Motor de avión

Un motor de avión , a menudo denominado motor aeronáutico , es el componente de potencia de un sistema de propulsión de aeronave . Las aeronaves que utilizan componentes de potencia se denominan vuelo propulsado . ^[1] La mayoría de los motores de aeronaves son motores de pistón o turbinas de gas , aunque algunos han sido propulsados ​​por cohetes y en los últimos años muchos UAV pequeños han utilizado motores eléctricos .

En la aviación comercial, los principales fabricantes occidentales de motores de turbofán son Pratt & Whitney (una subsidiaria de Raytheon Technologies ), General Electric , Rolls-Royce y CFM International (una empresa conjunta de Safran Aircraft Engines y General Electric). Los fabricantes rusos incluyen United Engine Corporation , Aviadvigatel y Klimov . Aeroengine Corporation of China se formó en 2016 con la fusión de varias empresas más pequeñas. ^{[ cita requerida ]}

El mayor fabricante de motores turbohélice para la aviación general es Pratt & Whitney. ^[2] General Electric anunció en 2015 su entrada en el mercado. ^[2]

• 1848: John Stringfellow fabricó un motor de vapor para un modelo de avión de 10 pies de envergadura que logró el primer vuelo propulsado, aunque con una carga útil insignificante.
• 1903: Charlie Taylor construyó un motor en línea , principalmente de aluminio, para el Wright Flyer (12 caballos de fuerza).
• 1903: El motor Manly-Balzer establece estándares para los motores radiales posteriores . ^[3]
• 1906: Léon Levavasseur produce un exitoso motor V8 refrigerado por agua para uso aeronáutico.
• 1908: René Lorin patenta un diseño para el motor estatorreactor .
• 1908: Louis Seguin diseñó el Gnome Omega , el primer motor rotativo del mundo que se fabricó en grandes cantidades. En 1909, un avión Farman III con motor Gnome ganó el premio a la mayor distancia volada sin escalas en la Grande Semaine d'Aviation de Reims, estableciendo un récord mundial de resistencia de 180 kilómetros (110 millas).
• 1910: Coandă-1910 , un avión con ventilador entubado que no tuvo éxito y que se exhibió en el Salón Aeronáutico de París, impulsado por un motor de pistón. El avión nunca voló, pero se presentó una patente para dirigir los gases de escape hacia el conducto para aumentar el empuje. ^{[4] [5] [6] [7]}
• 1914: Auguste Rateau sugiere utilizar un compresor alimentado por los gases de escape (un turbocompresor ) para mejorar el rendimiento a gran altitud; ^[3] no se acepta después de las pruebas ^[8]
• 1915: El Mercedes D.VI , un motor de aviación tipo W-18 de dieciocho cilindros refrigerado por líquido (517 hp/380 kW) fue el motor más potente durante la Primera Guerra Mundial.
• 1917-18: El ejemplar R.30/16 con número de Idflieg del bombardero pesado Zeppelin-Staaken R.VI de la Luftstreitkräfte imperial alemana se convierte en el primer avión equipado con sobrealimentador conocido en volar, con un motor de seis cilindros en línea Mercedes D.II en el fuselaje central que impulsa un sobrealimentador mecánico Brown-Boveri para los cuatro motores Mercedes D.IVa del R.30/16 .
• 1918: Sanford Alexander Moss retoma la idea de Rateau y crea el primer turbocompresor exitoso ^{[3] [9]}
• 1926: Armstrong Siddeley Jaguar IV (S), el primer motor sobrealimentado producido en serie para uso aeronáutico; ^{[10] [nb 1]} radial de dos filas con un sobrealimentador centrífugo accionado por engranajes .
• 1930: Frank Whittle presentó su primera patente para un motor turborreactor .
• Junio ​​de 1939: El Heinkel He 176 es el primer avión que vuela con éxito propulsado únicamente por un motor cohete alimentado con combustible líquido.
• Agosto de 1939: el turborreactor Heinkel HeS 3 propulsa el pionero avión alemán Heinkel He 178 .
• 1940: Jendrassik Cs-1 , el primer motor turbohélice del mundo . No entra en servicio.
• 1943 Daimler-Benz DB 670 , primer turbofán en funcionamiento
• 1944: Se despliega el Messerschmitt Me 163 B Komet , el primer avión de combate propulsado por cohetes del mundo.
• 1945: Vuela el primer avión propulsado por turbohélice, un Gloster Meteor modificado con dos motores Rolls-Royce Trent .
• 1947: El avión propulsado por cohete Bell X-1 supera la velocidad del sonido.
• 1948: 782 de 100 shp, el primer motor de turboeje que se aplicó al uso aeronáutico; en 1950 se utilizó para desarrollar el Turbomeca Artouste más grande, de 280 shp (210 kW) .
• 1949: Leduc 010 , el primer avión propulsado por estatorreactor del mundo vuela.
• 1950: Rolls-Royce Conway , el primer turbofán de producción del mundo , entra en servicio.
• 1968: El turbofán de alto bypass General Electric TF39 entra en servicio, proporcionando mayor empuje y una eficiencia mucho mejor.
• 2002: El estatorreactor HyShot voló en picado.
• 2004: NASA X-43 , el primer estatorreactor que mantiene la altitud.
• 2020: Pipistrel E-811 es el primer motor de avión eléctrico que recibe un certificado de tipo de la EASA . Propulsa el Pipistrel Velis Electro , el primer avión totalmente eléctrico con certificación de tipo de la EASA. ^[11]

En esta sección, para mayor claridad, el término "motor en línea" se refiere únicamente a motores con una sola fila de cilindros, tal como se utiliza en el lenguaje automotriz, pero en términos de aviación, la frase "motor en línea" también cubre los motores en V y opuestos (como se describe a continuación), y no se limita a los motores con una sola fila de cilindros. Esto se hace típicamente para diferenciarlos de los motores radiales .

Un motor en línea normalmente tiene un número par de cilindros, pero hay casos de motores de tres y cinco cilindros. La mayor ventaja de un motor en línea es que permite diseñar la aeronave con un área frontal baja para minimizar la resistencia. Si el cigüeñal del motor está ubicado por encima de los cilindros, se denomina motor en línea invertido: esto permite montar la hélice en lo alto para aumentar la distancia al suelo, lo que permite un tren de aterrizaje más corto. Las desventajas de un motor en línea incluyen una mala relación potencia-peso , porque el cárter y el cigüeñal son largos y, por lo tanto, pesados. Un motor en línea puede estar refrigerado por aire o por líquido, pero la refrigeración por líquido es más común porque es difícil obtener suficiente flujo de aire para enfriar los cilindros traseros directamente.

Los motores en línea eran comunes en los primeros aviones; uno de ellos se utilizó en el Wright Flyer , el avión que realizó el primer vuelo controlado con motor. Sin embargo, las desventajas inherentes del diseño pronto se hicieron evidentes y el diseño en línea se abandonó, convirtiéndose en una rareza en la aviación moderna.

Para otras configuraciones de motores en línea de aviación, como motores X , motores U , motores H , etc., consulte Motor en línea (aeronáutica) .

Los cilindros de este motor están dispuestos en dos bancos en línea, normalmente inclinados entre 60 y 90 grados uno del otro y accionando un cigüeñal común. La gran mayoría de los motores en V están refrigerados por agua. El diseño en V proporciona una relación potencia-peso más alta que un motor en línea, al tiempo que proporciona un área frontal pequeña. Quizás el ejemplo más famoso de este diseño sea el legendario motor Rolls-Royce Merlin , un motor V12 de 60° de 27 litros (1649 in3 ⁾ utilizado, entre otros, en los Spitfire que desempeñaron un papel importante en la Batalla de Inglaterra .

Un motor opuesto horizontalmente, también llamado motor plano o boxer, tiene dos bancos de cilindros en lados opuestos de un cárter ubicado centralmente. El motor está refrigerado por aire o por líquido, pero predominan las versiones refrigeradas por aire. Los motores opuestos se montan con el cigüeñal horizontal en los aviones , pero pueden montarse con el cigüeñal vertical en los helicópteros . Debido a la disposición de los cilindros, las fuerzas recíprocas tienden a cancelarse, lo que da como resultado un motor de funcionamiento suave. Los motores de tipo opuesto tienen altas relaciones potencia-peso porque tienen un cárter comparativamente pequeño y liviano. Además, la disposición compacta de los cilindros reduce el área frontal del motor y permite una instalación aerodinámica que minimiza la resistencia aerodinámica. Estos motores siempre tienen un número par de cilindros, ya que un cilindro en un lado del cárter se "opone" a un cilindro en el otro lado.

Los motores de pistón de cuatro y seis cilindros opuestos refrigerados por aire son, con diferencia, los motores más comunes utilizados en pequeñas aeronaves de aviación general que requieren hasta 400 caballos de fuerza (300 kW) por motor. Las aeronaves que requieren más de 400 caballos de fuerza (300 kW) por motor suelen estar propulsadas por motores de turbina .

Un motor de configuración H es esencialmente un par de motores opuestos horizontalmente colocados juntos, con los dos cigüeñales engranados entre sí.

Este tipo de motor tiene una o más filas de cilindros dispuestos alrededor de un cárter ubicado en el centro . Cada fila generalmente tiene un número impar de cilindros para producir un funcionamiento suave. Un motor radial tiene solo un recorrido de cigüeñal por fila y un cárter relativamente pequeño, lo que da como resultado una relación potencia-peso favorable . Debido a que la disposición de los cilindros expone una gran cantidad de superficies del motor que irradian calor al aire y tiende a cancelar las fuerzas recíprocas, los radiales tienden a enfriarse de manera uniforme y funcionar sin problemas. Los cilindros inferiores, que están debajo del cárter, pueden acumular aceite cuando el motor ha estado parado durante un período prolongado. Si este aceite no se limpia de los cilindros antes de arrancar el motor, pueden ocurrir daños graves debido al bloqueo hidrostático .

La mayoría de los motores radiales tienen los cilindros dispuestos de manera uniforme alrededor del cigüeñal, aunque algunos de los primeros motores, a veces llamados motores semirradiales o de configuración de ventilador, tenían una disposición desigual. El motor más conocido de este tipo es el motor Anzani, que se instaló en el Bleriot XI utilizado para el primer vuelo a través del Canal de la Mancha en 1909. Esta disposición tenía el inconveniente de necesitar un contrapeso pesado para el cigüeñal, pero se utilizó para evitar que las bujías se engrasaran.

En los diseños de aviones militares, la gran superficie frontal del motor actuaba como una capa adicional de blindaje para el piloto. Además, los motores refrigerados por aire, sin radiadores vulnerables, son ligeramente menos propensos a sufrir daños en combate y, en ocasiones, seguían funcionando incluso con uno o más cilindros destruidos. Sin embargo, la gran superficie frontal también daba como resultado un avión con una superficie frontal aumentada y aerodinámicamente ineficiente .

Los motores rotativos tienen los cilindros en un círculo alrededor del cárter, como en un motor radial (ver arriba), pero el cigüeñal está fijado a la estructura del avión y la hélice está fijada a la caja del motor, de modo que el cárter y los cilindros giran. La ventaja de esta disposición es que se mantiene un flujo satisfactorio de aire de refrigeración incluso a bajas velocidades aerodinámicas, conservando la ventaja de peso y la simplicidad de un motor convencional refrigerado por aire sin uno de sus principales inconvenientes. El primer motor rotativo práctico fue el Gnome Omega diseñado por los hermanos Seguin y voló por primera vez en 1909. Su relativa fiabilidad y buena relación potencia-peso cambiaron drásticamente la aviación. ^[12] Antes de la Primera Guerra Mundial, la mayoría de los récords de velocidad se consiguieron utilizando aviones con motor Gnome, y en los primeros años de la guerra los motores rotativos dominaban en los tipos de aviones para los que la velocidad y la agilidad eran primordiales. Para aumentar la potencia, se construyeron motores con dos filas de cilindros.

Sin embargo, los efectos giroscópicos del pesado motor rotatorio producían problemas de manejo en los aviones y los motores también consumían grandes cantidades de aceite, ya que utilizaban lubricación por pérdida total, que se mezclaba con el combustible y se expulsaba con los gases de escape. Se utilizaba aceite de ricino para la lubricación, ya que no es soluble en gasolina, y los vapores resultantes resultaban nauseabundos para los pilotos. Los diseñadores de motores siempre habían sido conscientes de las muchas limitaciones del motor rotativo, por lo que cuando los motores de estilo estático se volvieron más confiables y ofrecieron mejores pesos específicos y consumo de combustible, los días del motor rotativo estaban contados.

El motor Wankel es un tipo de motor rotativo. El motor Wankel pesa aproximadamente la mitad del tamaño y el peso de un motor de pistón de cuatro tiempos tradicional de igual potencia de salida, y es mucho más complejo. En una aplicación aeronáutica, la relación potencia-peso es muy importante, lo que hace que el motor Wankel sea una buena opción. Debido a que el motor generalmente se construye con una carcasa de aluminio y un rotor de acero, y el aluminio se expande más que el acero cuando se calienta, un motor Wankel no se agarrota cuando se sobrecalienta, a diferencia de un motor de pistón. Este es un factor de seguridad importante para el uso aeronáutico. El desarrollo considerable de estos diseños comenzó después de la Segunda Guerra Mundial , pero en ese momento la industria aeronáutica favorecía el uso de motores de turbina . Se creía que los motores de turborreactor o turbohélice podían impulsar todas las aeronaves, desde los diseños más grandes hasta los más pequeños. El motor Wankel no encontró muchas aplicaciones en aeronaves, pero fue utilizado por Mazda en una popular línea de autos deportivos . La empresa francesa Citroën había desarrollado el helicóptero RE-2  [fr] con motor Wankel en la década de 1970. ^[13]

En los tiempos modernos, el motor Wankel se ha utilizado en planeadores a motor donde la compacidad, el peso ligero y la suavidad son de crucial importancia. ^[14]

La ahora desaparecida firma MidWest , con sede en Staverton, diseñó y produjo motores aeronáuticos de uno y dos rotores, la serie MidWest AE . Estos motores se desarrollaron a partir del motor de la motocicleta Norton Classic . La versión de dos rotores se instaló en los ARV Super2 y en el Rutan Quickie . El motor de un solo rotor se colocó en un planeador motor Chevvron y en los planeadores motorizados Schleicher ASH . Después de la desaparición de MidWest, todos los derechos se vendieron a Diamond de Austria, que desde entonces ha desarrollado una versión MkII del motor.

Como alternativa rentable a los motores de aviación certificados, algunos motores Wankel, retirados de automóviles y convertidos para uso en aviación, se han instalado en aviones experimentales de fabricación casera . Las unidades Mazda con potencias que van desde 100 caballos de fuerza (75 kW) hasta 300 caballos de fuerza (220 kW) pueden costar una fracción del coste de los motores tradicionales. Estas conversiones se realizaron por primera vez a principios de la década de 1970; ^{[ cita requerida ]} y, al 10 de diciembre de 2006, la Junta Nacional de Seguridad del Transporte solo tiene siete informes de incidentes que involucran aviones con motores Mazda, y ninguno de ellos se debe a un fallo debido a defectos de diseño o fabricación.

El ciclo de combustión más común para los motores aeronáuticos es el de cuatro tiempos con encendido por chispa. El encendido por chispa de dos tiempos también se ha utilizado para motores pequeños, mientras que el motor diésel de encendido por compresión rara vez se utiliza.

A partir de la década de 1930 se intentó producir un motor diésel de aviación práctico . En general, los motores diésel son más fiables y mucho más adecuados para funcionar durante largos períodos de tiempo a potencias medias. Las aleaciones ligeras de la década de 1930 no estaban a la altura de las relaciones de compresión mucho más altas de los motores diésel, por lo que generalmente tenían malas relaciones potencia-peso y eran poco comunes por esa razón, aunque el motor radial diésel Clerget 14F (1939) tiene la misma relación potencia-peso que un radial de gasolina. Las mejoras en la tecnología diésel en automóviles (que conducen a relaciones potencia-peso mucho mejores), la eficiencia de combustible mucho mejor del diésel y la alta tributación relativa del AVGAS en comparación con el Jet A1 en Europa han provocado un resurgimiento del interés en el uso de diésel para aeronaves. Thielert Aircraft Engines convirtió los motores diésel para automóviles Mercedes, los certificó para su uso en aeronaves y se convirtió en proveedor OEM de Diamond Aviation para su bimotor ligero. Los problemas financieros han afectado a Thielert, por lo que la filial de Diamond, Austro Engine, desarrolló el nuevo turbodiésel AE300 , también basado en un motor Mercedes. ^[15] Los nuevos motores diésel de la competencia pueden aportar eficiencia de combustible y emisiones sin plomo a las aeronaves pequeñas, lo que representa el mayor cambio en los motores de aeronaves ligeras en décadas.

Aunque los aviones de combate militares requieren velocidades muy altas, muchos aviones civiles no las necesitan. Sin embargo, los diseñadores de aeronaves civiles querían aprovechar la alta potencia y el bajo mantenimiento que ofrecía un motor de turbina de gas . Así nació la idea de acoplar un motor de turbina a una hélice tradicional. Debido a que las turbinas de gas giran óptimamente a alta velocidad, un turbohélice cuenta con una caja de cambios para reducir la velocidad del eje de modo que las puntas de la hélice no alcancen velocidades supersónicas. A menudo, las turbinas que impulsan la hélice están separadas del resto de los componentes giratorios para que puedan girar a su propia velocidad máxima (lo que se conoce como motor de turbina libre). Un turbohélice es muy eficiente cuando funciona dentro del ámbito de las velocidades de crucero para las que fue diseñado, que normalmente es de 200 a 400 mph (320 a 640 km/h).

Los motores de turboeje se utilizan principalmente en helicópteros y unidades de potencia auxiliares . En principio, un motor de turboeje es similar a un turbohélice, pero en un turbohélice la hélice está sostenida por el motor y el motor está atornillado a la estructura del avión : en un turboeje, el motor no proporciona ningún soporte físico directo a los rotores del helicóptero. El rotor está conectado a una transmisión que está atornillada a la estructura del avión, y el motor de turboeje impulsa la transmisión. Algunos consideran que la distinción es escasa, ya que en algunos casos las empresas aeronáuticas fabrican motores de turbohélice y de turboeje basados ​​en el mismo diseño.

Desde la década de 1960 se han diseñado varios aviones propulsados ​​eléctricamente, como el QinetiQ Zephyr . ^{[16] [17]} Algunos se utilizan como drones militares . ^[18] En Francia , a finales de 2007, se voló un avión ligero convencional propulsado por un motor eléctrico de 18 kW que utilizaba baterías de polímero de litio, recorriendo más de 50 kilómetros (31 mi), el primer avión eléctrico en recibir un certificado de aeronavegabilidad . ^[16]

El 18 de mayo de 2020, el Pipistrel E-811 fue el primer motor de avión eléctrico que recibió un certificado de tipo de la EASA para su uso en la aviación general . El E-811 propulsa el Pipistrel Velis Electro . ^{[19] [11]}

Se han realizado experimentos limitados con propulsión eléctrica solar , en particular los aviones tripulados Solar Challenger y Solar Impulse y el avión no tripulado Pathfinder de la NASA .

Muchas grandes empresas, como Siemens, están desarrollando motores eléctricos de alto rendimiento para uso aeronáutico; además, SAE muestra nuevos desarrollos en elementos como motores eléctricos con núcleo de cobre puro con una mejor eficiencia. Axter Aerospace, Madrid, España, ofrece a la venta un sistema híbrido como respaldo de emergencia y para mayor potencia en el despegue. ^[20]

Los pequeños vehículos aéreos no tripulados multicópteros casi siempre están propulsados ​​por motores eléctricos.

Los motores de reacción generan el empuje necesario para propulsar una aeronave expulsando los gases de escape a alta velocidad desde el motor, lo que da como resultado una reacción de fuerzas que impulsan la aeronave hacia adelante. Los motores de propulsión a reacción más comunes son los turborreactores, los turbofán y los cohetes. También se han utilizado otros tipos, como los pulsorreactores , los estatorreactores , los estatorreactores de combustión supersónica y los motores de detonación por pulsos . En los motores a reacción, el oxígeno necesario para la combustión del combustible proviene del aire, mientras que los cohetes llevan un oxidante (normalmente oxígeno en alguna forma) como parte de la carga de combustible, lo que permite su uso en el espacio.

Un turborreactor es un tipo de motor de turbina de gas que se desarrolló originalmente para los cazas militares durante la Segunda Guerra Mundial . Un turborreactor es la turbina de gas más simple de todas las aeronaves. Consiste en un compresor para aspirar aire y comprimirlo, una sección de combustión donde se agrega combustible y se enciende, una o más turbinas que extraen energía de los gases de escape en expansión para impulsar el compresor y una tobera de escape que acelera los gases de escape por la parte trasera del motor para crear empuje. Cuando se introdujeron los turborreactores, la velocidad máxima de los aviones de combate equipados con ellos era al menos 100 millas por hora más rápida que la de los aviones de pistón de la competencia. En los años posteriores a la guerra, los inconvenientes del turborreactor se hicieron evidentes gradualmente. Por debajo de Mach 2, los turborreactores son muy ineficientes en cuanto al consumo de combustible y generan enormes cantidades de ruido. Los primeros diseños también responden muy lentamente a los cambios de potencia, un hecho que mató a muchos pilotos experimentados cuando intentaron la transición a los reactores. Estos inconvenientes finalmente llevaron a la caída del turborreactor puro, y solo un puñado de tipos todavía están en producción. El último avión de pasajeros que utilizó turborreactores fue el Concorde , cuya velocidad de Mach 2 permitía que el motor fuera muy eficiente.

Un motor de turbofán es muy similar a un turborreactor, pero con un ventilador agrandado en la parte delantera que proporciona empuje de la misma manera que una hélice con conductos , lo que resulta en una mejor eficiencia de combustible . Aunque el ventilador crea empuje como una hélice, el conducto circundante lo libera de muchas de las restricciones que limitan el rendimiento de la hélice. Esta operación es una forma más eficiente de proporcionar empuje que simplemente usar la tobera del chorro solo, y los turbofán son más eficientes que las hélices en el rango transsónico de velocidades de la aeronave y pueden operar en el reino supersónico . Un turbofán generalmente tiene etapas de turbina adicionales para hacer girar el ventilador. Los turbofán fueron de los primeros motores en usar múltiples carretes (ejes concéntricos que pueden girar libremente a su propia velocidad) para permitir que el motor reaccione más rápidamente a los cambios en los requisitos de potencia. Los turbofán se dividen a grandes rasgos en categorías de bajo bypass y alto bypass. El aire de bypass fluye a través del ventilador, pero alrededor del núcleo del chorro, sin mezclarse con el combustible ni quemarse. La relación de este aire con la cantidad de aire que fluye a través del núcleo del motor es la relación de bypass. Los motores de bajo bypass son los preferidos para aplicaciones militares, como los cazas, debido a la alta relación empuje-peso, mientras que los motores de alto bypass son los preferidos para uso civil por su buena eficiencia de combustible y bajo nivel de ruido. Los turbofán de alto bypass suelen ser más eficientes cuando el avión viaja a entre 500 y 550 millas por hora (800 a 890 kilómetros por hora), la velocidad de crucero de la mayoría de los aviones de pasajeros grandes. Los turbofán de bajo bypass pueden alcanzar velocidades supersónicas, aunque normalmente solo cuando están equipados con postcombustión .

El término motor de tecnología avanzada se refiere a la generación moderna de motores a reacción. ^[21] El principio es que un motor de turbina funcionará de manera más eficiente si los diversos conjuntos de turbinas pueden girar a sus velocidades óptimas individuales, en lugar de a la misma velocidad. El verdadero motor de tecnología avanzada tiene un triple carrete, lo que significa que en lugar de tener un solo eje de transmisión, hay tres, para que los tres conjuntos de álabes puedan girar a diferentes velocidades. Un estado provisional es un motor de doble carrete, que permite solo dos velocidades diferentes para las turbinas.

Los pulsorreactores son dispositivos mecánicamente simples que, en un ciclo repetitivo, aspiran aire a través de una válvula antirretorno en la parte delantera del motor hacia una cámara de combustión y lo encienden. La combustión expulsa los gases de escape por la parte trasera del motor. Produce energía como una serie de pulsos en lugar de como una salida constante, de ahí el nombre. La única aplicación de este tipo de motor fue la bomba voladora no tripulada alemana V1 de la Segunda Guerra Mundial . Aunque los mismos motores también se utilizaron experimentalmente para aviones de combate de imitación, el ruido extremadamente alto que generaban los motores causaba daños mecánicos en la estructura del avión que eran suficientes para hacer que la idea fuera inviable.

El motor a reacción Gluhareff Pressure Jet (o tip jet) es un tipo de motor a reacción que, al igual que un pulsejet sin válvulas, no tiene partes móviles. Al no tener partes móviles, el motor funciona mediante un tubo enrollado en la cámara de combustión que sobrecalienta el combustible (propano) antes de inyectarlo en la entrada de aire-combustible. En la cámara de combustión, la mezcla de combustible y aire se enciende y se quema, creando empuje a medida que sale por el tubo de escape. La inducción y la compresión de la mezcla de combustible y aire se realizan tanto por la presión del propano cuando se inyecta, junto con las ondas de sonido creadas por la combustión que actúan sobre las chimeneas de admisión. Fue concebido como una planta de energía para helicópteros personales y aviones compactos como los ultraligeros.

Algunos aviones han utilizado motores de cohete para el empuje principal o el control de la actitud, en particular el Bell X-1 y el North American X-15 . Los motores de cohete no se utilizan en la mayoría de los aviones porque la eficiencia energética y del propulsor es muy pobre, pero se han empleado para breves ráfagas de velocidad y despegues. Cuando la eficiencia del combustible y del propulsor es una preocupación menor, los motores de cohete pueden ser útiles porque producen grandes cantidades de empuje y pesan muy poco.

Un motor de turbina de cohete es una combinación de dos tipos de motores de propulsión: un cohete de combustible líquido y un motor de turbina a reacción. Su relación potencia-peso es un poco mayor que la de un motor a reacción normal y funciona a mayores altitudes. ^[22]

Para velocidades de vuelo supersónicas o hipersónicas muy altas, la inserción de un sistema de refrigeración en el conducto de aire de un motor a reacción de hidrógeno permite una mayor inyección de combustible a alta velocidad y evita la necesidad de que el conducto esté hecho de materiales refractarios o refrigerados activamente. Esto mejora enormemente la relación empuje/peso del motor a alta velocidad.

Se cree que este diseño de motor podría permitir un rendimiento suficiente para el vuelo antípoda a Mach 5, o incluso permitir que un vehículo de una sola etapa en órbita sea práctico. El motor híbrido de cohete SABRE que respira aire es un motor preenfriado que se encuentra en desarrollo.

En el ILA Berlin Air Show de abril de 2018 , el instituto de investigación de:Bauhaus Luftfahrt con sede en Múnich presentó un motor de ciclo compuesto de alta eficiencia para 2050, que combina un turbofán con engranajes con un núcleo de motor de pistón . El ventilador de 2,87 m de diámetro y 16 aspas proporciona una relación de derivación ultraalta de 33,7 , impulsado por una turbina de baja presión con engranajes, pero el accionamiento del compresor de alta presión proviene de un motor de pistón con dos bancos de 10 pistones sin una turbina de alta presión, lo que aumenta la eficiencia con combustión isocórica - isobárica no estacionaria para presiones y temperaturas máximas más altas. El motor de 11.200 lb (49,7 kN) podría impulsar un avión a reacción regional de 50 asientos . ^[23]

Su TSFC de crucero sería de 11,5 g/kN/s (0,406 lb/lbf/hr) para una eficiencia general del motor del 48,2%, para una temperatura del quemador de 1.700 K (1.430 °C), una relación de presión general de 38 y una presión máxima de 30 MPa (300 bar). ^[24] Aunque el peso del motor aumenta en un 30%, el consumo de combustible de la aeronave se reduce en un 15%. ^[25] Patrocinado por la Comisión Europea en el marco del proyecto LEMCOTEC , Bauhaus Luftfahrt, MTU Aero Engines y GKN Aerospace presentaron el concepto en 2015, elevando la relación de presión general del motor a más de 100 para una reducción del consumo de combustible del 15,2% en comparación con los motores de 2025. ^[26]

En los aviones multimotor, las posiciones de los motores se numeran de izquierda a derecha desde el punto de vista del piloto mirando hacia adelante, así, por ejemplo, en un avión de cuatro motores como el Boeing 747 , el motor n.° 1 está en el lado izquierdo, más alejado del fuselaje, mientras que el motor n.° 3 está en el lado derecho, más cercano al fuselaje. ^[27]

En el caso del avión bimotor English Electric Lightning , que tiene dos motores a reacción montados en el fuselaje uno encima del otro, el motor n.° 1 está debajo y al frente del motor n.° 2, que está arriba y detrás. ^[28]

En el Cessna 337 Skymaster , un avión bimotor push-pull , el motor número 1 es el que está en la parte delantera del fuselaje, mientras que el motor número 2 está detrás de la cabina.

Los motores alternativos (de pistón) de las aeronaves suelen estar diseñados para funcionar con gasolina de aviación . La gasolina Avgas tiene un índice de octano más alto que la gasolina para automóviles , lo que permite relaciones de compresión más altas , mayor potencia de salida y mayor eficiencia a mayores altitudes. Actualmente, la gasolina Avgas más común es la 100LL. Esto se refiere al índice de octano (100 octanos) y al contenido de plomo (LL = bajo contenido de plomo, en relación con los niveles históricos de plomo en la gasolina Avgas anterior a la regulación). ^{[ cita requerida ]}

Las refinerías mezclan Avgas con tetraetilo de plomo (TEL) para lograr estos altos índices de octano, una práctica que los gobiernos ya no permiten para la gasolina destinada a vehículos de carretera. La disminución de la oferta de TEL y la posibilidad de que la legislación ambiental prohíba su uso han hecho que la búsqueda de combustibles de reemplazo para aeronaves de aviación general sea una prioridad para las organizaciones de pilotos. ^[29]

Los motores de turbina y los motores diésel de los aviones queman distintos grados de combustible para aviones . El combustible para aviones es un derivado del petróleo relativamente menos volátil basado en queroseno , pero certificado según estrictas normas de aviación, con aditivos adicionales. ^{[ cita requerida ]}

Los modelos de aviones suelen utilizar motores nitro (también conocidos como "motores incandescentes" debido al uso de una bujía incandescente ) alimentados por combustible incandescente , una mezcla de metanol , nitrometano y lubricante. También se encuentran disponibles comercialmente modelos de aviones ^[30] y helicópteros propulsados ​​eléctricamente. Los pequeños UAV multicópteros casi siempre funcionan con electricidad, ^{[31] [32]} pero se están desarrollando diseños más grandes propulsados ​​por gasolina. ^{[33] [34] [35]}

• Seguridad de la aviación
• Configuración del motor
• Reglamento Federal de Aviación
• Motor hiper
• Motor modelo
• Designaciones de motores de aeronaves militares de Estados Unidos

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Motores de aeronaves .

Busque motor de avión en Wikcionario, el diccionario libre.

• Motores de aeronaves y teoría de motores de aeronaves (incluye enlaces a diagramas)
• Sociedad Histórica de Motores de Aviación
• Base de datos de especificaciones de motores a reacción
• Eficiencia de los motores de aeronaves: comparación de turbinas de baja presión contrarrotativas y axiales
• Breve reseña de la historia de los motores de los aviones: desde los días de "7 libras por hp" hasta los días de "1 libra por hp" de hoy
• "La búsqueda del poder", artículo de Bill Gunston sobre el vuelo de 1954
• "Directorio de motores". Flight International . 24 de septiembre de 1997.