¿Por qué la primera turbina de un turbopropulsor (o turboeje) está conectada al compresor?

Por lo general, la primera turbina después de la cámara de combustión impulsa el compresor como se muestra en esta imagen.

sección transversal de la turbina
( wikimedia.org )

Esta primera turbina gira más rápido y recolecta la mayor cantidad de energía del flujo de gas. Esto parece ineficiente cuando desea maximizar la potencia de salida de la turbina de potencia. Entonces, ¿por qué no hacer que la turbina de potencia sea la primera en aprovechar el flujo de gas y luego la turbina del compresor/productor de gas en segundo lugar?

Respuestas (3)

Solo puede usar para la potencia del eje lo que está disponible después de restar la energía para impulsar el compresor. Esta sustracción la realiza la turbina de alta presión. Cualquier energía que quede en el flujo de salida después de eso se puede extraer para impulsar una hélice, un ventilador o un generador.

¿Qué sucede en su disposición si la turbina de potencia extrae demasiada energía para mantener en funcionamiento el motor central? No, claramente la prioridad tiene que ser mantener vivo el motor central y usar solo lo que queda.

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  • Un compresor más lento reducirá la relación de compresión y, por lo tanto, perjudicará la economía de combustible del motor.
  • Una turbina libre más rápida requerirá una caja de cambios de reducción mucho más fuerte y más grande (recuerde que la hélice gira mucho más lentamente que la turbina).
  • No hay una manera fácil de hacer que los ejes concéntricos (o de otro tipo) hagan funcionar el LPC (o puntal) a través del HPT (en la foto de arriba).
  • Suponiendo que se pueda hacer, el ajuste del flujo de combustible tendrá una respuesta más lenta del compresor, lo que provocará un sobrecalentamiento (no hay suficiente aire) o la obstrucción de la turbina (demasiado aire pero no suficiente combustible).

En resumen, el flujo de gas solo es fuerte porque el compresor funciona con la(s) primera(s) etapa(s) de la turbina.

El compresor obviamente requiere una fuente de energía para poder comprimir el aire antes de que se mezcle con el combustible. La primera turbina toma parte de la energía del proceso de combustión y la utiliza para accionar el compresor.