En los aviones de pistón de gran altitud, ¿qué tipo de inducción forzada (impulso) se utiliza?

Puede tener (turbo- o super-) o ambos (superturbo-), también existe el motor turbocompuesto .

La mayoría de los motores de aviones de la Segunda Guerra Mundial tenían sobrealimentadores accionados mecánicamente, y se agregaron turbosobrealimentadores (con intercoolers) para lograr el rendimiento de altitud deseado.

Los motores de pistón de aviación modernos diseñados para funcionar a grandes altitudes suelen incluir un turbocompresor en lugar de un sobrealimentador. El cambio en el pensamiento se debe en gran parte a la economía. La gasolina de aviación alguna vez fue abundante y barata, favoreciendo el sobrealimentador simple, pero hambriento de combustible. A medida que el costo del combustible ha aumentado, el sobrealimentador ha caído en desgracia.

— Wikipedia [editado por contexto; faltan citas del artículo principal]

Durante la Segunda Guerra Mundial, los motores superturbocargados con intercooler de dos velocidades y dos etapas eran comunes.

(Fotogramas de YouTube )

El aire comprimido a través de la turbina impulsada por el escape se canaliza a un sobrealimentador accionado mecánicamente por engranajes. (El motor a reacción debe haberse reído.)

• Obtienes la parte superior, que es un refuerzo de compresor accionado mecánicamente.

• La parte turbo, que es un impulso de compresor impulsado por turbina.

• Intercooler para enfriar el aire.

• Las dos velocidades y etapas son para operaciones a baja y gran altitud. De lo contrario, el motor podría estallar a baja altura.

Un buen ejemplo es el Wright R-3350 Duplex-Cyclone utilizado en el Boeing B-29 Superfortress y otros aviones. Entregando hasta 3.800 shp (2.830 kW).

• Arriba hay un ejemplo de tener ambos, sin embargo, como se indica en los comentarios, superturbocompresor como término se usa hoy en día para describir un turbocompresor.

Aquí hay una película de entrenamiento desclasificada, de la cual se tomaron los fotogramas anteriores: Turbosupercharger: Master of the Skies (1943)

Inicialmente, todos los sobrealimentadores se hacían con, bueno, sobrealimentadores. Lea la Nota técnica 48 de NACA para obtener un buen resumen del trabajo alemán sobre supercargadores durante la Primera Guerra Mundial, que llegó al punto de estar casi listo para su uso operativo cuando terminó la guerra.

De Notas sobre los supercargadores alemanes de la Primera Guerra Mundial :

Todos estos proyectos fracasaron en el sentido de que la guerra terminó antes de que la tecnología pudiera generar una ventaja militar. Si bien no tenemos nada a través de los informes detallados sobre la investigación alemana en tiempos de guerra otorgados a los esfuerzos británicos y estadounidenses, parece que Alemania estuvo más cerca de producir motores sobrealimentados listos para el combate. Ciertamente tenían una red de proveedores más densa que los aliados, objetivos de investigación más consistentes y acumularon muchas más horas de vuelo de prueba.

Los turbocompresores se investigaron poco después, pero se usaron con mucha menos frecuencia por dos razones:

• Debido a la mayor inercia, un turbocompresor reacciona lentamente a los cambios de velocidad, lo que limita las opciones del piloto, especialmente en los cazas.
• Para evitar sobrecargar el motor, los turbocompresores necesitan una válvula de descarga . Antes de que se desarrollaran las válvulas de descarga automáticas, el riesgo de un mal manejo manual de la configuración de la válvula de descarga era demasiado real.

De Wikipedia :

Los turbocompresores se utilizaron por primera vez en motores de aviones de producción como el Napier Lioness en la década de 1920, aunque eran menos comunes que los sobrealimentadores centrífugos accionados por motor.

Solo cuando los bombarderos y los aviones de pasajeros necesitaron maximizar su alcance, surtió efecto la ventaja de los turbocompresores, su mayor eficiencia. En muchos casos, a un motor sobrealimentado se le añadió un turbocompresor porque el alto contenido de energía de los gases de escape ofrecía ganancias fáciles en eficiencia. Tenga en cuenta que la mayoría de los primeros ejemplos de aviones turboalimentados eran tipos en los que los motores funcionan a una configuración de potencia constante durante muchas horas. Lo que también ayudó fue el desarrollo de motores a reacción que estimularon tanto la investigación de aleaciones de alta temperatura como la aerodinámica de turbinas. Este fue un desarrollo que se reforzó mutuamente, porque los primeros diseños de turborreactores se basaron en los turbocompresores existentes en ese momento.

Con válvulas de descarga automáticas, pocos requisitos para ajustar con frecuencia la potencia del motor, mucha experiencia en materiales de alta temperatura y altos precios del combustible, hoy en día el turbocompresor es la opción obvia para aumentar la presión del motor. Las plataformas de gran altitud impulsadas por pistones más recientes, el Boeing Condor y el Grob Strato 2C , usaban turbocompresores. En el caso del Cóndor se trataba de un turbocompresor de dos etapas con intercooler, sin embargo, la prueba de vuelo reveló problemas de sincronización entre ambas etapas. El Strato 2C tenía dos turbocompresores y un sobrealimentador, todos con intercooler.