El motor a reacción y su historia

El motor de reacción y su
desarrollo

Henry Coanda, ingeniero rumano (1884-1972)
presentó en el Salón Aeronáutico de París el
primer avión propulsado por un motor de
reacción

El motor de reacción estaba formado por un
motor de explosión que movía un compresor
frontal para proporcionar el aire necesario a la
cámara de combustión

En esta fotografía se puede ver
perfectamente el compresor frontal

En 1931 el ingeniero italiano Secondo
Campini recuperó la idea de Coanda
presentando un motor al que denominó
“Termorreactor”

Basándose en ese motor fabricó el avión de
caza Caproni Campini CC-2.
La disposición del motor se aprecia en la
figura

El CC-2 voló por primera vez en Agosto de 1940

Caproni Campini que se conserva en el
Museo de Aeronautica Militare en Vigna del
Valle. ITALIA

Los pioneros de los motores de reacción fueron el
inglés Frank Whittle y el alemán Hans Von Ohain

Frank Whittle patentó por primera vez
un motor de reacción en 1930

El primitivo motor de Frank Whittle

Hans Von Ohain patentó su motor en 1936, pero
fue el primero en desarrollar un motor
operacional

Los primeros motores de reacción utilizaban
compresores centrífugos

Este es el primer motor a reacción que fue
instalado en un avión.

El avión Heinkel He-178 fue el primer avión en
volar con un motor a reacción, el diseñado por
Von Ohain, en el año 1939.

Desarrollo del motor de Whittle

Motor diseñado por Whittle y que fue el
primer motor inglés montado en un avión.

El Gloster Pioneer voló por primera vez con
el motor Whittle en 1941

En desarrollo posterior los compresores
centrífugos fueron sustituidos por compresores
axiales.

El primero en trabajar con compresores
axiales fue el ingeniero alemán Herbert
Wagner en el año 1935. El primer motor
lo patentó en 1942

En el año 1940 el ingeniero Anselm Franz
desarrolló el primer motor a reacción
operativo, el Junkers Jumo 004.

Corte esquemático del motor Jumo 004B

Reconstrucción de un Jumo 004B

El Me-262 fue el primer avión que entró en
servicio utilizando motores de reacción.
Empleó dos motores debido a la poca
potencia que proporcionaban.

Messerschmitt Me-262 biplaza, único en el
mundo, que se conserva en el Museo de la
Guerra de Johannesburgo.
(Sudáfrica)

Así como el motor de explosión se basa en
el ciclo Otto, el motor de reacción está
basado en el ciclo Brayton.

Composición de los elementos en un motor
de compresor axial

Motor Pratt&Whitney J-47 utilizado en los
aviones F-86 Sabre.

Componentes de un compresor centrífugo
de una sola cara

Corte esquemático de un motor con
compresor axial.

Motor Allison J-33 utilizado en
los aviones T-33

Componentes
de un
compresor
axial

Relación
entre
velocidad
y presión
en un
compresor
axial

Sección de
cámaras de
combustión

Cámara de combustión

En los nuevos motores se utilizan cámaras
de combustión de tipo anular

Cámara de combustión de uno de los
motores de la última generación. El Genx.

Los gases procedentes de la
combustión producen el
movimiento de la turbina que, a
su vez, mueve el compresor

Detalle de una
turbina.
Se puede ver
como los
álabes fijos
están huecos
para su
refrigeración

Los gases producen el empuje al salir por el
conducto de escape

Sección de escape

Los motores van provistos de una caja de
arrastre para los accesorios

Estos accesorios son necesarios para la
operación del motor y de los sistemas del
avión

Aunque no relacionado con el fabricante del
motor, la entrada de aire al mismo debe
ser controlada de forma que su velocidad
no exceda de M. 0,50.

Difusor de entrada de aire para el motor
GEnx, de nueva generación

También los conos
de escape de los
motores son diseño
de los fabricantes
del avión. Los
lóbulos que se
aprecian en el aro
de salida de la
figura se utilizan
para reducir el
ruido

También
relacionados
con el
fabricante
del avión
están los
sistemas de
reversión de
empuje

Los primeros
motores de
reacción tenían
un solo
compresor.
El paso siguiente
fue la utilización
de dos o mas
compresores y
turbinas, de alta
y baja presión

Después se utilizó el motor de reacción para
mover una hélice y los turbofán que combinan
dos flujos de aire, uno el producido por el
motor y otro el producido por el fan.

Los motores turbohélice no utilizan el
empuje producido por el motor, sino la
eficacia de la hélice.

Algunos modelos de motores turbohélice
utilizan una turbina exclusivamente para
mover la hélice

Uno de los primeros motores de reacción
que utilizaron la hélice fue el Rolls-Royce
Dart.

Finalmente para aviones de comerciales se
adoptó el sistema turbofán, en principio con
baja derivación y, actualmente, con alta
derivación

Corte esquemático del motor GP7200 fabricado
por Alliance (Pratt & Whitney y General Electric
para el Airbus A-380.
Certificado inicialmente para 76.500 libras de empuje (340 kN)
Podrá llegar a 81.500 libras (363 kN).

Para aumentar la
potencia de
algunos motor a
reacción se
utiliza la
inyección de una
mezcla de agua y
metanol

Otro método para aumentar la potencia de un
motor de reacción es la utilización del
postquemador, que aprovecha el exceso de aire
del escape para inyectar combustible en él y
quemarlo.

Postquemador del motor del Concorde.

Esquema del sistema de engrase de un motor
de reacción

Sistema
de
combustible
del motor

Para controlar
el motor se
utilizan varios
instrumentos

El Ramjet, estatorreactor, es un motor de
reacción que no tiene partes móviles y necesita
un flujo de aire inicial. Se utiliza para
velocidades supersónicas, entre M-3.0 y M-6.0

• Posiblemente los motores del futuro sean los
estatorreactores de combustión supersónica
(SCRAMJET). Así como en los ramjet hay que
disminuir la velocidad del aire a velocidades
subsónicas, este puede utilizar velocidades
supersónicas de entrada de aire

El SCRAMJET está siendo experimentado por la
NASA en su avión no tripulado X-43A.
Este avión ha batido varios records mundiales de
velocidad y altura.

¿Será el SCRAMJET
realmente el motor de
los futuros aviones de
pasajeros?
Fin de la presentación.