Bueno, en realidad las hélices de una sola pala no son tan raras:
Habría que preguntarle al diseñador para saber por qué lo hizo así pero yo me atrevería a decir que en este caso ha ido a por lo más sencillo y barato que cumpla con los requisitos y en este caso seguramente los requisitos son bastante bajos al no tener que compensar el par del rotor principal. Si una pala es suficiente ¿por qué poner dos?
Felicidades @Laertes por la videoconferencia ha sido muy ilustrativa , a poco que duren los temas va a crear usted escuela , no se que tienen los cacharros que seas niño o adulto siempre guardan un misterio , siempre hay una pregunta , es cómo en las inversiones que no termina uno de descubrirlo " todo "
Igualmente @Laertes la conferencia muy didáctica y curiosa. Muchas gracias por su tiempo.
Un saludo.
Poco a poco estamos aprendiendo mucho (me incluyo) en el hilo y llega el momento de una entrada más, esta vez cortita. Ya hemos hablado de dos tipos de motores pero me imagino que se han quedado un poco insatisfechos y es que ninguno de los dos son los que vemos instalados en los aviones actuales por las razones que ya comentamos. Nos falta algo más para llegar a los motores que sí vemos en los aviones ¿verdad?
El principal problema es que en ambos motores el aire entra al motor por el propio movimiento del avión (bueno, en el pulsorreactor también entra por la depresión que se forma al salir el gas después de cada explosión y abrirse las válvulas) y sabemos que nos interesa coger mucho aire. En estos dos motores las únicas formas de meter más aire son o volar más rápido o hacer el diámetro del motor más grande. Ambas opciones tienen sus límites claro, por un lado volar rápido, y no digamos supersónico, cuesta mucho y no siempre es el objetivo y tampoco podemos aumentar el diámetro del motor indefinidamente. Necesitamos algún sistema para forzar el aire a entrar ¿y qué máquina tenemos para crear una corriente de aire? Les doy una pista:
La solución en la próxima entrada donde atacaremos al siguiente motor.
Comento también que el próximo lunes 3 de agosto a las 19h haremos la segunda parte de la videoconferencia “oficial” de este hilo. No importa que no hayan asistido a la primera, si quieren asistir indíquenlo en el hilo o me mandan un mensaje privado para que les diga cómo acceder.
Efectivamente, es un ventilador y eso es lo que vamos a poner en el motor, más concretamente en el estatorreactor, justo detrás del difusor de entrada y antes de la cámara de combustión. Les parecerá difícil de creer que añadir un ventilador vaya a mejorar el motor pero es así y vamos a ver por qué. Aunque realmente lo que vamos a poner no es un ventilador así:
Sino uno así:
Claro, es que el ventilador de la primera foto está diseñado para crear una ligera brisa y refrescarnos en verano y el segundo está diseñado para forzar una gran cantidad de aire a entrar al motor y si lo pusiéramos en la mesa seguramente nos empotraría contra la pared. De hecho, es tan potente que comprime mucho el aire y en lugar de llamarlo ventilador lo llamamos compresor. El ventilador también comprime ligeramente el aire pero no es el efecto que nos importa en ese caso.
Viendo las fotos parece que ambas máquinas no son lo mismo, pero ambas tienen prácticamente el mismo funcionamiento. En el caso del ventilador, un motor eléctrico mediante un eje mueve un rotor que tiene unas palas que a su vez empujan el aire y generan la corriente. El compresor también es un rotor girando que genera una corriente de aire y además la comprime. La diferencia viene porque tiene muchas más palas, llamadas álabes, y además tiene varias etapas de álabes, todas ellas unidas al mismo eje y por lo tanto girando a la vez. Y detrás de cada rueda de álabes hay una rueda de vanos estáticos que no giran pero tienen su función (en el dibujo anterior no están pintadas, sólo está el hueco que ocuparían). No vamos a entrar ahora a ver en detalle cómo es el compresor lo dejamos para más adelante. Por ahora quédense con la idea de que es un ventilador “a lo bestia”, pero un ventilador al fin y al cabo.
Esto, además de complicarnos terriblemente nuestro sencillo estatorreactor, nos plantea un nuevo problema ¿Cómo hacemos girar el compresor? Porque el ventilador de mesa está claro, como tiene un motor eléctrico lo enchufamos y listo, pero eso no es posible en un avión ¿no? Una opción, es usar un motor como el de un coche con sus cilindros y pistones y conectar el cigueñal al eje del compresor. Y eso es lo que hicieron los italianos a finales de los años 30 en un curioso avión llamado Caproni Campini:
En este avión, el propio fuselaje del avión en toda su longitud forma el cuerpo del motor. A la izquierda tenemos el difusor de entrada, inmediatamente detrás vemos el compresor y el motor que lo mueve. Detrás no es más que un tubo hueco, junto con la “bañera” que es la parte inferior de la cabina, hasta que llegamos a la cámara de combustión con sus inyectores de combustible y finalmente la tobera de salida a la derecha. En la siguiente foto podemos ver la cámara de combustión en acción al habérsele retirado toda la cola.
Es lo que se llama motorjet en inglés pero no he encontrado ningún nombre en español.Y con esto ya tenemos un motor que puede funcionar con el avión parado en la pista y sin depender de la velocidad. Todo solucionado ¿no? A juzgar por este video de la época (está en italiano pero se entiende bastante bien) eso parece:
Desgraciadamente el avión tenía unas prestaciones bastante malas, incluso peores que aviones convencionales de su época y nunca entró en servicio.
Pero tiene su importancia histórica y a mi personalmente es un avión que me gusta mucho.
Además ha sobrevivido hasta nuestros días y un ejemplar se puede visitar en el Museo de la Fuerza Aérea Italiana cerca de Roma:
¿Por qué fue un fracaso? La idea era buena, pero un compresor de esta naturaleza necesita mucha potencia para comprimir el aire necesario y un motor alternativo no es capaz de darla, al menos con un tamaño razonable. Afortunadamente existe otra máquina que sí es capaz.
¿Saben lo que es esto?
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En la próxima entrada lo veremos.
Buenas noches:
Empieza por T y acaba por A…??
¿“Recuerda” a lubina? 
Vamos muy bien encaminados 
Y si la lubina la acompaño con una cerveza fresquita Tuborg, ¿el pastiche estomacal resultante llevaría el mismo nombre?
“—Mire vuestra merced —respondió Sancho— que aquellos que allí se parecen no son gigantes, sino molinos de viento, y lo que en ellos parecen brazos son las aspas, que, volteadas del viento, hacen andar la piedra del molino.
—Bien parece —respondió don Quijote— que no estás cursado en esto de las aventuras: ellos son gigantes; y si tienes miedo quítate de ahí, y ponte en oración en el espacio que yo voy a entrar con ellos en fiera y desigual batalla.”
Don Quijote, Primera parte, Capítulo 8
La encuesta anterior ha sido la más fácil de todas las que han aparecido a este hilo. Porque las 3 opciones eran correctas y además se podía escoger las tres, aunque ninguno de ustedes lo ha hecho. Claramente es un gigante “de los brazos largos, que los suelen tener algunos de casi dos leguas” como los ve el Caballero de la Triste Figura. También es un molino. Y también es la máquina que vamos a añadir a nuestro motor para que mueva el compresor. La diferencia es que en nuestro caso la vamos a llamar turbina en lugar de molino, como bien apuntaban nuestros compañeros @Cotarro y @Joaquim, y parafraseando a Sancho Panza “lo que en ella parecen brazos son los álabes, que, volteados por la corriente de aire, hacen andar al compresor del motor”.
Pero eso lo vamos a dejar para la siguiente entrada, porque en esta lo que vamos a hacer es eliminar una parte del motor del Caproni Campini, no añadir. Y vamos a eliminar la cámara de combustión con sus inyectores y bujías y nos vamos a quedar con el resto. Esto es otro tipo de motor que también funciona, aunque no se usa mucho, y se llama “ducted fan” o “ventilador tubular” o también “ventilador de flujo guiado”.
Es decir, nos hemos quedado con el ventilador y con el motor que lo mueve. Esto se usa mucho en aeromodelismo, bien sea movido por un motor eléctrico:
O por un motor de explosión, normalmente de 1 cilindro.
Aquí podemos ver uno eléctrico instaladao en un modelo de un F-86 Sabre
Y también ha habido aviones reales con ellos, por ejemplo el Bell X-22, pero solo de manera experimental:
Y con esto les dejo hasta la siguiente entrada en la que ya, por fin, hablaremos de un motor que sí tiene (o tenía, porque ya ha sido desplazado por otros tipos) aplicación en aviones más comunes.
Sí, como adelantábamos en la entrada anterior vamos a añadir una turbina a nuestro motor. Pero no se asusten, porque una turbina no es más que una forma más avanzada de molino. Y todos, hasta el humilde Sancho Panza, estamos familiarizados con el funcionamiento de un molino. Es básicamente lo contrario a un ventilador (o compresor). Si en este hacíamos girar unas palas (álabes) mediante un motor para producir, y comprimir, una corriente de aire, en una turbina hacemos pasar una corriente de aire por las palas para hacer girar a estas y expandir el aire. Tan sencillo como eso. A su vez esta turbina la podemos conectar a otra máquina para aprovechar su movimiento: a unas piedras para moler el trigo, a un generador eléctrico para producir electricidad o al compresor de nuestro motor y obtener así lo que se conoce como un turborreactor o turbojet en inglés.
No vamos a entrar de momento tampoco en detalle en cómo es una turbina, pero sí decir que, al igual que el compresor, puede tener varias etapas, todas conectadas al mismo eje y girando como un conjunto único. Y también cada etapa está formada por una rueda de varias decenas de álabes rotativos montados en un disco y una rueda de vanos estáticos. En el caso de la turbina primero están los vanos estáticos y después los álabes rotativos.
En la foto anterior vemos un ejemplo de turbina de tres etapas. Mejor dicho vemos solo los álabes de una turbina de tres etapas ya que los vanos estáticos que deberían estar delante de cada rueda de álabes no se ven en la foto porque normalmente están unidos a la carcas que en este caso está desmontada para poder ver el interior.
¿Dónde se coloca la turbina en el motor? Lo correcto es colocarla en la zona del motor que tenga la mayor corriente de aire y con que lo pensemos un momento enseguida nos daremos cuenta que ese lugar es justo detrás de la cámara de combustión y antes de la tobera de escape, ya que ahí es donde la corriente tiene mayor energía tras haber pasado por el compresor donde se comprime y calienta y por la cámara de combustión donde se calienta aún más. Y, efectivamente, como la turbina es la que mueve el compresor habrá que añadir un eje que conecte ambos pasando a través de la cámara de combustión. Con lo que tenemos algo similar al siguiente esquema:
En este caso tenemos un compresor de 17 etapas (si he contado bien) que son las zonas marcadas como 2 y 3, y una turbina de 3 etapas marcada como 7 junto con el eje entre ambos que no está marcado con ningún número pero se ve claramente en el centro de la zona 4. El resto de elementos, difusor de entrada, cámara de combustión y tobera de salida ya los conocemos de nuestro viejo amigo el estatorreactor.
En la siguiente foto del rotor de una turbina industrial (no de un turborreactor, pero es muy similar aunque mucho más grande) pueden ver como el conjunto del compresor (las parte rotativa) más la turbina (las partes rotativas) y el eje que los une forman un conjunto único que gira al unísono.
A la izquierda se ven las 14 etapas del compresor, en el centro el eje y a la derecha las 3 etapas de la turbina.
Lo más difícil de entender es cómo una turbina que está después del compresor es la que mueve el compresor y no al revés. Pero fíjense que esto no es un motor de explosión con sus cilindros en que cada una de los tiempos del motor ocurre secuencialmente. En un turborreactor al mismo tiempo que hay aire moviendo la turbina hay aire quemándose en la cámara de combustión y hay aire siendo comprimido por el compresor que a su vez está siendo movido por la turbina. Parece un trabalenguas, pero dediquen unos minutos a entender lo que hace cada elemento y verán que todo encaja.
Y para terminar les dejo con la foto de un turborreactor real, un General Electric J85 diseñado en los años 50,al que se le ha cortado un cuarto de la carcasa exterior para que sea vea el interior.
Todavía nos queda mucho por contar sobre los turborreactores, así que les aconsejo que estudien en detalle los esquemas y fotos de esta entrada y sobre todo la foto del J85 e intenten ver en ella todos los elementos descritos hasta ahora, y cuenten el número de etapas en el compresor y en la turbina, e identifiquen cuáles son los álabes y los vanos en cada caso, o incluso elementos de los que no hemos hablado pero que están en la foto. En otras palabras que se vayan familiarizando con el turborreactor.
Por otro lado, quiero que vean también cómo se cumple una vez más que para solucionar algo se nos estropea otra cosa. En este caso lejos queda ya la simplicidad del estatorreactor. Comparen ambos motores y verán como la complejidad ha aumentado considerablemente. Y recuerden también por qué hemos llegado al turborreactor, es decir, por qué hemos tenido que añadir el conjunto compresor-turbina. Quiero también que se den cuenta que un tipo de motor no es mejor que el otro de manera absoluta sino que depende de para que lo queramos. Cuanto mayor sea la velocidad del avión menos necesario será el conjunto compresor-turbina y de hecho hay al menos un avión muy especial que tiene motores que son turborreactores hasta cierta velocidad y a partir de ahí se comportan como estatorreactores.
Seguiremos con el turborreactor en las siguientes entradas.
Buenas tardes
Una entrada muy interesante, como nos tiene acostumbrados.
Quizá en alguna zona puntual que se habla de “vanos estáticos” o donde están localizados sin dar algún detalle que pueda situar a alguien con menos vocabulario sobre el tema (que por su importancia seguro que más adelante lo explicarás en otra entrada), lo demás creo que se entiende muy bien.
Sobre el pajarito que dejas en el aire…
podria empezar su nombre artístico por B y terminar por D?? 
Un saludo
Tienes usted razón, entre otras cosas porque es difícil encontrar fotos en las que sea vean los vanos ya que al estar unidos a la carcasa al abrir esta para ver el interior ya no salen en la foto. Pero lo veremos más en detalle, va a haber muchas más entradas dedicadas al turborreactor y a la turbina.
Y por supesto ha acertado de pleno con el avión.
Antes de continuar con más detalles de los componentes del turborreactor quería detenerme de nuevo en cómo se produce el empuje en un motor a reacción. Recordarán que ya hablamos de la ecuación del empuje y de sus dos términos: la masa de aire que pasa por el motor y la diferencia de velocidades entre la velocidad de salida del aire y la velocidad del avión (o la velocidad de entrada del aire, que es la misma). Debido a que la velocidad de salida del gas en la fórmula es la velocidad de salida en la tobera, en muchos textos se dice que el empuje lo produce la tobera, y esto como ya vimos no es correcto. El empuje lo produce el motor en su conjunto del cual la tobera es una parte imprescindible, pero que produce empuje negativo, o dicho de otro modo, la tobera produce resistencia, no empuje.
¿Cómo es posible? La ecuación del empuje no solo se puede aplicar al motor entero, sino que se puede aplicar a cada uno de sus componentes. Es decir, en lugar de usar la velocidad de salida y entrada del motor usamos la velocidad de salida y entrada de cada uno de sus componentes. La masa de aire evidentemente es la misma para todos ellos. Aplicando lo anterior a un Rolls-Royce Avon, similar al J58 que vimos en la entrada anterior se obtiene los empujes por componente de la siguiente figura (los valores están en libras de fuerza):
Este motor produce un empuje neto de 11.168 libras, pero vemos que se producen 57.836 libras de empuje y 46.678 libras de resistencia. Hay partes que producen empuje (el compresor, un difusor que hay después del compresor para aumentar aún más la presión, la cámara de combustión y el cono detrás de la turbina y antes de la tobera) y hay partes que producen resistencia (la turbina y la tobera). Lo cual si lo piensan tiene sentido ¿Por qué no eliminamos entonces estos dos elementos? La respuesta es obvia, si eliminamos la turbina el compresor deja de funcionar y si eliminamos la tobera las condiciones en el resto del motor ya no serán las mismas y el resultado es que producirá menos empuje neto. Acuérdense de cuando hablamos de apagar velas soplando. Si abrimos la boca del todo, es decir, eliminamos la tobera, no podremos apagarlas a pesar de que seguimos haciendo lo mismo con el diafragma y los pulmones, el resto del motor.
En la siguiente entrada vamos a hablar un poco más del conjunto compresor-eje-turbina, y en concreto de los 3 elementos marcados en la foto del J58. ¿Saben ustedes qué son?
Buenas tardes
En “las 3 ?” Se me ocurre que Podría ser un alojamiento y haber unas cosas dentro…, pero prefiero no decirlo x si acierto, así los demás también pueden pensar que podría ser.
Cuando lo cuentes seré honesto y si me he equivocado diré lo que pensaba que era.
Por cierto el J58 es el de la foto o es una maqueta xq parece muy corto en comparación con su diámetro, sabiendo que pájaro lo llevó esperaba algo más largo (imagino que falta la postcombustión y parte de la salida de gases)
Un saludo
Va usted muy bien. A mí me parece un elemento muy interesante pero del que casi nunca se habla.
En realidad es J85, no J58, veo que lo escribí mal en la entrada anterior. No es una maqueta es el motor real. Lo que ocurre es que este motor tiene multitud de versiones, unas con postcombustión y otras sin. Esta en concreto no tiene. Como todavía no hemos hablado de ello he preferido poner esta versión y cuando lleguemos a la postcombutión veremos, efectivamente, un motor mucho más largo.
Vamos a continuar con el turborreactor porque todavía nos queda mucho que explicar sobre él. Como ya vimos, ahora, a diferencia del estatorreactor que no tenía partes rotativas, en el turborreactor tenemos un conjunto compresor-eje-turbina (lo llamaremos rotor a partir de ahora para abreviar) que gira a varios miles de revoluciones por minuto dentro de un conjunto estático formado por varias carcasas que forman un cilindro hueco y que a su vez están montadas en un avión. Y esto es un nuevo problema a resolver porque evidentemente el rotor no flota por arte de magia en el interior del motor. Debería haber algún elemento que nos permita apoyar el rotor en las carcasas. Y no solo que se apoye sino que pueda rotar en ese apoyo. ¿Qué elemento es el que permite a un eje girar en un alojamiento? Como insinuaba nuestro compañero @Cotarro son los rodamientos, me imagino que conocidos de sobra por todos ustedes ya que son un elemento presente en todo tipo de máquinas: bicis, patines, coches, lavadoras… Y en el caso del turborreactor el rotor se apoya en 3 rodamientos que son los elementos por los que preguntaba en la entrada anterior:
Les planteo otra pregunta ¿Por qué 3 rodamientos? ¿Por qué no 2 o 4? En la siguiente entrada hablaremos de ello, pero dejen sus comentarios si lo desean. Hay además otra cuestión que resolver: ¿Dónde se apoyan los rodamientos? Están situados en el eje del cilindro, lejos de las carcasas que forman el tubo exterior del motor. Por lo tanto debe haber otro elemento unido a las carcasas que en dirección radial llegue hasta donde están los rodamientos. Algo como esto:
Normalmente tienen nombres como “compressor frame”, “front frame”, “intermediate frame” o “turbine frame”. A pesar de que a primera vista puedan parecer álabes rotativos no se dejen engañar. Como se puede apreciar en la foto están unidos a la carcasa y por lo tanto no pueden girar, pero al estar en el camino del aire sí tienen forma aerodinámica para reducir la resistencia al paso de dicho aire. Además están huecos y por el interior de algunos pasan tubos para llevar y traer aceite a y desde los rodamientos. Aceite imprescindible no solo para lubricarlos sino también para refrigerarlos.
En el J85 los tenemos en las posiciones indicadas por las flechas azules
No siempre están localizados justo en las mismas posiciones que en la foto anterior, depende de cada modelo de motor. En el J85 si lo miramos desde la parte frontal lo primero que vemos es uno de estos frames al igual que ocurre en otro turborreactor, el J79 montado en el famoso F-4 Phantom entre otros:
Mientras que en otros como el EJ200, el motor que equipa al Eurofighter, lo primero que se ve es la primera etapa de álabes del compresor, aunque este no es un turborreactor, es otro tipo de motor que veremos más adelante.
En las siguientes entradas continuaremos profundizando en los distintos componentes de un turborreactor.
Buenas tardes:
La verdad que no sabría con seguridad…, por diseño, por estabilidad, por requerimientos estructurales…, no se si en todos los motores son tres zonas de rodamientos o varía del tipo de motor…
Es verdad que están en tres zonas principio, final y zona central del eje pero no sé si es por el equilibrio o por ser necesario tenerlo en compresor, cámara y turbina
Una vez más, una entrada interesante que no suele darse importancia.
Un saludo.
