Principios basicos Motores de reacción I

Muchas veces nos hemos preguntado como funcionara un motor de reacción de un avión, vemos la fuerza que genera, y lo que es capaz de levantar del aire con su fuerza, pues bien un motor básicamente es la de recolectar el aire del exterior (como una aspiradora) de hay su nombre inicial de turbofan, y calentándolo y comprimiéndolo según vayan pasando sus etapas hasta finalmente expulsarlo al exterior a gran velocidad creando el empuje. Os iré explicando la función de cada etapa del motor.

Los motores de reacción tienen 5 etapas importantes en los que cabe destacar, el difusor de entrada, el compresor, la cámara de combustión, las turbinas y la tobera.

La misión fundamental del conducto de entrada es la de recoger el aire exterior y enviarla al compresor con un mínimo de perdidas a lo largo del mismo. El fan de la entrada es el más grande de todos, ya que en ella pasa el mayor volumen de aire.

Los compresores son los que se encargan de comprimir el aire procedente de la entrada, ya que se necesita almacenar la máxima cantidad de aire en un volumen dado.
El compresor más habitual en estos tiempos es el axial (ya lo explicaré esto mejor en otra entrada). Un compresor Axial está formado por unos discos con álabes que dan vueltas, y otros que están quietos. Los que giran se llaman "ROTOR", y los que están quietos se llaman "ESTÁTOR". La misión del rotor es aportar una energía cinética al fluido, una velocidad. Después, ese incremento de energía cinética se convierte en un incremento de presión en el estator, ya que sus álabes forman conductos divergentes. Según vamos comprimiendo el aire también incrementamos su temperatura a la cual hace que su volumen se expanda.
Hasta aquí hablamos de la zona fría del motor aunque podríamos llegar a unas temperaturas de 500ºC.

Una vez el fluido ha pasado el compresor, su presión es elevada. Ahora es el momento de inyectarle combustible y quemarlo.

Es muy sencillo, el aire llega comprimido, y se divide en dos flujos. El flujo primario se introduce en el "tubo de llama", se inyecta combustible con un vaporizador y a través de una bujía, se inflama la mezcla. La temperatura alcanza 1700-2000ºC. El flujo secundario va entre el tubo de llama y la carcasa (cárter) refrigerando el material del tubo a base de crear una película de aire. Al final de la cámara, el flujo secundario se mezcla con el primario para bajar la temperatura hasta unos 200-500ºC. Si no se hiciese esto, la turbina (que es el elemento que viene después de la cámara de combustión) se fundiría.
Para que funcione esta combustión necesitamos 3 elementos fundamentales o el llamado triangulo de fuego, que es el calor que tenemos del aire comprimido, el oxigeno que nos aporta el aire y el combustible que nos aporta la energía.

Cuando el aire atraviesa la turbina, la mueve como si fuese un molino. Y la turbina está conectada mediante un eje al compresor. También está conectada a un generador eléctrico. Vamos, que la turbina cuando gira, mueve al compresor y además genera electricidad. Es exactamente lo mismo que un generador eólico, o que una central hidroeléctrica.
La turbina, al igual que el compresor, está formada por discos con álabes que giran (Rotor) y otros que están quietos (Estátor). La diferencia con respecto al compresor es que el estátor va antes del rotor, y sirve para exactamente lo contrario que en el compresor: en este estátor se transforma la presión en energía cinética, y el rotor es movido por el aire, desarrollando trabajo.
En torno a 1/3 de la potencia de los gases se usa para mover la turbina y con ella el compresor. Los otros 2/3 son los que se encargan de obtener empuje a la salida.

En la tobera los gases se expanden, adquiriendo velocidad. Después, salen a la atmósfera. Y recordad que el empuje es función de la diferencia de velocidades entre la salida y la entrada del motor.
De esta forma tan bonita, haciendo uso de los componentes descritos, conseguimos que el aire que atraviese el motor se acelere lo suficiente como para generar un empuje suficiente para que el avión se mueva.

Bueno espero que os haya gustado esta introducción a los motores de reacción, en otras entradas iré explicando con mas detalles cada una de las partes del motor, ahora termino esta entrada con un video explicativo de lo que he descrito.