¿Cómo se compara la eficiencia de un turboventilador entre las velocidades de despegue y las condiciones óptimas?

Sé que los turboventiladores son menos eficientes que las hélices debido a que aceleran más rápido una masa de aire más pequeña. Entonces, mi pregunta aquí no es comparar turboventiladores con otros motores, sino comparar qué tan ineficiente es un turboventilador que funciona al despegue y a bajas velocidades en comparación con ese mismo turboventilador en sus condiciones óptimas.

En otras palabras, ¿cuánto es la pérdida de eficiencia? ¿Estamos hablando del 5% o del 50%?

Además, ¿por qué ocurre exactamente esa pérdida de eficiencia (nuevamente, en comparación con el mismo motor en condiciones de crucero óptimas)? ¿Es solo la diferencia de velocidad entre el escape y la velocidad aerodinámica de la aeronave, o tiene algo que ver con la eficiencia del compresor/turbina?

¿Puede definir cómo cuantifica la eficiencia en este contexto? ¿Eficiencia de combustible? ¿Empuje generado por libra de combustible por hora?
Sí, empuje por unidad de peso (o volumen) de combustible

Respuestas (1)

Para comparar la eficiencia necesitamos usar el consumo de combustible específico de empuje (TSFC). Es el combustible por unidad de tiempo por unidad de empuje.

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( Instituto de Tecnología de Georgia )

Cuanto menor sea el valor del eje y (TSFC/TSFC 0 ), más eficiente será el motor. TSFC 0 siendo TSFC a nivel del mar y parada. La velocidad aumenta el TSFC, mientras que la altitud (más precisamente: la disminución de la temperatura ambiente) lo reduce un poco.

Tomando los extremos del ejemplo anterior:

  • M0.4 al nivel del mar es una relación de 1.45
  • M0.8 a 11 km (FL360) es una relación de 1.675

En tierra, un motor turboventilador es más eficiente que en crucero cuando se trata de consumo de combustible por empuje dado.

Pero si está comparando diferentes aviones, también se tiene en cuenta la distancia recorrida.

El consumo de combustible por [distancia] puede ser una comparación más apropiada para aeronaves que viajan a velocidades muy diferentes.

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( Fuente )

Para los motores a reacción supersónicos es diferente, como se muestra arriba.

Atención, el gráfico no da valores de TSFC, da TSFC/TSFC₀, es decir, múltiplo del valor en reposo al nivel del mar. Los valores reales en lb/(h·lbf) están entre 0,3 y 0,4 al nivel del mar estático y entre 0,5 y 0,6 en crucero .
Estoy algo confundido. Si entiendo correctamente, los motores a reacción se vuelven menos eficientes a medida que aumenta la velocidad y la velocidad en términos de TSFC, pero los aviones a reacción se vuelven más eficientes en términos de MPG, ¿simplemente porque el avión se mueve más rápido?
TSFC no es toda la historia. A velocidad cero, el empuje no realiza ningún trabajo. La eficiencia de propulsión es proporcional a la velocidad aerodinámica real * TSFC.
Tanto la altitud como la velocidad aumentan el TSFC : No, si observa el mismo número de Mach, una mayor altitud muestra un TSFC más bajo. La velocidad aumenta el TSFC mientras que la altitud (más precisamente: la disminución de la temperatura ambiente) lo reduce un poco.
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