Los humanos se convirtieron en la raza superior del planeta tierra tras más de un millón de años de evolución. Conquistamos el agua, la tierra y el aire y ahora aspiramos a superarlos. Aunque hay una plétora de definiciones que podrían cuantificar los logros del Homo sapiens, una sola que destaca es la de ingeniería, concretamente la de aviación.
Por no hablar de los desplazamientos y la comodidad, el ser humano ha librado una guerra por los cielos que define lo avanzada que está la tecnología para proporcionarnos la confianza de volar a cientos de metros del suelo. Desde el nacimiento de la aviación, la idea de una nave lo suficientemente ligera para volar ha cambiado radicalmente. Hoy en día, los aviones pueden resistir las tormentas más fuertes de la naturaleza y un gran mérito lo tienen los motores que los impulsan.
Para empezar, permítannos decirles que no somos expertos en avances mecánicos en el campo de la aviación. Pero intentaremos explicar lo mejor posible los tres tipos de motores más utilizados en los aviones de la era moderna.
Motores turborreactores. (Fuente de la imagen: Mech4Study)
Motores turborreactores
Antes de entrar en los tecnicismos de un motor, hay tres componentes que debes conocer: un compresor que presuriza el aire, una cámara de combustión donde se quema el combustible y una turbina que, a su vez, ayuda a impulsar el compresor. Un turborreactor propiamente dicho es el tipo más básico de motor a reacción. En esta configuración, el aire que se toma por la abertura de la parte delantera del motor se comprime en el compresor a una presión entre 3 y 12 veces superior a la original. A continuación, este aire se quema en combinación con el combustible en la cámara de combustión para elevar la temperatura de la mezcla de fluidos a unos 600 o 700 grados Celsius. El aire caliente resultante pasa por una turbina que a su vez acciona el compresor.
Si la turbina y el compresor son eficientes, la presión que llega a la turbina será casi el doble de la presión atmosférica y este exceso de presión se envía a la tobera para producir una corriente de gas de alta velocidad que produce el empuje. Además, se puede crear un empuje considerable con la ayuda de una segunda cámara de combustión situada después de la turbina y antes de la tobera. Esto da lugar a un aumento de la temperatura y, posteriormente, a un incremento de aproximadamente el 40% del empuje.
En pocas palabras, el turborreactor es un motor de reacción en el que los gases en expansión empujan la parte delantera del motor. El turborreactor aspira aire y lo comprime o aprieta. Estos gases rebotan y salen disparados por la parte trasera del escape, empujando el avión hacia delante.
Motores a reacción turbohélice. (Fuente de la imagen: AviationStackExchange)
Motores a reacción turbohélice
En el caso de un motor a reacción turbohélice, la turbina situada en la parte trasera gira gracias a los gases calientes y esto hace girar un eje que hace girar la hélice. Este tipo de motor es el más común en pequeños aviones de pasajeros y de transporte.
Similar a un motor turborreactor, un turbohélice también tiene un compresor, una cámara de combustión y una turbina. El aire y el gas se combinan para hacer funcionar la turbina, que a su vez acciona el compresor. En comparación con un motor turborreactor, un motor turbohélice tiene una mayor eficiencia de propulsión a velocidades inferiores a 500 millas por hora.
Los motores turbopropulsores modernos vienen con una hélice de menor diámetro con más número de palas para un funcionamiento eficiente a velocidades más altas. Para hacer frente a las mayores velocidades de vuelo, las palas tienen forma de cimitarra con bordes de ataque barridos hacia atrás en las puntas de las palas. Este tipo de hélices se denominan propulsores.
Motores turbofan. (Fuente de la imagen: Wikimedia)
Motores a reacción turbofán
A diferencia de los turborreactores, que aspiran todo el aire del interior del motor, los motores turbofán llevan un gran ventilador en la parte delantera que aspira la mayor parte del flujo de aire alrededor del exterior del motor. Esto hace que el motor sea más silencioso y tenga más empuje a bajas velocidades. La mayoría de los aviones de pasajeros están equipados con este motor.
Una pequeña parte del aire entra en el motor y el resto pasa por un condensador de baja presión. Este aire sale entonces en forma de chorro frío que se mezcla con el gas-generador para producir un chorro caliente. El objetivo de este tipo de sistema de derivación es aumentar el empuje sin aumentar el consumo de combustible. Lo consigue aumentando el flujo total de masa de aire y reduciendo la velocidad dentro del mismo suministro total de energía.