustible y el aire ha oe necesario que se disponga en todos todos los motores de combustión combustión int de algún medio de refrigeración* Los motores alternativos se refri geran o bien IOOOhaciendo pasar aire a través de aletas unidas a los • o bien haciendo pasarlíquido «n
refrigerant e alrededor de oámaras que rodean a los mismos.-Sl prob pr oble lema ma es
$*
nías senci se ncillo llo en es te caso ante el hecho de que la -ibustión se realiza solamente dorante una de las cuatro oarr oa rre— e— rasf en el motor de 4 tiempos* En el caso de un motor de turbina de gas el proceso de la combustión es ntinuo y casi todo el aire de -refrigeraci ón debe pasar interior del por el el M
solamente el
•
tor« Si se admite
paso necesario de aj. re para proporcionar la relación ideal airecombustible de 15 $ 1, las temperaturas internas se ele varian rápidamente a mas de 200* C. por lo que en la práctica se hace pasar por el motor una gran ' cant ca ntid idad ad de ai aire re en ex exce ceso so so sobr bre e la re rel lac ació ión n idea id eal» l» Di Dioh oha a ca cant ntid idad ad de ai re en exceso exceso sirve sirve para para re refr frig iger erar ar la las s zo zona nas s oa oaüe üent ntes es de del l mo moto tor r hasta una temperatura aceptable, conrprndida entre los 900 a 950° C. La fig.40 -i -il lustra las temperaturas aproximadas del cárter exterior del motor de un turboreaotcr con compresor AXIL doble adecuadamente refrigerado* El aire que pasa a través del motor sirve para refrigerar las oámaras de oombustión de los tubos de ll llam ama. a. La Las s oá oáma mara ras s de co comb mbus usti tión ón es está tán n co cons ns
tímidas de tal modo que introduzcan una película de aire fina y de rápido movimiento sobre la supe su perf rfic icie ie in inte teri rior or y ex exte teri rior or de la cá cám mar ara a de combustión y el tt/bo de llama. En todos los tipos de turbina de gas una gran can tidad tidad de aire aire relativamente frió se une y mezcla posteriormente a las cámaras cámaras de oombustió oombustión n con los gases quemados para refrigerarse refrigerarse los gases lientos antes de su entrada a la turbina. HECUBBIMUMTOS HECUBBIMUMTOS AISIANTES DEL MOTOR. Para reducir la temperatura de la estructura en las proximidades
conducto de salida o de la cámara de postcombustión y para eliminar la po sibilidad da que la gasolina o el aceite se pongan en contacto con las partes calientes del motor, e« necesario algunas veoes dotar del adecua do aislamiento el conducto de escape de los motores de turbina de gas y según puede verse en la fig. 41* > las temperaturas superficiales del con ducto de escape se elevan oonsiderablenante, pudiendo alcanzar temperatu ras mucho mas altas durante un arranque "caliente" del motor* Las superfi cíes metal loas a esta temperatura transmiten una significativa cantidad"" de calor no solamente por radiación, sino al mismo tiempo por conducción o por convención* A causa de ello sé ha visto la necesidad de incorporar pantallas de radiaoión formadas por hojas de aluminio, asi oomo por recu brimiento de Material poco conductor en algunos motores. En la fig» 41*» se aprecia uaa instalaoión típica de recubrimiento aislante y de tempera turas obtenidas en varios puntos* Este aislamiento contiene lana de vi drio oomo material peo conductor y láminas de aluminio como pantalla de -
Cárter Exterior é Exterior éá CovnporttoMWtadft Arillo do Aguo Inomdabte-SSO* F Lona do vifre Hoja do Alumino Lona do «dno Hoja do pkrta Conduelo dt Escapo
900»F
Fig*4l*-Cap* de atetemieato de motor cláfJca.
rauiacicn, cubriéndose además convenientemente con objeto de que no pueda .-'.:;:papar^ ; de aceite • inyección de a.Tua -- un método eficaz de incrementar el empuje de un turoorr. actor y e¿; utilizado en los regimenes de u despegue para contrarrestar el efecto de la disminución de empuje en días de elevada temperatura» Pueue conseguirse da esta forma aumento del 10 al 40 % del corres pondiente a su inyección de agua y para ello existen tres sistemas posi *
ble¿; •
a b) )
+
c Inyección de agua en la admisión dsl aire al ) compresor. just justam amen ente te dela delant nte e Inye Inyecc cció ión n de agua agua en las cámaras de combustión. Inyección de agua en la sección del cárter del difusor posteompre de las cámaras de combustión. La inye inyecc cció ión n de agua agua ae acom acompa paña ña con con una una cant cantid idad ad jo de mentol en proporción aproximadamente del 30 c jo volumétrica con respecto de la mezcla total* La vaporización de la mezcla permite una fácil atomización en el aire, y el calor absorbido en la vaporización es contrarrestado por el aumento de temperatura debido a la combus combustió tión n del alcohol alcohol en las cámar cámaras; as; si bien bien — este este aumento de temperatura no es muy considerable, pues el poder calorífico del alcohol es aproximadamente aproximadamente la mitad kero ro-eno utiliz del correspo correspondie ndiente nte al ke utilizado ado normalmente como combustible de los turborreactores.
Al in inye yect ctar ar la me mezc zcla la ag agua ua-m -men ento tol, l, el au aume ment nto o de empu puje je es ob obte ten nido -pri -principal alm mente por el efecto de refrigeración refrigeración del aire que atraviesa atraviesa el -motor - motor en el caso de inyección de agua en el compresor o difusor, intercom
pretor o refrigeración del gas combustible-aire, cuando se inyecta en las
cámaras. PROTECCION CONTRA LA FORMACIÓN DE HIELO. Aunq Aunqu ue los los mot motore ores de tur turbina ina de gas no tie tienen nen carburadores y no están por por tant anto, sujet jetos a los problemas de formación de hielo, en el carbura— dor, no están, sin embargo inmunes al efecto de la formación de hielo, pues a bajas temperaturas, los motores de compresor axil están seriamente afectados por los depósitos de hielo sobre los alabes guías de entrada — del compresor y especialmente todos los motores de turbinas equipados con rejillas de entrada de aire no retráctiles son muy suceptibles a la formación de hielo. El hielo formado en los alabes guías, o en la rejilla de admisión restringe la corriente de entrada de aire, lo cual viene indicado por una pérdida de empuje y una elevación rápida de la temperatura de los gases de escape. Al disminuir el caudal de aire, la relación combusti combustible-aire ble-aire aumenta lo que a su vez hace elevarse la temperatura de entrada de la turbina y la de descarga. El regulador de combustible intenta además corregir cualquier pérdida de las revoluciones del motor, por medio de la adición de más combustible, lo cual agrava la situación. Los alabes guías de entrada pueden calentarse para evitar evitar la formac formación ión de hielo hielo, , pero pero en una una rejil rejilla la de entrada de aire no se retrae,el único me dio de
eliminar la formación de hielo es evitar el vuelo en tales condi— ciones. Los alabes guías y los montantes de entrada de los motores de compre— sor Axil son generalmente huecos, de la parte posterior del oompresor se extrae aire caliente en alta presión, el cual se conduce a través de una válvula reguladora del sistema antihielo, hasta las secciones huecas de los montantes de entrada y alabes guías evitando el calor transmitido la advertencia del hielo. Los sistemas antihielo producen algo de reducción de empuje y se utilizan por lo tanto, solamente cuando se necesitan*
