¿Por qué los turborreactores fueron el primer tipo de turbomotores, en lugar de los turbohélices?

Durante la Segunda Guerra Mundial, los primeros motores a reacción aparecieron en masa en los aviones de combate. Gran Bretaña y Alemania hicieron los primeros.

Pero, ¿por qué fueron los turborreactores primero? ¿Por qué no turbohélices, que son más fáciles ya que la turbomaquinaria es más pequeña para un empuje dado? Los turbohélices tienen hélices, por lo que también habría sido una evolución mucho más fácil. Si no me equivoco, los turbopropulsores pueden volar más alto y más rápido mucho más fácilmente que los propulsores de pistón, por lo que habría conferido una ventaja.

Entonces, ¿por qué fueron los turborreactores primero? ¿El concepto de una hélice unida a un turboeje simplemente no pasó por la mente de los ingenieros durante la guerra? ¿Fue una visión de túnel sobre los turborreactores mucho más potentes?

O tal vez la caja de cambios fue el componente que creó el problema, esta fue una gran potencia para transferir.
El Merlin tenía una caja de cambios de reducción, por ejemplo, elMerlin XII Merlin fitted with 0.477:1 reduction gear installed in some Spitfire II's with three-bladed Rotol constant-speed propeller. Rated at 1,150-horsepower (857 kW) at 3,000 rpm at 14,000 feet.[19])

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Los aviones a hélice ya existían, y los turbohélices fueron la respuesta a una pregunta que no se hacía en tiempos de guerra. El principal factor impulsor detrás del desarrollo del turborreactor fue proporcionar un gran poder de ascenso y una alta velocidad aerodinámica para interceptar bombarderos enemigos, algo que el turbohélice no habría podido hacer. La economía de combustible y la vida útil del motor eran de importancia secundaria, ¡el Junker-Jumo 109 del Me-262 duró solo 10 horas de vuelo!

Los motores de hélice de pistón eran muy sofisticados hacia el final de la Segunda Guerra Mundial, el motor de pistón Merlin sobrealimentado que impulsaba al Spitfire desarrolló más de 2000 hp.

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Pero el Me-262 y el He-178 eran mucho más rápidos que los Mustangs y Spitfires que escoltaban a los bombarderos, y solo podían ser derribados cuando estaban alineados para aterrizar. De la wiki :

Demasiado rápido para ser alcanzado por los cazas aliados que escoltaban, los Me 262 eran casi imposibles de desviar. [Nota 7] Como resultado, los pilotos del Me 262 estaban relativamente a salvo de los cazas aliados, siempre y cuando no se dejaran arrastrar por concursos de giros a baja velocidad y guardaran sus maniobras para velocidades más altas.

Los turbohélices no habrían resultado en tal ventaja, ya que la hélice es el factor limitante para la velocidad aerodinámica. El peso más ligero de una turbina habría sido beneficioso: el Merlin pesaba 600 kg y, por ejemplo, el turbohélice PW123 genera 2380 hp y pesa 450 kg, pero solo es beneficioso en el rendimiento de giro a menor velocidad que los aviones de combate aprendieron a evitar.

El desarrollo de turbohélices y jets se estaba produciendo más o menos al mismo tiempo antes y durante las etapas iniciales de la Segunda Guerra Mundial; sus primeras pruebas se realizaron con años de diferencia. Tienes que entender que había una guerra en curso: cualquier motor de avión (significativamente) mejor sería la diferencia entre la vida y la muerte; y ese sería el que conseguiría los recursos. El turbopropulsor no iba a ser ese motor. Durante el desarrollo, los turborreactores mostraron mejoras y promesas que los turbohélices nunca hicieron.

Los turbopropulsores tienen hélice, pero el motor era completamente diferente: en lugar de desarrollar otro tipo de motor (que sin duda será menos potente en comparación con los actuales) y hacerlo funcionar con la misma hélice, es fácil ver por qué el concepto de un motor sin hélice es más atractivo: para una configuración similar, debe mostrar una mejora significativa absoluta, mientras que la nueva idea puede sobrevivir (al menos inicialmente) en la promesa. Agregue a esto el hecho de que los motores de pistón alcanzaron su punto máximo durante la Segunda Guerra Mundial en rendimiento y potencia, habría sido una tarea difícil para los turbopropulsores mejorarlos.

En términos generales, si bien los turbopropulsores de hoy en día pueden ser más rápidos que los aviones con motor de pistón, no fue necesariamente cierto hasta que los soviéticos desarrollaron el Tu-95 . Sin embargo, en el caso de los motores a reacción, la diferencia fue sustancial. Uno de los problemas iniciales del Me-262 era que era demasiado rápido para las tácticas predominantes. Durante su presentación, los jets no ofrecieron ningún aumento significativo en el techo de vuelo.

Para un turbohélice, necesita tres partes: un turborreactor, una caja de cambios y una hélice. Un turborreactor elimina dos de estos componentes y simplifica la construcción del motor (incluso en comparación con algunos motores de pistón), una consideración importante en tiempos de guerra.

En el momento de la guerra, el impulso principal del desarrollo de motores de mejorar el rendimiento de los aviones de combate y los motores a reacción trajeron un cambio de paradigma en este sentido al aumentar la velocidad, lo que el turbohélice nunca pudo hacer. Incluso hoy en día, los turbopropulsores no son populares por su potencia, sino por su resistencia, y su aplicación en funciones de combate es bastante limitada; en una situación como la Segunda Guerra Mundial, donde los aviones de combate eran primordiales, su ascenso hubiera sido inconcebible. No fue una visión de túnel, sino enfrentar la realidad de apropiarse de los recursos limitados para sobrevivir hoy y ganar mañana.