Estaba leyendo algo sobre alguien que estaba haciendo esto y estoy intrigado, pero no tengo idea de lo que realmente haces para optimizar el motor para que sea mejor en altitudes más bajas y velocidades más bajas.
En resumen, el motor genera empuje al cambiar el impulso (momentum) del aire. Consulte esto: NASA Genera Thrust Equation
Entonces, para optimizar el rendimiento de la aeronave, las opciones principales con las que puede jugar son las que dependen de la operación de su aeronave: V0: velocidad de vuelo p0, r0: presión de entrada y densidad (función de la altitud)
Y las variables que dependen del diseño de su motor: Ve, pe, re: velocidad de escape, presión y densidad (depende del ciclo térmico y la condición operativa real del motor) A0, Ae: Áreas de entrada y boquilla (geometría del motor, tamaños derivados de el punto de diseño)
Ahora, lo que debe ver es que no existe una sola mejor opción, el diseño de aeronaves es un problema de optimización, por ejemplo, encontrar compromisos. Volar más bajo y más lento es en realidad una opción atractiva para los aviones más ecológicos, ya que permite tecnologías que reducen la resistencia, como alas de relación de aspecto ultra alta, superficies aerodinámicas laminares, ingestión de capa límite, propulsión eléctrica y algunas más.
Solo se puede ver si la optimización de un turboventilador para altitudes más bajas tiene sentido comparando las ganancias con las pérdidas, y es difícil decir verdades absolutas, ya que depende de muchas variables.
Ahora, sobre el "cómo" real optimizar una turbina de gas, esencialmente la variable clave del motor es la relación de presión, PR, es decir, cuánto comprime el aire de entrada. Para una condición de vuelo dada (empuje, velocidad y altitud), existe una relación de presión óptima. A partir de ahí, se puede calcular el número de etapas del compresor y de la turbina (también si necesita un motor de varias bobinas, si usa un intercooler, etc.), y también las dimensiones geométricas del motor. Y esto se remonta al comentario que hice de que es un compromiso. Construir un motor muy pesado, costoso y difícil de mantener no será una buena opción, ya que lo que se gana con el aumento de la eficiencia del motor se pierde con la eficiencia del vuelo.
Pero supongamos que, como ejercicio académico, solo desea modificar el diseño de un motor existente para mover su punto de diseño a una velocidad y altitud más bajas, luego necesita cambiar la relación de presión de diseño y hacer un seguimiento con cualquier cambio interno (agregar/eliminar etapas, cambio de entrada, boquilla, etc.)
Zeus
Roberto DiGiovanni
GDD