Motor Turbopropulsor
Enviado por • 25 de Abril de 2014 • 922 Palabras (4 Páginas) • 279 Visitas
URBOPROPULSOR
El turbopropulsor está constituido por un elemento propulsivo llamado hélice la cual funciona a través de la energía recuperada de la turbina de trabajo.
Un generador de gas (compresor, cámara de combustión, turbina) produce esta energía.
El rol de la hélice es de transformar en energía propulsiva el trabajo mecánico que ella recibe, por lo tanto se trata de un propulsor indirecto, ya que a diferencia de un turborreactor, la energía propulsiva no es directamente proporcionada por los gases del escape. Sin embargo, en la mayor parte de los turbopropulsores, los gases son lanzados a través de un conducto y por lo tanto la poca cantidad de energía que estos contienen es transformada en velocidad con el fin de obtener un empuje residual.
Por cuestiones de rendimiento, es interesante utilizar una hélice con el diámetro más grande posible y equipar con turbopropulsores los aviones que vuelan entre 400 y 650 Km/h. El generador de gas trabaja generalmente a velocidades de rotación elevadas (alrededor de 10000 a 40000 rpm), y el torque desarrollado por las turbinas es relativamente débil e insuficiente para mover una hélice con un diámetro muy importante. Por otro lado la velocidad de rotación de la hélice está limitada (según su diámetro) a velocidades de entre 1000 a 2000 rpm. Por tal motivo un reductor se interpone entre el árbol de potencia (proveniente de la turbina de trabajo) y la hélice. Este mismo permite aumentar el torque de arrastre de la hélice así como disminuir su velocidad de rotación.
DFERENTES TIPOS.
En un turbopropulsor, la turbina que arrastra la hélice a través del reductor es llamada turbina de trabajo.
De acuerdo con la arquitectura de la turbo máquina, esta turbina puede estar dedicada únicamente a la hélice o bien arrastrar toda una parte del compresor del generador de gas.
Estas diferentes arquitecturas permiten de clasificar los turbopropulsores en diferentes tipos:
- Grupo Turbopropulsor de Turbina Unida.
- Grupo Turbopropulsor de Turbina Libre.
- Grupo Turbopropulsor de Turbina Mixta.
-Grupo Turbopropulsor de Turbina Unida.
La vista siguiente representa un turbopropulsor de turbina unida. La turbina de trabajo (también llamada turbina de extracción) y la turbina del generador de gas están unidas mecánicamente.
En otros términos, se trata de una sola turbina cumpliendo con las dos funciones.
En este tipo de motor, con régimen estabilizado la potencia entregada por la turbina debe ser equivalente a la potencia absorbida por la hélice, el compresor y la gearbox.
- Grupo Turbopropulsor de Turbina Libre.
Se habla de un turbopropulsor con turbinas libres cuando la hélice y el compresor son arrastradas cada uno por su respectiva turbina.
Las diferentes turbinas no tienen ninguna unión mecánica entre ellas.
Como los GTR, los generadores de gas de los GTP, pueden ser de simple o de doble attelages. En este caso, cada compresor tendrá su propia turbina.
La siguiente vista representa un turbopropulsor de turbinas libres, con generador de gas con simple attelage.
La turbina del generador es de dos niveles y la turbina de trabajo de un solo nivel.
La siguiente vista representa un turbopropulsor con turbinas libres con generador de gas de doble attelage.
El compresor de baja presión y el compresor de alta presión son arrastrados cada uno por una turbina de un solo nivel y la hélice por una turbina de trabajo de dos niveles.
- Grupo Turbopropulsor de Turbina Mixta.
En este tipo de motor, el compresor del generador de gas está dividido en dos partes:
-Compresor Baja Presión.
-Compresor Alta Presión.
El compresor Alta Presión tiene su propia turbina, por el contrario, el Compresor Baja Presión y la hélice utilizan una turbina común.
ELEMENTOS CONTITUIDOS.
Generalidades.
El generador de gas es el conjunto de elementos necesarios para la transformación de la energía desarrollada por la combustión de la mezcla aire-combustible, en energía de presión proporcionada a las turbinas de extracción de potencia.
Los diferentes elementos en el orden del flujo del aire son:
-Entrada de aire.
-El o los compresores.
-Cámara de combustión.
-La o las turbinas que arrastran respectivamente el o los compresores en los cuales estas están ancladas.
Estos elementos están generalmente posicionados en este orden de la parte delantera hacia la parte trasera del motor. La entrada de aire se localiza, sea atrás del reductor o detrás de este.
Sin embargo existen turbopropulsores en los cuales la entrada de aire se sitúa en la parte trasera, el aire circula hacia adelante y es expulsado detrás del reductor (P&W-PT6).
Estos son llamados de flujo inverso.
Entrada de aire.
En un turbopropulsor, la entrada de aire está ubicada atrás de la hélice. El aire que penetra el turbopropulsor es turbulento y su velocidad relativamente regular.
Su rol es de alimentar el compresor haciendo que el aire que llega no sea turbulento y teniendo teniendo una orientación y una velocidad compatibles con este último.
Teniendo en cuenta el tipo de compresor y la arquitectura del motor, encontraremos diversas formas de entrada de aire, normalmente estas son divergentes o a sección contante.
Los compresores son muy sensibles a la ingestión de cuerpos extraños. En un turbopropulsor, es poco probable que un objeto cualquiera burle la hélice y penetre en la entrada de aire. Sin embargo cuando estas entradas de aire están ubicadas lateralmente bajo las cubiertas del motor algunos constructores las protegen mallas. (EX: PT6).
Las entradas de aire están compuestas de un sistema de anti-ice con el fin de evitar la formación de hielo el cual podría impactar y dañar el compresor.
El anti-ice funciona calentando el cárter de la entrada de aire y diversas soluciones son utilizadas según los diferentes motores y constructores:
* Aire caliente tomado del compresor.
* Resistencia eléctrica.
* Cárter de entrada de aire haciendo uso del tanque de aceite. (PRATT&WHITNEY100).
Esta solución tiene como ventaja de poder enfriar el aceite gracias al aire de admisión.
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