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Turbofan

Los motores de aviación tipo turbofán (adaptación del término en inglés turbofan al español, se puede traducir como turborreactor con soplante,turbosoplante o turboventilador) son una generación de motores a reacción que reemplazó a los turborreactores o turbojet. Caracterizados por disponer un ventilador o fan en la parte frontal del motor, el aire entrante se divide en dos caminos: flujo de aire primario y flujo secundario o flujo derivado (bypass). El flujo primario penetra al núcleo del motor (compresores y turbinas) y el flujo secundario se deriva a un conducto anular exterior y concéntrico con el núcleo. Los turbofanes tienen varias ventajas respecto a los turborreactores: consumen menos combustible, lo que los hace más económicos, producen menor contaminación y reducen el ruido ambiental.

El índice de derivación es el cociente de la masa del flujo secundario entre la del primario y es igual al cociente entre las secciones transversales de la entrada a sus respectivos conductos.

Suele interesar mantener índices de derivación altos ya que disminuyen el ruido, la contaminación, el consumo específico de combustible y aumenta el rendimiento. Sin embargo, aumentar el flujo secundario reduce el empuje específico a velocidades cercanas o superiores a las del sonido, por lo que para aeronaves militares supersónicas se utilizan motores turbofán de bajo índice de derivación. El turbofán más potente del mundo es el General Electric GE90-115B con 512 kN.

La incorporación de los turboventiladores o turbofán en los aviones modernos es un gran beneficio al mantenimiento del equilibrio ecológico mediante la no contaminación debido que los mismos utilizan como combustible JET A 1, un desarrollo mucho más ecológico al JP 1 utilizado en los turborreactores. La capacidad de los motores turbofán es mucho mayor utilizando un menor porcentaje de combustible. El compresor, toma un 100% de aire para comprimir dividido en dos partes, un 65% que pasará directamente al sector de carburación y turbinas y un 30% que será comprimido, combinado con el combustible para generar la carburación necesaria eliminando en el escape un 100% de aire caliente que impulsará al avión. Este 100% aire caliente que se expulsa contiene solo un 30% de combustible.

 

Motor TURBOFAN: utilizado en aviones grandes comerciales como airbus y boeing

-VENTAJAS: Más silencioso debido a su mayor masa de flujo y menor velocidad total de salida, más eficiente para diversas velocidades subsónicas, temperatura más baja de los gases de salida.
 

-DESVENTAJAS: Más expuesto a daños por objetos externos e hielo. La velocidad máxima está limitada debido a la posibilidad de ondas de choque que dañen el motor.

Turbohelice

El tipo de motor denominado turbohélice (en inglésturboprop) tiene montada delante del reactor una hélice 
propulsada por una segundaturbina, denominada turbina libre, o por etapas adicionales de la turbina que mueve el compresor (tipo eje fijo).
Los motores turbohélice son similares a los motores a reacción convencionales -los de tipo turbofan que montan la mayoría de los aviones de pasajeros- en los que sin embargo la fuerza de empuje de los gases se utiliza para mover las hélices. En estos motores el empuje que porporciona el chorro es mínimo.

La ventaja de los motores turbohélices es que son mucho más eficientes, con consumos en torno a un 30 por ciento menores, lo que representa un consumo por pasajero y kilómetro inferior al de un automóvil y ligeramente por encima del tren, siempre refiriéndose a trayectos de corto alcance, en general vuelos regionales. Además la nuevas generaciones han mejorado mucho el ruido procedente de las hélices.

Alrededor de un 90 % de la energía de los gases expandidos se absorbe en la parte de la turbina que mueve la hélice y el 10 % restante se emplea para acelerar el chorro de gases de escape. Esto hace que el chorro solo suponga una pequeña parte del empuje total.

El turbohélice más potente del mundo es el nk-12MA produce 15000HP.Es utilizado en aviones como el ATR.

Motor Turbohelice:Es utilizado en aviones como el ATR.

-VENTAJAS: Muy eficiente a velocidades subsónicas bajas
-DESVENTAJAS: Velocidad máxima limitada, algo ruidoso, trasmisión compleja.

Turborreactor o Turbo jet

El turborreactor (en inglés: turbojet) es el tipo más antiguo de los motores de reacción de propósito general.
El concepto fue desarrollado en motores prácticos a finales de los años 1930 de manera independiente por dos ingenieros, Frank Whittle en el Reino Unido y Hans von Ohain en Alemania; aunque el reconocimiento de crear el primer turborreactor se le da Whittle por ser el primero en concebir, describir formalmente, patentar y construir un motor funcional. Von Ohain, en cambio, fue el primero en utilizar el turborreactor para propulsar un avión.
 
Un turborreactor consiste en una entrada de aire, un compresor de aire, una cámara de combustión, una turbina de gas (que mueve el compresor del aire) y una tobera. El aire entra comprimido en la cámara, se calienta y expande por la combustión del combustible y entonces es expulsado a través de la turbina hacia la tobera siendo acelerado a altas velocidades para proporcionar la propulsión.

Los turborreactores son bastante ineficientes (si se vuela por debajo de velocidades Mach 2) y muy ruidosos. La mayoría de los aviones modernos usan en su lugar motores turbofán por razones económicas. No obstante los turborreactores todavía son muy comunes en misiles de crucero de medio alcance, debido a su gran velocidad de escape, baja área frontal y relativa simplicidad.
 
 Motor TURBORREACTOR: utilizado en aviones caza de combate como el F-16 
 
-VENTAJAS: Simplicidad del diseño, eficiente a velocidades supersónicas
-DESVENTAJAS: Diseño básico, sin mejorar en rendimiento y potencia en vuelo subsónico, relativamente ruidoso. 

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