¿Cómo se dirige el aire entrante dentro de los diferentes sistemas de un motor a reacción?

Jul 09, 2023

El aire entrante se caracteriza por diversas corrientes en chorro dentro del motor.

Los motores a reacción funcionan comprimiendo el aire entrante a través de una serie de compresores y combinándolo con combustible atomizado en la cámara de combustión. La mezcla de combustible y aire se enciende, se expande y se libera a través del escape para producir empuje. Otra corriente de aire más grande simplemente pasa a través de la corriente de derivación sin comprimirse ni encenderse.

La relación de derivación es la relación entre el caudal másico del aire que pasa por el núcleo del motor (flujo secundario) y el caudal másico del aire que ingresa al núcleo del motor (flujo primario). Una tercera corriente, flujo de aire parásito (aire purgado), pasa desde el compresor y se utiliza fuera de la cámara de combustión para enfriar y presurizar varios sistemas. Este artículo explora las tres corrientes de aire en el motor a reacción.

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El aire entrante del ventilador ingresa a una serie de etapas de compresión (refuerzo) de baja presión (LP) antes de ingresar al compresor de alta presión (HP). Cada etapa de compresión consta de un componente giratorio y un componente estacionario. El aire se comprime y acondiciona a su paso por cada etapa. La velocidad del aire disminuye a medida que aumentan la presión (y la temperatura).

El aire del compresor LP se guía hacia el compresor HP a través de las paletas guía de entrada (IGV) para reducir cualquier turbulencia residual causada por la rotación. El aire presurizado a alta temperatura se mezcla con combustible presurizado para la combustión. Los gases calientes se expanden transfiriendo energía a las turbinas HP y LP. El aire existe a través del escape del motor, generando empuje.

El aire parásito se utiliza para presurizar y enfriar los componentes internos del motor. El aire purgado de la corriente primaria se utiliza para presurizar sumideros, válvulas y otros sistemas internos. El aire parásito también se utiliza para enfriar los sumideros y los componentes de alta temperatura, incluidas las palas y las boquillas de las turbinas.

Es de destacar que, si bien el aire ya se calienta a aproximadamente 930 grados F (500 grados C), es relativamente más frío que las temperaturas dentro y alrededor de la cámara de combustión (~2730 grados F/1500 grados C).

El aire parásito también se utiliza para la presurización de la cabina, el aire acondicionado y otros sistemas internos. También proporciona aire caliente para los sistemas antihielo de entrada del motor y de las alas de los aviones. En particular, cualquier cantidad de aire extraída de la sección de compresión afecta negativamente a la eficiencia del motor. Sin embargo, el aire purgado se controla con precisión a través de numerosas válvulas y se suministra a los sistemas críticos del motor y de la aeronave.

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El flujo de aire secundario es aquel que pasa por alto el núcleo del motor y fluye hacia el exterior del motor, proporcionando la mayor parte del empuje del motor. El aire entrante del ventilador se dirige a través de paletas guía de salida (OGV) para minimizar el efecto de las fuerzas centrífugas del ventilador giratorio. El flujo de aire secundario mantiene todo el motor refrigerado desde el exterior y al mismo tiempo ayuda a minimizar el ruido del motor.

Una parte del aire secundario se utiliza para enfriar aún más las cubiertas y carcasas de las turbinas. Los componentes de la turbina se expanden y contraen debido a las variaciones de temperatura. Como resultado, la holgura entre las carcasas y las palas cambia, afectando la eficiencia del motor. El aire secundario se transmite a las líneas de control de espacio activo instaladas en las cajas de las turbinas para optimizar el espacio libre de las palas en todas las fases del vuelo.

Dado que la temperatura del aire secundario depende en gran medida de la altitud de la aeronave, el flujo másico de aire se controla mediante válvulas de control de holgura. El aire secundario también se utiliza en otros componentes externos, incluido el compartimento central y la refrigeración del sistema de encendido.

¿Qué opinas sobre las distintas corrientes de aire dentro del motor a reacción? Cuentanos en la sección de comentarios.

Escritor: Omar es un entusiasta de la aviación y tiene un doctorado. en Ingeniería Aeroespacial. Con numerosos años de experiencia técnica y de investigación en su haber, Omar aspira a centrarse en prácticas de aviación basadas en la investigación. Además del trabajo, a Omar le apasiona viajar, visitar sitios de aviación y observar aviones. Con sede en Vancouver, Canadá