Todos los motores a reacción tienen el mismo método de flujo de aire hacia el motor, que se comprime y se enciende.
¿Qué pueden hacer los diseñadores de motores para que un diseño de motor genere más empuje? Por ejemplo, ¿qué es diferente al comparar los motores Olympus del Concorde supersónico con los motores CFM56 de un 737?
El empuje es el flujo de masa de aire multiplicado por la diferencia de velocidad entre el vuelo y la velocidad de la boquilla del motor. Para aumentar el empuje, los motores subsónicos intentan maximizar el flujo de masa (aumentando la relación de derivación), mientras que los motores supersónicos se basan más en aumentar la velocidad de la boquilla (mediante el uso de postquemadores).
Los motores principales no difieren mucho; después de todo, la admisión se asegurará de que el aire llegue al motor a una velocidad de Mach 0,4 a 0,5 , independientemente de la velocidad de vuelo. La principal diferencia está en su relación de derivación. Cuanto más lenta sea la velocidad de diseño, mayor será la relación de derivación. A muy baja velocidad, el ventilador envuelto sin engranajes se cambia por una hélice de giro libre con engranajes, en otras palabras, el jet cambia a un turbohélice. Sin embargo, la entrada y la boquilla son muy diferentes.
La relación de derivación óptima cambia continuamente, pero dado que el coeficiente de arrastre cae después de cruzar Mach 1, los aviones están diseñados para un número de Mach máximo de 0,9 o menos, o 1,6 y superior. Las relaciones de derivación correspondientes en la actualidad son de hasta 12 para motores subsónicos y de menos de 1 para motores supersónicos. Esto produce un límite nítido a la velocidad del sonido, y muchos motores militares diseñados para vuelos supersónicos perdieron sus postquemadores y se equiparon con un gran ventilador para convertirse en motores para aviones de transporte subsónico. Los ejemplos son:
Las diferencias entre los motores subsónicos y supersónicos aumentan cuanto más te alejas de su núcleo. El compresor de alta presión, la cámara de combustión y la turbina de alta presión se ven y funcionan igual, pero el compresor de baja presión de los motores subsónicos traga mucho más aire y tiene un diámetro mucho mayor. Los motores supersónicos, a su vez, en su mayoría tienen un dispositivo de poscombustión. La mayor diferencia, sin embargo, son las tomas (toma pitot grande con labios romos para aeronaves subsónicas versus tomas de punta o rampa ajustables para vuelo supersónico) y la boquilla (fija para vuelo subsónico versus una boquilla convergente-divergente compleja y ajustable para vuelo supersónico) . Esto se debe a las muy diferentes velocidades del aire y las velocidades de salida mucho más altas requeridas para el vuelo supersónico.
Jan Hudec
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