馃敶馃殎 117. Helic贸ptero: Motores - Engines ✈️
Helic贸ptero: Motores - Engines
Motores rec铆procos - Reciprocating Engines
Los motores rec铆procos, tambi茅n llamados motores de pist贸n, se utilizan generalmente en los helic贸pteros m谩s peque帽os. La mayor铆a de los helic贸pteros de entrenamiento utilizan motores rec铆procos porque su funcionamiento es relativamente sencillo y barato.
Consulte el Manual de conocimientos aeron谩uticos del piloto para obtener una explicaci贸n detallada e ilustraciones del motor de pist贸n. (Todo sobre Helic贸pteros)
Motores de turbina - Turbine Engines
Los motores de turbina son m谩s potentes y se utilizan en una gran variedad de helic贸pteros. Producen una enorme cantidad de potencia para su tama帽o, pero su funcionamiento suele ser m谩s caro. El motor de turbina utilizado en los helic贸pteros funciona de forma diferente a los utilizados en los aviones.
En la mayor铆a de las aplicaciones, las salidas de escape simplemente liberan los gases gastados y no contribuyen al movimiento de avance del helic贸ptero. Aproximadamente el 75% del flujo de aire entrante se utiliza para refrigerar el motor. (Todo sobre Helic贸pteros)
El motor de turbina de gas montado en la mayor铆a de los helic贸pteros est谩 compuesto por un compresor, una c谩mara de combusti贸n, una turbina y un conjunto de caja de cambios accesoria. El compresor introduce el aire filtrado en la c谩mara plenaria y lo comprime.
Los filtros de tipo com煤n son tubos de remolino centr铆fugos en los que los residuos son expulsados hacia el exterior y soplados por la borda antes de entrar en el compresor, o filtros de barrera del motor (EBF), similares al elemento filtrante K&N utilizado en aplicaciones de automoci贸n. (Todo sobre Helic贸pteros)
Aunque este dise帽o reduce significativamente la ingesti贸n de objetos extra帽os en el motor, es importante que los pilotos sean conscientes de la cantidad de residuos que realmente se filtran. Operar en la arena, el polvo o incluso en materiales de tipo herb谩ceo puede ahogar un motor en cuesti贸n de minutos.
El aire comprimido se dirige a la secci贸n de combusti贸n a trav茅s de tubos de descarga donde se inyecta combustible atomizado. (Todo sobre Helic贸pteros)
La mezcla de combustible y aire se enciende y se deja que se expanda. A continuaci贸n, este gas de combusti贸n es forzado a pasar por una serie de ruedas de turbina que las hacen girar.
Estas ruedas de turbina proporcionan potencia tanto al compresor del motor como a la caja de cambios de accesorios. Dependiendo del modelo y del fabricante, las revoluciones pueden variar entre 20.000 y 51.600. (Todo sobre Helic贸pteros)
La potencia se suministra a los sistemas del rotor principal y del rotor de cola a trav茅s de la unidad de rueda libre que est谩 unida al eje del engranaje de salida de la caja de cambios de accesorios. El gas de combusti贸n se expulsa finalmente a trav茅s de una salida de escape.
La temperatura del gas se mide en diferentes lugares y cada fabricante la denomina de forma diferente. Algunos t茅rminos comunes son temperatura entre turbinas (ITT), temperatura de los gases de escape (EGT), temperatura medida de los gases (MGT) o temperatura de salida de la turbina (TOT). A lo largo de esta discusi贸n se utiliza TOT para simplificar. (Todo sobre Helic贸pteros)
Compresor - Compressor
El compresor puede consistir en un compresor axial, un compresor centr铆fugo o una combinaci贸n de ambos. (Todo sobre Helic贸pteros)
Un compresor axial consta de dos elementos principales: el rotor y el estator. El rotor est谩 formado por una serie de aspas fijadas en un eje giratorio y se asemeja a un ventilador. Al girar el rotor, el aire es aspirado hacia el interior.
Los 谩labes del estator est谩n dispuestos en filas fijas entre las palas del rotor y act煤an como difusores en cada etapa para disminuir la velocidad del aire y aumentar su presi贸n. Puede haber varias filas de palas del rotor y paletas del estator.
Cada fila constituye una etapa de presi贸n, y el n煤mero de etapas depende de la cantidad de aire y del aumento de presi贸n que requiera el motor en cuesti贸n. (Todo sobre Helic贸pteros)
Un compresor centr铆fugo consta de un impulsor, un difusor y un colector. El impulsor, que es un disco forjado con palas integradas, gira a gran velocidad para aspirar el aire y expulsarlo a un ritmo acelerado. A continuaci贸n, el aire pasa por el difusor, que reduce su velocidad.
Al disminuir la velocidad del aire, aumenta la presi贸n est谩tica, lo que da lugar a un aire comprimido de alta presi贸n. El aire a alta presi贸n pasa entonces por el colector del compresor, donde se distribuye a la c谩mara de combusti贸n a trav茅s de los tubos de descarga. (Todo sobre Helic贸pteros)
Si el flujo de aire a trav茅s del compresor se ve alterado, puede producirse una condici贸n denominada oleada, o p茅rdida del compresor. Este fen贸meno consiste en una p茅rdida peri贸dica de las palas del compresor.
Cuando esto ocurre, la presi贸n en el compresor se reduce y la presi贸n de combusti贸n puede causar un flujo inverso en la salida del compresor. Al reducirse el flujo de aire a trav茅s del compresor, la presi贸n del aire aumenta temporalmente corrigiendo la condici贸n hasta que ocurre de nuevo. (Todo sobre Helic贸pteros)
Esto se siente en todo el fuselaje en forma de vibraciones y va acompa帽ado de una p茅rdida de potencia y un aumento de la TOT a medida que el control de combustible a帽ade combustible en un intento de mantener la potencia.
Esta condici贸n puede corregirse activando el sistema de aire de purga que ventila el exceso de presi贸n a la atm贸sfera y permite que un mayor volumen de aire entre en el compresor para desinstalar las palas del compresor. (Todo sobre Helic贸pteros)
C谩mara de combusti贸n - Combustion Chamber
A diferencia de un motor de pist贸n, la combusti贸n en un motor de turbina es continua. Una buj铆a de encendido sirve 煤nicamente para encender la mezcla de combustible y aire al arrancar el motor. Una vez que la mezcla de combustible y aire se enciende, sigue ardiendo mientras la mezcla de combustible y aire siga presente.
Si se produce una interrupci贸n del combustible, del aire o de ambos, la combusti贸n cesa. Esto se conoce como "apagado de la llama", y el motor debe ser reiniciado o reencendido. Algunos helic贸pteros est谩n equipados con auto-encendido, que activa autom谩ticamente los encendedores para iniciar la combusti贸n si el motor se apaga. (Todo sobre Helic贸pteros)
Turbina - Turbine
La secci贸n de turbina de dos etapas consta de una serie de ruedas de turbina que se utilizan para accionar la secci贸n del compresor y otros componentes acoplados a la caja de cambios de accesorios. Ambas etapas pueden constar de una o m谩s ruedas de turbina.
La primera etapa se suele denominar productor de gas (N1 o NG), mientras que la segunda etapa se suele llamar turbina de potencia (N2 o NP). (La letra N se utiliza para denotar la velocidad de rotaci贸n). (Todo sobre Helic贸pteros)
Si las turbinas de la primera y la segunda etapa est谩n acopladas mec谩nicamente entre s铆, se dice que el sistema es una turbina fija (turboeje). Estos motores comparten un eje com煤n, lo que significa que las turbinas de la primera y la segunda etapa, y por tanto el compresor y el eje de salida, est谩n conectados. (Todo sobre Helic贸pteros)
En la mayor铆a de los conjuntos de turbinas utilizados en los helic贸pteros, las turbinas de la primera y la segunda etapa no est谩n conectadas mec谩nicamente entre s铆. M谩s bien, est谩n montadas en ejes independientes, una dentro de la otra, y pueden girar libremente una respecto a la otra. Esto se denomina "turbina libre". (Todo sobre Helic贸pteros)
Cuando un motor de turbina libre est谩 en funcionamiento, los gases de combusti贸n pasan por la turbina de la primera etapa (N1) para accionar el compresor y otros componentes, y luego pasan por la turbina independiente de la segunda etapa (N2), que hace girar la caja de engranajes de potencia y accesorios para accionar el eje de salida, as铆 como otros componentes diversos. (Todo sobre Helic贸pteros)
Caja de engranajes de accesorios - Accessory Gearbox
La caja de engranajes accesorios del motor alberga todos los engranajes necesarios para accionar los numerosos componentes del helic贸ptero. La potencia se suministra a la caja de engranajes accesorios a trav茅s de los ejes independientes conectados a las ruedas de turbina N1 y N2.
La etapa N1 acciona los componentes necesarios para completar el ciclo de la turbina, haciendo que el motor sea autosuficiente. (Todo sobre Helic贸pteros)
Los componentes comunes accionados por la etapa N1 son el compresor, la bomba de aceite, la bomba de combustible y el motor de arranque/generador. La etapa N2 se dedica a accionar los sistemas de accionamiento del rotor principal y del rotor de cola y otros accesorios como generadores, alternadores y aire acondicionado. (Todo sobre Helic贸pteros)
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Fuente: La informaci贸n (texto e im谩genes) utilizado para este art铆culo est谩 basado en el manual de la FAA (Helicopter Flying Handbook - FAA-H-8083-21B) y manuales de instrucci贸n de centros acad茅micos aeron谩uticos.
