¿Cuáles son los efectos de un aumento en la altitud sobre el ESHP de un motor turbohélice?

Ha confundido un motor turbohélice con un motor turboalimentado. Son muy diferentes y tienen muy poco en común.

Un motor turbohélice está propulsado por un motor de turbina acoplado a una hélice. Los motores de turbina tienen menos potencia disponible en altitudes más altas, por lo que la respuesta "A" es correcta.

Un motor turboalimentado es un motor de pistón que está equipado con un pequeño compresor accionado por la presión de los gases de escape. El compresor (turbocompresor) puede aumentar la presión del colector para restaurar la potencia a nivel del mar en altitud. (Turbo-normalizado) Un turbocompresor también puede suministrar una presión del colector superior al nivel del mar para obtener más potencia. (turbo sobrealimentado)

Ambos tipos de motores de pistón turboalimentados pueden mantener la potencia nominal total a medida que suben, pero eventualmente llegarán a un límite en el que ya no se podrá mantener la potencia total.

Porque el rendimiento de un motor turbohélice, como cualquier otro motor térmico de ciclo de aire, es directamente proporcional a la densidad del aire que se mueve a través del motor. El aire más denso significa que se puede obtener más fluido de trabajo en una mayor cantidad de energía al quemarlo con combustible. A medida que asciende en altitud, el aire se vuelve menos denso y la cantidad de trabajo que se puede obtener de una tasa de flujo volumétrico de aire dada se vuelve cada vez menor a medida que asciende. Esto también reduce la potencia equivalente en caballos de fuerza en el eje que se puede obtener del motor turbohélice, ya que reduce tanto la potencia en caballos de fuerza en el eje de la hélice como el empuje adicional del escape.

Los fabricantes de motores turbohélice a veces compensan esto con una clasificación plana del motor turbohélice. Es decir, la unidad de control de combustible para el turbopropulsor preestablece la cantidad de potencia de salida que producirá el motor. El núcleo de gas del turbopropulsor puede producir mucha más potencia al nivel del mar o en altitudes más bajas de lo que puede obtener con un comando de aceleración total desde la cabina. La cantidad máxima de potencia que el núcleo de gas de un turbopropulsor de clasificación plana puede producir al nivel del mar en una atmósfera estándar se conoce como clasificación de potencia termodinámica del motor. Un motor de potencia nominal plana continuará produciendo una potencia de salida uniforme a medida que la aeronave continúa ascendiendo hasta que la potencia de salida nominal plana sea igual a la potencia de salida termodinámica del motor en el nivel de vuelo actual. Si la aeronave continúa ascendiendo, el motor'

El motor turbohélice produce menos potencia en altitud, porque la corriente de masa a través del motor es más pequeña: hay menos aire. El motor de pistón turboalimentado también produce menos potencia en altitud debido a que entra menos aire en el cilindro. Ambos tienen un compresor, y algunos efectos de la altitud en la generación de energía son similares, pero las condiciones de diseño difieren debido al gran diferenciador: el peso.

El peso de un motor turbohélice aumenta mucho menos en función de la potencia máxima al nivel del mar que el de un motor de pistón. El turbopropulsor se puede diseñar para condiciones de crucero y tomar el excedente de potencia al nivel del mar como:

• una bonificación, de modo que hay mucha más energía disponible al nivel del mar y la potencia de salida disminuye gradualmente con la altitud;
• una responsabilidad para la caja de cambios, por lo que las limitaciones de potencia a menor altura son aplicadas por el FADEC.

Si se siguiera el mismo enfoque para un motor de pistón, la penalización de peso sería mucho mayor que para el motor de turbina. Por lo tanto, los motores de pistón están diseñados para obtener la máxima potencia al nivel del mar, y esta potencia se mantiene el mayor tiempo posible a medida que aumenta la altitud, bombeando más aire a través del súper/turbocargador.

Tenga en cuenta que el turbohélice con potencia reducida y el pistón turboalimentado tienen características muy similares, ambos entregan una potencia constante a medida que aumenta la altitud, hasta la presión de aire crítica...

La ventaja de peso de los turbohélices sobre los motores de pistón se demostró en la década de 1960 con la conversión del Cessna Skymaster en el Conroy Stolifter: los dos motores de pistón Skymaster producían 155 hp menos y pesaban 117 kg más que el único motor de turbina TPE-311 que los reemplazó. .

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