¿Los motores de turbina en aviones multimotor giran en direcciones opuestas para compensar el par?

El par es un problema menor debido a la amortiguación eficaz del balanceo de un ala, pero los efectos del giroscopio y el lavado de la hélice son importantes. Los efectos giroscópicos se convirtieron por primera vez en un problema con los motores rotativos en la Primera Guerra Mundial. Un motor rotativo tiene su cigüeñal fijado al avión, y tanto el bloque de cilindros como la hélice giran. Esto proporciona una mejor refrigeración a baja velocidad y produce un efecto de volante, por lo que el motor funciona con mayor suavidad. Pero cuando guiñas, el efecto del giroscopio hace que el avión suba o baje, por lo que cualquier maniobra precisa se vuelve muy difícil.

Con el aumento de la potencia del motor en 1916 y 1917, este efecto se volvió tan severo que se desarrollaron motores con engranajes donde los cilindros giran en una dirección y la hélice en la dirección opuesta. Como consecuencia, la hélice tenía solo la mitad de RPM en el aire que tenía con el bloque de cilindros. Esto dio una gran eficiencia a la hélice, pero también grandes diámetros de hélice, por lo que los aviones con esos motores necesitaban un tren de aterrizaje alto. A continuación se muestra una imagen de un Roland D XVI con un motor rotativo contrarrotante Siemens & Halske III de 1918 ( fuente ). Este fue un excelente avión de combate para su época, casi sin acoplamiento giroscópico.

Hoy en día, los aviones de hélice de alta potencia tienden a usar motores idénticos pero cajas de cambios para diestros y zurdos, por lo que las hélices funcionan en ambas direcciones. Esto se debe menos a los efectos del giroscopio y principalmente a producir características de pérdida benignas. El lavado de hélice de una hélice aumenta el ángulo de ataque local en el ala de un lado y lo disminuye en el otro lado, por lo que el ala entrará en pérdida primero en el lado con mayor ángulo de ataque. Si este lado está siempre a la derecha de las hélices, la aeronave rodará a la derecha en pérdida. En el período de la Segunda Guerra Mundial, varios aviones multimotor usaban motores que giraban a la izquierda y a la derecha para cancelar el lavado de la hélice.

Con chorros, las inercias giratorias son mucho más pequeñas porque los diámetros son más pequeños. Pero hay una excepción: el motor Bristol-Siddeley Pegasus de los jets de salto Kestrel, Harrier y AV-8B necesita que el carrete de baja presión funcione en dirección opuesta al carrete de alta presión para equilibrar sus efectos giroscópicos. Si ese no fuera el caso, un movimiento de guiñada produciría un movimiento de cabeceo y viceversa. Cuando se sienta en un jet, cuyo empuje es equivalente a su peso, inclinar este jet hacia adelante o hacia atrás solo ligeramente producirá un cambio rápido de su ubicación, por lo que cualquier maniobra en vuelo estacionario será extremadamente difícil.

USMC AV-8B Harrier en vuelo estacionario ( fuente de la imagen )

Los motores de los aviones giran en la misma dirección. El par no es un problema tanto en los jets como en los accesorios.

Muchos aviones multimotor tienen hélices que giran en direcciones opuestas. En los motores de turbina, esto se puede hacer en una caja de cambios para permitir que se use el mismo motor en ambos lados.

Algunos motores de turbina, como el PT6, tienen dos turbinas que giran en direcciones opuestas, pero la fricción de la hélice produce un par adicional en una dirección.

Los aviones de un solo motor a veces tienen el motor montado en un ligero ángulo para reducir el efecto del lavado de hélice (¿y tal vez el torque?). El propwash provoca un desequilibrio a baja velocidad y alta potencia cuando la pala descendente tiende a empujar el aire hacia abajo sobre el ala de ese lado, y viceversa para la pala ascendente.

Inmediatamente después del despegue, el timón de un avión de un solo motor normalmente se presiona, hasta cierto punto, para compensar el par desigual y el lavado de hélice. Esto se puede hacer manualmente, con ajustes de ajuste o ambos.

A velocidades más altas, el efecto del par de la hélice no es tan notable porque las alas se mantienen "más apretadas" por el flujo de aire.

Démosle una respuesta breve y concisa con respecto a los jets: se trata de eficiencia.

Si una parte de un motor está dañada, lo más probable es que el motor sea reemplazado y reparado mientras la aeronave está volando con otro motor. Un motor que gira en el sentido de las agujas del reloj y un motor que gira en el sentido contrario a las agujas del reloj son dos motores diferentes. Ahora hagamos algunas economías simples: ¿es más eficiente tener solo un motor adicional que puede usar sin importar qué motor falló o si necesita un motor adicional para cada lado? Claramente, la solución de mantenimiento más económica es garantizar que ambos jets, independientemente del lado del fuselaje al que se unan, sean idénticos y, por lo tanto, intercambiables.

Hablando como alguien que no es científico, el efecto de torque en los motores a reacción es insignificante.

¿Qué hay de los accesorios? El factor más importante que afecta a las hélices es que una pala ascendente ofrece menos sustentación (en dirección hacia adelante) que la pala descendente. Si ahora elige dos motores que giran en la misma dirección y los une a las alas de un avión, un lado tiene la pala descendente fuera de borda y en el otro lado estará dentro, ahora tiene un motor crítico. Si falla el motor donde la pala descendente está hacia adentro (motor crítico), se genera una guiñada mayor que si falla el otro motor. Ahora necesita evaluar si la seguridad y el diseño estructural le permiten tener dos motores girando en la misma dirección.

Los motores de turbina de la misma familia, todos giran en el mismo sentido. Imagina tener que construir un motor de turbina que gire en sentido opuesto. El costo sería exagerado. Las aerolíneas estarían inventariando repuestos duplicados para los motores.