configuraciones de turbomotores

5/6/2018 configuraciones de turbomotores - slidepdf.com

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Air inlet 2009

VARIOS TIPOS DE POWERPLANTS

SIMPLE TURBOJET.

En este tipo de turbo rrea c tor, tod o e l flujo de a ire p asa a través del generad or del ga s, y hay

solame nte un montaje d el co mp resor-turbina. El emp uje produc ido po r los c om po nentes de

la turbina de gas depende de la masa de aire que se incorpora al motor y la aceleración

dados a esta masa. La operación es caracterizada principalmente por la velocidad de

rotac ión, la temp eratura de entrad a de la turbina y el empuje entrega do .

Configuraciones.

La configuración de los componentes principales varía según el tipo de motor.

Menc iona remo s solame nte d os tipo s de c onfigurac ión:

- Multi-sta ge a xia l c om pressor turbo-jet ,

- Ce ntrifuga l c om pressor turbo -jet.



Air inlet 2009

Operación

El motor es mantenido dentro de límites dados por la acción del único parámetro físico

d ispo nib le: el flujo de c omb ustible inyec tad o en la c ám ara de c om bustión. Esta función(co ntrol de flujo de c om bustib le) d eb e c onside rar variab les externas tales c om o c ond ic iones

a tmo sféric as, veloc idad , la a ltitud…

Utilización

Deb ido a su efica c ia y c onsumic ión, el turbojet simple se utiliza p rinc ipa lmente para las a ltas

velocidades y las misiones militares. El turborreactor puede incorporar una toma de aire

variab le que ad apte el mo tor a las c ond ic iones de vuelo.

BY-PASS TURBO-JET

Introducción

Es un motor de turborreactor que admite más aire que el necesario para el generador del

gas, el flujo a d iciona l pasa libre po r el generad or de l gas. Esta c onfigurac ión red uc e e l flujo y

la c onsumición de c om bustib le y aumenta la efic ac ia propulsiva.

Configuraciones.

Un mo tor de b y-pass pued e te ner varias c onfigurac iones, por el instante:

- Single-sha ft by-pass turbo-jet,

- Sing le-sha ft by-pass turbo-jet c on c a ja de eng rana jes red uc tores a l eje del c om pressor



Air inlet 2009

- Sing le-sha ft b y-pass turbo-jet c on p itc h va riab le en las aspas del c om pressor (veloc ida d

constante)

Nota : El c om presor (o fan) se p ued e ta mb ién situar en la parte p osterior de l mo tor.

Ventajas y rango de operac ión

El moto r de jet b y-pass se enc uentra entre e l motor jet simple y el turbop rop ulsor. El rango de

op erac ión está c asi así entre e l del turbop rop ulsor, limitado e n veloc ida d , y el del jet simp le

que es eficiente e n la ve loc ida d solam ente . Por otra p arte, la c onsumición espec ífic a e s má s

baja y la op erac ión m enos ruido sa . Tamb ién, el rec alentam iento es posib le c on una ma yor

eficacia.

TURBOMOTOR DE DOBLE CARRETE.

Introducción

En este tipo de motor, el generador del gas incorpora a dos ensambles giratorios

independientes:

- un mo nta je de ba ja p resión de la turb ina del co mp resor (LP)



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- Un mo nta je de a lta p resión de la turbina d el co mp resor (HP).

El eje de transmisión del ensamble del LP se establece coaxialmente dentro del ensamble

del HP.

Operación

Desde e l punto de vista del func ionam iento, pod em os ob servar los puntos siguientes:

- Las veloc idades de rotac ión de los dos ensamb les son a proxima dame nte p rop orciona les,

- Cada compresor tiene su propio diagrama de campo en el cual las líneas de adaptación

pued an ser trazadas,

- Los d iagrama s dem uestran me nos riesgo d e surgimiento de a lta a ltitud pero má s riesgo desurg imiento de b a jas veloc idades de rota c ión de l c om presor L.P.,

- Los cocientes de compresión idénticos a los obtenidos en motores de un solo eje se

pued en a lc anzar co n me nos etap as de c omp resor;

-el c om presor de L.P. se c ond uc e a la veloc ida d req uerida sin una c a ja de e ngrana jes de la

reducción,

- El margen antes de que la onda interruptora sea mayor, y cocientes más altos de la

extensión son posibles (es decir aumento de la eficacia o disminución del número de

etapas).

Configuraciones

El diseño del c a rrete gem elo se pued e utiliza r pa ra los turborrea c tores by-pass así c om o pa ra

turborreactores simples. Es también posible en turbopropulsor o motores de turboeje.

Cuando el turboeje es un tipo libre de turbina, la impulsión de la salida se puede traer al

frente del moto r po r un eje c oa xial.



Air inlet 2009

Nota. Más de 2 ensambles pueden ser asociados en un motor turbojet by-pass de tres

carretes

Three sha ft by-pass turbo-jet

Twin spoo l free turb ine turbo-eng ine, w ith front p ow er d rive

Ventajas

Por to das esta s razones, una d isminuc ión sensible d el p eso y las d imensiones se ob tiene . Por

otra p a rte, la energía nec esa ria pa ra c om enzar es muc ho m ás baja (ensamb le d el HP que

se c ond uc irá solame nte).

MOTOR TURBOEJE DE UN SOLO EJE.

Introducción



Air inlet 2009

Repitamos que un motor de turboeje es una turbina de gas que suministra energía

mecánica en un eje para varios propósitos (rotor del helicóptero, vehículo de tierra,

a lternad or, bom ba s…).

En el caso del motor de un solo eje, el eje del compresor-turbina está conectado

directamente con el receptor. La turbina extrae la energía máxima para conducir el

c om presor y el rec ep tor. En vista d e la a lta ve loc ida d d e rotac ión d e la turbina, una c aja d e

eng rana jes de la red uc c ión se c oloc a e ntre el gene rad or y el rec ep tor.

Operación

En la mayoría de los casos, el ensamble funciona a una velocidad de rotación constante

(esto es un requisito que empareja el compresor-turbina y con frecuencia un requisito del

receptor también). Los parámetros de funcionamiento se pueden representar en las

características del diagrama del compresor. La velocidad de rotación se mantiene

constante en lo que la variación del esfuerzo de torsión altera el flujo de combustible

inyectado en la cámara de combustión (adaptación del esfuerzo de torsión de motor al

esfuerzo de to rsión d e resistenc ia).

Ventajas y desventajas de un solo e je

La ventaja principal de este tipo de turboeje es el tiempo de reacción excepcionalmente

corto. Además, es de diseño mecánico robusto y simple. Es particularmente conveniente

para la propulsión monomotora del helicóptero. Por una parte, exceder el esfuerzo de

torsión máximo puede dar lugar a una operacion peligrosa, y la adaptación bimotora esmás difícil que con una turbina libre. Por otra parte, el acoplador con el receptor implica

ge neralmente el usar de un clutch.

TURBOPROPULSOR

Introducción



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Una planta de potencia de turbopropulsor consiste en un motor de turbina de gas que

suministra energía mec ánica a un eje p ara c ond uc ir una propela. El turbo propulsor puede

ser de tipo d e un solo eje o d e turbina lib re. En el ca so d e lib re turbina, la sa lida delantera

req uiere un eje interno coa xia l (o meno s c on frec uenc ia) y un eje de transmisión externo.

Single-sha ft turbo -prop eller

Free turb ine turbo -prope ller

Características.

Pues la turbina suministra energía en un eje, qué se ha dicho para un turboeje es también

para un turbopropulsor.

Operación.

Las variac iones de la e nergía vienen de las variac iones de la veloc idad de rota c ión y d e las

variac iones de l esfuerzo d e to rsión. Generalmente, la ga ma de velocida d es muy p eq ueña

(o aún una velocidad solamente) y así que las variaciones son debido a las variaciones del

esfuerzo de torsión.



Air inlet 2009

APU - UNIDAD DE POTENCIA AUXILIAR

Suministran energía eléc trica , hid ráulic a o neum ática a las aerona ves en e l aire. Pued en

p rovee r inde pend ientem ente d el motor que p rop ulsa , pa rtic ula rmente c uand o se p ara este

mo tor, sirviend o c om o rec urso de eme rge nc ia.

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