Turborreactor
El turborreactor es un motor a reacción que respira aire , normalmente utilizado en aviones. Consiste en una turbina de gas con una boquilla propulsora . La turbina de gas tiene una entrada de aire que incluye álabes de guía de entrada, un compresor, una cámara de combustión y una turbina (que impulsa el compresor). El aire comprimido del compresor se calienta quemando combustible en la cámara de combustión y luego se deja expandir a través de la turbina. El escape de la turbina luego se expande en la boquilla propulsora donde se acelera a alta velocidad para proporcionar empuje. [1] Dos ingenieros, Frank Whittle en el Reino Unido y Hans von Ohain enAlemania , desarrolló el concepto de forma independiente en motores prácticos a fines de la década de 1930.
Si bien el turborreactor fue la primera forma de planta de energía de turbina de gas para la aviación, ha sido reemplazado en gran medida por otros desarrollos del concepto original. En funcionamiento, los turborreactores suelen generar empuje al acelerar una cantidad relativamente pequeña de aire a velocidades supersónicas muy altas , mientras que los turbofan aceleran una mayor cantidad de aire a velocidades transónicas más bajas. Los turborreactores han sido reemplazados en aviones más lentos por turbohélices porque tienen un mejor consumo específico de combustible.. A velocidades medias a altas, donde la hélice ya no es eficiente, los turbopropulsores han sido reemplazados por turboventiladores. A estas velocidades transónicas, el turborreactor es más silencioso y tiene un mejor consumo de combustible específico de la gama que el turborreactor. Los turborreactores pueden ser muy eficientes para aviones supersónicos .
Los turborreactores tienen poca eficiencia a bajas velocidades de los vehículos, lo que limita su utilidad en vehículos distintos de los aviones. Los motores turborreactores se han utilizado en casos aislados para propulsar vehículos que no sean aviones, normalmente para intentar conseguir récords de velocidad en tierra . Cuando los vehículos son "propulsados por turbinas", esto es más comúnmente mediante el uso de un motor de turboeje , un desarrollo del motor de turbina de gas donde se usa una turbina adicional para impulsar un eje de salida giratorio. Estos son comunes en helicópteros y aerodeslizadores. Los turborreactores se utilizaron en el Concorde y las versiones de mayor alcance del TU-144, que debían pasar un largo período viajando de manera supersónica. Los turborreactores siguen siendo comunes en los misiles de crucero de alcance medio., debido a su alta velocidad de escape, área frontal pequeña y relativa simplicidad. También se siguen utilizando en algunos cazas supersónicos como el MiG-25 , pero la mayoría pasa poco tiempo viajando de forma supersónica, por lo que emplean turboventiladores y poscombustión para aumentar la velocidad de escape en los sprints supersónicos.
La primera patente para utilizar una turbina de gas para propulsar un avión fue presentada en 1921 por el francés Maxime Guillaume . [2] Su motor iba a ser un turborreactor de flujo axial, pero nunca se construyó, ya que habría requerido avances considerables con respecto al estado de la técnica en compresores. [3]
En 1928, el cadete británico de la RAF College Cranwell [4] Frank Whittle presentó formalmente sus ideas para un turborreactor a sus superiores. En octubre de 1929 desarrolló aún más sus ideas. [5] El 16 de enero de 1930 en Inglaterra, Whittle presentó su primera patente (concedida en 1932). [6] La patente mostraba un compresor axial de dos etapas que alimentaba un compresor centrífugo de un solo lado . Los prácticos compresores axiales fueron posibles gracias a las ideas de AA Griffithen un artículo fundamental en 1926 ("Una teoría aerodinámica del diseño de turbinas"). Más tarde, Whittle se concentraría únicamente en el compresor centrífugo más simple, por una variedad de razones prácticas. Whittle tuvo el primer turborreactor en funcionar, el Power Jets WU , el 12 de abril de 1937. Era de combustible líquido e incluía una bomba de combustible autónoma. El equipo de Whittle experimentó casi pánico cuando el motor no se paraba, acelerando incluso después de apagar el combustible. Resultó que el combustible se había filtrado en el motor y se había acumulado en los charcos, por lo que el motor no se paraba hasta que se quemaba todo el combustible filtrado. Whittle no pudo interesar al gobierno en su invento y el desarrollo continuó a un ritmo lento.
