funcionamiento de una turbina de avion

Se basan en el mismo principio que los motores alternativos. El turborreactor, es un tipo de turbina de gas, que a diferencia de los motores de ciclo alternativo que tienen un funcionamiento discontinuo (explosiones), tiene un funcionamiento continuo. Consta de las mismas fases que un motor alternativo: admisión, compresión, expansión y escape.

La turbina gira porque se usan compresores axiales o centrífugos que comprimen grandes volúmenes de aire a una presión de entre 4 y 32 atmósferas. Una vez comprimido el aire, se introduce en las cámaras de combustión donde el combustible es quemado en forma continua. El aire a alta presión y alta temperatura (o sea, con más energía que a la entrada) es llevado a la turbina, donde se expande parcialmente para obtener la energía que permite mover el compresor (similar al funcionamiento del turbocompresor que se encuentra en los automóviles). Después el aire pasa por una tobera, en la que es acelerado hasta la presión de salida, proceso que transforma la presión en velocidad.

En este tipo de motores la fuerza impulsora o empuje se obtiene por una parte por la cantidad de movimiento. Al lanzar grandes volúmenes de aire hacia atrás a gran velocidad, se produce una reacción que impulsa la aeronave hacia adelante. En el caso de los aviones militares, el empuje proviene prácticamente en su totalidad de los gases de escape. En el caso de aviones comerciales (como los Boeing y Airbus), una parte del aire que absorben los alabes es desviado por los costados de la turbina, generando parte del empuje de manera similar a un avión con turbohélice. Hoy en día, estos motores alcanzan empujes de hasta 50 toneladas.

La más reciente generación de motores jet, se denomina Turbofan, que se caracterizan por tener un ventilador (fan) en la parte frontal del motor desde el cual el aire se divide en dos tipos: Aire de bypass y aire primario. Este tipo de motores tiene las ventajas de consumir menos combustible (aerokerosene JPA1) lo cual resulta más económico para el operador, contaminan menos el aire y reducen la contaminación sonora.

La propulsión comienza en él. A través de él, circula el flujo de aire que se divide en dos corrientes: la principal o bypass air que es mayor a un 65% del total para los motores turbofan de alto bypass y es entre el 10% y 65% para los motores turbofan de bajo bypass. La corriente secundaria llamada primary air, que se trata del porcentaje restante representa la cantidad de aire que entra a los compresores y a la cámara de combustión. Normalmente se consideran los motores turbofan más eficientes a medida que poseen un mayor grado de bypass, llegando este de ser hasta del 95% en algunos motores de ultima generación.

el flujo de aire secundario pasa a través de diversas etapas de compresores que giran en el mismo sentido del fan. Comúnmente se poseen compresores de alta y de baja presión en distintos ejes. A través de estos compresores se consigue un aumento significativo de la presión y la temperatura del aire.

Una vez realizada la etapa de compresión, el aire sale con una presión treinta veces superior de la que tenía en la entrada y a una temperatura próxima a los 600 ºC. Se hace pasar este aire a la cámara de combustión, donde se mezcla con el combustible y se combustiona la mezcla, alcanzándose una temperatura superior a los 1100 ºC.

El aire caliente que sale de la cámara, pasa a través de los álabes de varias turbinas, haciendo girar diversos ejes. En los motores turbofan de bajo bypass se mueven con un mismo eje, el compresor de baja presión junto con el fan; mientras que para los turbofan de alto bypass se posee un eje para cada componente (fan, compresor de baja presión y compresor de alta presión).

Una vez el aire caliente ha pasado a través de las turbinas, es expulsado a través del escape en la parte posterior del motor. Las estrechas paredes de este escape fuerzan al aire a acelerarse. El peso del aire, combinado con esta aceleración produce parte del empuje total del motor dependiendo que tipo de turbofan, analizándose como regla general el hecho de que un aumento en el bypass trae como consecuencia una menor participación de la tobera de escape en el empuje total del motor.

Para encender una turbina se hace en dos fases distintas.

Primero se activa la hélice o fan, que envía aire a la turbina y sistemas compresores, después se enciende el resto, que lo único que hará será comprimir el aire, calentarlo y lanzarlo en forma de chorro para generar el empuje final del avión.

Un rotor colocado en el flujo del chorro extrae la potencia mecánica para mover un propulsor externo, por ejemplo una hélice; en este caso el empuje o tracción es generado por la aceleración de la masa de aire por la hélice. En este tipo de propulsión denominado turbohélice o turbopropulsor, la turbina mueve la hélice a través de un mecanismo reductor. Los turbohélice son más eficaces que los reactores a velocidades de hasta 300 mph, pero pierden eficacia a mayores velocidades. Si la turbina es de tipo turbofán, se obtiene un altísimo flujo de aire usando hélices de paso muy alto.
El chorro de alta energía producido es dirigido a una tobera que acelera el chorro a muy alta velocidad en su salida a la atmósfera; en este caso el empuje es generado por la propia energía del chorro de salida. Este tipo de propulsión se denomina turbojet.